KR20170109525A - 비접촉 제스처 기반 액세스 제어 - Google Patents

비접촉 제스처 기반 액세스 제어 Download PDF

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KR20170109525A
KR20170109525A KR1020177014258A KR20177014258A KR20170109525A KR 20170109525 A KR20170109525 A KR 20170109525A KR 1020177014258 A KR1020177014258 A KR 1020177014258A KR 20177014258 A KR20177014258 A KR 20177014258A KR 20170109525 A KR20170109525 A KR 20170109525A
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케이스 이. 커티스
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마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드
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Abstract

제스처링은 보안 엔트리 시스템을 구비한 보안 디바이스에 액세스하기 위해 손 위치들 및/또는 움직임들의 고유한 조합을 입력하는데 사용되며, 보안 엔트리 시스템은 그것에의 액세스를 허용하기 전에 정확한 코드가 입력되는 것을 요구한다. 인증된 사용자는 보안 디바이스를 잠금 해제하고 그리고 액세스하기 위해, 그의/그녀의 손(들)을 제스처 감지 구조체 위에 위치시키고 일련의 움직임/제스처들를 실행한다. 제스처 감지 구조체는 코딩된 위치들/움직임들을 시각적으로 가로채는 것이 방지될 수 있도록 시각 차폐물의 내부에 배치될 수 있다. 좌측 및 우측 제스처들은 보안 디바이스를 잠금 해제하고 액세스하기 위해 전통적인 텀블러 잠금 조합의 사용을 가능케 하는데 이용될 수 있다. 제스처들의 조합은 복수의 보안 조합들을 생성하는데 사용될 수 있다.

Description

비접촉 제스처 기반 액세스 제어{CONTACTLESS GESTURE BASED ACCESS CONTROL}
본 발명은 액세스 제어에 관한 것으로, 특히 보안 환경에의 액세스를 위해 비접촉 제스처링을 사용하는 액세스 제어에 관한 것이다.
액세스는 많은 방식으로 제한될 수 있다. 일반적으로 일부 유형의 기계식 또는 전자식 잠금 디바이스는 적절한 기계적인 키, 잠금 숫자(문자) 조합, 개인 식별 번호(PIN) 등을 구비한 잠금 디바이스들에만의 액세스를 제한하기 위해 사용될 수 있다. 키 및/또는 회전 휠 조합에 의해 액세스 가능한 기계식 잠금 디바이스들은 수년간 사용되어 왔고 전자식 잠금 수단보다 전부터 존재했다(predate). 컴퓨터들, 현금 자동 지급기들(kiosks), 전자 액세스 패널들 등은 고유한 조합이 보호하고 있는 것에 액세스하고자 하는 자에 의해 입력되어야 하는 숫자들 및/또는 문자들의 고유한 조합을 사용할 수 있다.
그러나 이 액세스 제한 디바이스들 모두는, 권한이 없는 사람들이 이 제한된 액세스 디바이스들을 안전하게 만드는 것인 키들, 숫자(문자) 조합들 및/또는 코드들을 망가뜨릴 수 있음으로 인해 어려움을 겪는다. 예를 들어 키패드 액세스 시스템은 키보드에 특별한 광 또는 화학 약품으로만 보일 수 있는 미세한 눈에 띄지 않는 파우더(fine invisible powder)를 뿌리면 위태로울 수 있다. 그리고 상기 숫자들이 알려지면, 숫자들의 모든 가능성 있는 조합들을 시도하는 것은 간단한 사안이다. 또한, 키패드는 카메라 및/또는 쌍안경으로 관찰되어, 인증된 사용자가 올바른 코드들을 입력할 때에 누르는 숫자들이 기록될 수 있다. 덜 두드러진(obvious) 장소에 키패드를 두면, 사용자가 키패드를 보는 것이 어려워질 수 있고/있거나 강도에 취약한 지역에서는 사용자의 상황 인식을 위태롭게 할 수 있다.
기계식 숫자 조합 잠금 디바이스들은, 권한이 없는 사람이 소음을 내는 텀블러 메커니즘을 듣고 이로써 잠금 숫자(문자) 조합을 결정할 수 있게 만드는 소음을 내는 텀블러 메커니즘을 사용한다. 키 기반 액세스 제어 메커니즘들은 권한이 없는 사람이 잠금을 "선택(pick)"하거나 잠금을 해제하는 "범프" 키를 사용할 수 있음으로 인해 어려움을 겪는다. 손 및 눈 스캐너들이 보안 디바이스들로 사용될 수 있지만 비싸고 기계적으로 복잡하여 어려움을 겪는다. 사용자의 안구가 제거되거나 손이 절단되면 손 및 눈 스캐너들은 손상될 수 있다. 인증된 사용자는 손자국의 물리적 증거를 남길 수 있다.
따라서 권한이 없는 사람에 의해 덜 침해되기 쉬운, 보안 환경에의 보다 안전하고 개인적인 액세스 방식이 필요하다.
일 실시예에 따르면, 제스처링을 이용하여 액세스를 제어하기 위한 방법은, 적어도 하나의 송신 전극 및 복수의 수신 전극들을 포함하는 구조체를 제공하는 단계; 상기 적어도 하나의 송신 전극으로부터 교류 전기장을 생성하는 단계; 상기 교류 전기장 내에 오브젝트를 위치시킴으로써 상기 교류 전기장을 변경하는 단계; 상기 복수의 수신 전극들의 각각에서 상기 교류 전기장을 측정하는 단계; 상기 복수의 수신 전극들의 각각의 수신 전극에서의 상기 측정된 교류 전기장을 디지털 신호 프로세서(DSP)의 메모리 내의 제스처링 라이브러리의 소정의 전기장 값들과 비교하는 단계; 상기 복수의 수신 전극들의 각각의 수신 전극에서의 상기 측정된 교류 전기장과 상기 소정의 전기장 값들을 비교하여 복수의 제스처들을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 복수의 제스처들을 예상된 복수의 제스처들과 비교하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 결정된 복수의 제스처들이 상기 예상된 복수의 제스처들과 실질적으로 동일한 경우, 액세스 허용 명령을 발행할 수 있고, 그렇지 않으면, 어떤 것도 수행하지 않을 수 있다.
상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 방법은 식별되지 않은 오브젝트가 상기 복수의 수신 전극들 중 적어도 하나의 수신 전극에 근접할 수 있을 때에는, 상기 측정된 교류 전기장을 비교하는 단계를 디스에이블하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 복수의 제스처들은 위치 상측(up), 위치 하측(down), 위치 우측(right), 위치 좌측(left), 위치 안쪽(in), 위치 바깥쪽(out), 모션 시계 반향, 모션 반시계 방향, 모션 상측, 모션 하측, 모션 우측, 모션 좌측, 모션 안쪽 및 모션 바깥쪽 중 임의의 2개 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 복수의 제스처들은 적어도 하나의 제스처 모션 및 적어도 하나의 제스처 위치를 포함할 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 복수의 제스처들은 복수의 제스처 모션들을 포함할 수 있다. 상기 방법의 추가 실시예에 따르면, 상기 복수의 제스처들은 복수의 제스처 위치들을 포함할 수 있다.
또 하나의 실시예에 따르면, 제스처링을 이용하여 액세스를 제어하기 위한 시스템은, 전기 절연체, 적어도 하나의 송신 전극 및 복수의 수신 전극들을 포함하는 구조체; 교류 전기장을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 송신 전극에 결합된 적어도 하나의 송신 출력부 및 상기 교류 전기장을 수신하기 위해 상기 복수의 수신 전극들 각각의 수신 전극들에 결합된 복수의 수신 입력들부를 구비한 제스처 감지 컨트롤러, - 상기 제스처 감지 컨트롤러는 상기 복수의 수신 전극들의 각각에서 수신된 교류 전기장들을 측정하고, 상기 제스처 감지 컨트롤러는 상기 수신된 전기장들로부터 복수의 제스처들을 결정함 -; 및 상기 제스처 감지 컨트롤러에 의해 결정된 상기 복수의 제스처들을 예상된 복수의 제스처들과 비교하는 보호 액세스 장비를 포함할 수 있고, 상기 결정된 복수의 제스처들이 상기 예상된 복수의 제스처들과 실질적으로 동일한 경우, 액세스 허용 명령을 발행할 수 있고, 그렇지 않으면, 어떤 것도 수행하지 않을 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 실질적으로 편평할 수 있고, 그리고 상기 적어도 하나의 송신 전극 및 상기 복수의 수신 전극들은 상기 실질적으로 편평한 구조체의 대향면들에 있을 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 실질적으로 편평할 수 있고, 그리고 상기 적어도 하나의 송신 전극 및 상기 복수의 수신 전극들은 상기 실질적으로 편평한 구조체의 대향면들에 내장되어 있을 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 규정된 길이, 폭 및 높이를 가질 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 페인팅일 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 그림일 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 조각상일 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 구조체는 램프일 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 상기 제스처 감지 컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 송신 출력부 및 상기 복수의 수신 입력부들을 포함하는 아날로그 프론트 엔드(AFE); 상기 수신된 전기장들의 값들을 수신하기 위해 상기 AFE에 결합되어 그것의 교류 전기장 측정값들을 결정하는 디지털 신호 프로세서; 제스처링 라이브러리를 포함하고 상기 디지털 신호 프로세서에 결합된 메모리 - 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 복수의 제스처를 결정할 때 상기 제스처링 라이브러리를 사용함 -; 및 상기 디지털 신호 프로세서와 상기 보호 액세스 장비 사이에 결합된 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 상기 구조체 위에(over) 커버가 상기 복수의 제스처들의 실행 동안 상기 복수의 제스처들의 시야를 차단하기 위해 제공될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 인클로저가 상기 구조체를 함유하고 상기 복수의 제스처들의 실행 동안 상기 복수의 제스처들의 시야를 차단하기 위해 제공될 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 복수의 수신 전극들은 5개의 수신 전극들일 수 있다. 추가 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 송신 전극은 하나의 송신 전극일 수 있다.
본 개시는 첨부 도면들과 결합된 이하의 설명을 참조하면 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 교시에 따른, 왜곡되지 않은 E-필드의 등전위 라인들의 개략적인 그래프를 도시한다.
도 2는 본 개시의 교시에 따른, 왜곡된 E-필드의 등전위 라인들의 개략적인 그래프를 도시한다.
도 3은 본 개시의 특정 예시의 실시예에 따른, 제스처 감지 전극들 및 보호된 액세스 장비에 연결된 제스처 감지 컨트롤러의 개략적인 블록도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 특정 예시의 실시예에 따른, 프레임 형상의 전극들을 구비한 제스처 감지 패널의 개략적인 평면도 및 입면도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 교시에 따른, 도 4에 도시된 제스처 감지 패널의 개략적인 평면도 및 가능한 손 제스처 모션들을 도시한다.
도 6은 본 개시의 또 하나의 특정 예시의 실시예에 따른, 원형상의 전극들을 구비하고 시각 차폐물(visual shield)의 내부에 위치된 제스쳐 감지 구조체의 개략도를 도시한다.
본 개시는 다양한 변형들 및 대안의 형태들을 허용하지만, 그의 특정 예시의 실시예들이 도면들에 도시되었고 본 명세서에서 상세히 설명된다. 하지만, 그 특정 예시의 실시예들에 대한 설명은 본 개시를 여기에서 개시된 특정 형태들로 한정하고자 하는 것이 아니고, 오히려, 본 개시는 특허청구범위에 의해 정의되는 모든 변형들 및 균등물들을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시의 교시에 따르면, 인증된 사용자의 신체의 일부분, 예컨대 손의 위치들 및/또는 움직임들의 고유한 조합을 입력하기 위해, 즉 모니터링 엔트리 포인트(monitoring entry point)와의 접촉 없이도 액세스를 위한 위치들/움직임들의 정확한 조합을 입력하기 위해, 제스처링이 사용될 수 있다. 예를 들어, 인증된 사용자는 위치/움직임 검출기들 위에(over) 그의/그녀의 손들을 위치시키고 일련의 움직임/제스처들을 실행하여 보호 메커니즘, 예를 들어 도어록, 현금 지급기, 금고 도어, 차량 도어, 컴퓨터 프로그램 등의 잠금을 해제할 수 있다. 이들 제스처는 상대적인 손 움직임들의 조합일 수 있으므로 손(들)의 절대 위치 지정은 필요하지 않을 수 있지만 상대적인 모션들의 정확한 조합만은 필요할 수 있다. 이런 특징은 잠금 해제/액세스 동작을 지원하는데 사용될 수 있으면서도 시각적 피드백의 필요성을 제거한다.
인증된 사용자가 엔트리 포인트 메커니즘을 터치할 필요가 없으므로 보안 조합의 어떠한 물리적 증거도 나중에 남지 않는다. 움직이는 부분들(moving patrs)이 엔트리 포인트 메커니즘에 없기 때문에 청음형 부가장치(listening attachment)가 액세스 코드를 발견할 수 없다. 코딩된 위치들/움직임들을 시각적으로 가로채는 것을 방지할 수 있도록 시각 차폐물(예를 들어, 필요한 제스처링 위치들/움직임들을 수행하기 전에 손이 삽입되고 시야로부터 차폐될 수 있는 위치/움직임 검출기(들)를 함유하는 인클로저)이 엔트리 포인트 메커니즘 위에 배치될 수 있다. 시계 방향 및 반시계 방향 회전 모션 제스처들은 전통적인 텀블러 잠금 숫자(문자)조합들의 시뮬레이션이 보호 메커니즘의 잠금을 해제하는 것을 가능케 하는데 사용될 수 있다. 상측(up), 하측(down), 우측(right), 좌측(left), 안쪽(in) 및/또는 바깥쪽(out)의 모션들의 시퀀스가 유사하게 보호 메카니즘의 잠금을 해제하는데 사용될 수 있다. 사용되는 키가 전혀 없으므로 선택(pick) 공격 또는 범프(bump) 공격이 t실행될 수 없으며, 이질적인 오브젝트(들)가 보호 메커니즘에 아주 근접하여 있으면 이런 오브젝트의 존재가 액세스를 차단할 수 있다.
본 개시의 교시에 따르면, 이런 보안 액세스 제스처링을 수행하기 위해서는, 3차원(3D) 센서 기술은 전기장(E-필드) 내의 오브젝트의 위치(들) 및 움직임(들)을 감지하도록 E-필드를 이용한다. 이 3D 센서 기술은 예를 들어(한정하는 것은 아님) 자유 공간에서의 사용자의 손이나 손가락 모션을 검출, 추적 및 분류하여 새로운 사용자 인터페이스 응용프로그램들을 가능케 한다. E-필드들은 전하들에 의해 생성되어 전하를 운반하는 오브젝트의 표면 주위로 3차원으로 전파된다. 전극에 직류(DC) 전압을 인가하면, 그 결과 일정한 전기장이 생성된다. 교류(AC) 전압들을 인가하면, 전하들이 시간에 따라 변하고, 이에 E-필드가 생성되므로 AC 여기(excitation)가 사용된다. 전하가 주파수(f)의 정현파로 변할 때에는, 결과적으로 얻어진 전자기파가 파장 λ = c/f에 의해 특징지어지며, 여기서 c는 진공에서의 파동 전파 속도, 즉 광속도이다. 파장 λ가 전극의 기하학적 구조보다 훨씬 큰 경우에는, 자기 성분이 실질적으로 0이며 어떠한 파동 전파도 일어나지 않는다. 그 결과는 인체의 부분들, 예컨대 손가락(들), 손 등과 같은 E-필드 내의 도전성 오브젝트들을 감지하는데 사용될 수 있는 준정적 전기 근접장이다.
라디오 주파수 송신기는 약 44 내지 약 115 킬로헤르쯔(kHz) 범위의 주파수를 생성할 수 있다. (예를 들어, 약 3킬로미터의 파장을 갖는 약 100kHz일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아님). 전극의 기하학적 구조는 전형적으로 14센티미터 x 14센티미터 미만이므로, 상기 파장은 비교시 훨씬 더 크다. 사람의 손이나 손가락이 전기장을 방해하면 필드가 왜곡된다. 필드 라인들은 인체 자체의 전도성으로 인해 손으로 인출되어 그라운드로 션트된다. 3차원 전기장은 국부적으로 감소한다. 복수의 수신기(Rx) 전극들이 수신된 변동하는 신호들로부터 전기장 왜곡(들)의 원점(들)(3차원 위치들)을 측정하여 서로 다른 위치들에서의 E-필드 변동을 검출하는데 사용될 수 있다. 이 정보는 위치를 계산하고, 움직임들을 추적하고, 오브젝트 움직임 패턴들(제스처들)을 분류하는데 사용될 수 있다.
이제 도면들을 보면, 특정 예시의 실시예들의 세부 사항들이 개략적으로 도시되어 있다. 도면들에서 같은 요소들은 같은 숫자들로 나타내어지며, 유사한 요소들은 같은 숫자들에 다른 소문자 첨자를 붙여서 나타내어질 것이다.
도 1 및 도 2를 보면, 본 개시의 교시에 따른, 왜곡되지 않은 E-필드(도 1) 및 왜곡된 E-필드(도 2)의 등전위 라인들의 개략적인 그래프가 도시되어 있다. 최고의 필드 강도는 송신 전극(102)과 수신 전극들(104) 사이의 플레이트들에 있지만, E-필드의 상당 부분은 또한 표유(stary) E-필드에 내포될 수 있다. 송신 전극(102) 및 수신 전극들(104)은 그라운드 면(106)에 근접하여 그라운드 면(106)에 평행하게 위치될 수 있다. 도 2는 신체(손 및 손가락)(108)의 접지된(earth-grounded) 부분이 E-필드에 미치는 영향을 나타낸다. 손 및 손가락(108)이 근접하면, 등전위 라인들의 압축(변형)이 일어나고 그리고 수신 전극 신호 레벨들이 측정되어 정량화될 수 있는 낮은 전위로 시프트된다.
본 개시의 교시에 따르면, 마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드(Microchip Technology Incorporated)의 제스처링 기술(GestIC®)의 관련 배경 문서들은 예를 들어 본 명세서에 참조된 "MGC3130 GestIC® 기술 퀵 스타트 가이드", "GestIC® 디자인 가이드: 전극들 및 시스템 디자인 MGC3130" 및 기타 모든 MGC3130 문서이지만 이것에 한정되는 것은 아니며, 이들 문서는 www.microchip.com에서 이용 가능한 마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 제조된 MGC3130 디바이스의 관련 제품 데이터 시트들 및 애플리케이션 노트들에 더욱 자세히 설명되어 있으며, 여기서 이들 문서 모두는 모든 목적을 위해 본 명세서에 참조로 통합된다. GestIC®는 델라웨어주 법인으로 85224-6199 아리조나, 챈들러, 웨스트 챈들러 블러바드 2355에 있는 마이크로칩 테크놀로지 인코포레이티드의 법률 부서의 등록 상표이다.
도 3을 보면, 본 개시의 특정 예시의 실시예에 따른, 제스처 감지 전극들과 보호된 액세스 장비에 연결된 제스처 감지 컨트롤러의 개략적인 블록도가 도시되어 있다. 전기장(E-필드) 기반의 3차원(3D) 추적 및 제스처 감지 컨트롤러(320)는 아날로그 프론트 엔드(AFE)(310), 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 디지털 신호 컨트롤러(DSC)(312), 동작 프로그램 및 제스처링 라이브러리를 함유하는 메모리(314) 및 통신 인터페이스(316)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(316)는 제스처 감지 컨트롤러를 보호된 액세스 장비(318)에 인터페이스할 수 있다. AFE(310)는 적어도 하나의 송신 전극(102) 및 복수의 수신 전극들(104)(제스처 센서들)에 결합될 수 있다. AFE(310)는 펨토패럿(1fF = 1015Farad) 범위의 용량형 변화에 대응하는 송신된 전기장의 왜곡을 검출할 수 있는 매우 감도 좋은 수신 채널들을 포함할 수 있다. 전기장을 송신 및 수신하기 위해서는, 전극들(102 및 104)이 AFE(310)의 송신 채널 및 수신 채널에 각각 연결되어야 한다. 전극들(104)을 배치함으로써 전기장(E-필드) 왜곡의 중력 중심(a center of gravity)을 결정하는 것이 가능케 되고, 이로써 이 왜곡의 원인, 예를 들어 E-필드 검출 공간에서의 사용자의 손 또는 손가락을 추적할 수 있다. E-필드 기반의 3D 추적 및 제스처 감지 컨트롤러(312)는 예를 들어, 본 출원의 양수인인 마이크로 칩 테크놀로지 인코포레이티드에 의해 제조된 MGC3130 3D 제스처 감지 컨트롤러일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 보면, 본 개시의 특정 예시의 실시예에 따른 프레임 형상의 전극들을 구비한 제스처 감지 패널의 개략적인 평면도 및 입면도가 도시되어 있다. 개괄적으로 부호(400)로 나타낸 제스처 감지 패널은 적어도 하나의 송신 전극(102), 복수의 수신 전극들(제스처 센서들)(104), 적어도 하나의 송신 전극(102)과 복수의 수신 전극들(제스처 센서들)(104) 사이의 전기 분리 절연체(410), 및 그라운드 면(106)을 포함할 수 있다. 제스처 감지 패널(400)은 제스처 감지 컨트롤러(320)에 결합될 수 있고, 이것은 도 1에 도시된 바와 같이, 제스처 감지 패널(400) 둘레에 E-필드를 발생할 수 있으며, 그리고 오브젝트가 E-필드에 삽입될 때에는, 도 2에 도시된 바와 같이 E-필드 왜곡들이 표현될 수 있다.
도 5를 보면, 본 개시의 교시에 따른, 도 4에 도시된 제스처 감지 패널의 개략적인 평면도 및 가능한 손 제스처 모션들이 도시되어 있다. AFE(310)는 복수의 수신 전극들(제스처 센서들)(104)로부터 E-필드 신호들을 수신하고, DSP(312)는 이들 E-필드 신호들을 처리하여 다양한 제스처 입력들을 결정한다. 따라서, 손(108)의 서로 다른 모션들, 예를 들어, 손(108)의 우측, 좌측, 상측, 하측, 안쪽(더 근접함), 바깥쪽(더 멀어짐), 시계 방향 및 반시계 방향 회전이 검출되고 인식될 수 있다. 임의의 하나 이상의 이들 손 모션들을 소정의 순서로 사용함으로써, 이들의 순차적 조합이 보안 시스템을 액세스(잠금 해제)하는데 사용될 수 있다. 제스처 감지 패널(400)과의 어떠한 물리적인 접촉도 필요하지 않거나 요구되지 않는다; 따라서 사용자에 의한 어떤 물리적인 증거도 남지 않는다. 제스처들의 조합이 복수의 보안 숫자(문자) 조합들을 생성하는데 사용될 수 있다. 손(108)의 제스처들은 컴퓨터용 2차원 또는 3차원의 "에어(air)" 마우스를 시뮬레이팅할 수 있고/있거나 제스처 감지 패널(400)이 컴퓨터 디스플레이와 일체형일 수 있음은 예상되고 본 개시의 범위 내에 있다. 이로써 보다 전통적인 2차원 터치 스크린 동작 이외에도 3D 제스처 입력이 가능하다.
도 6을 보면, 본 개시의 또 하나의 특정 예시의 실시예에 따른, 원형상의 전극들을 구비하고 시각 차폐물(visual shield)의 내부에 위치된 제스쳐 감지 구조체의 개략도가 도시되어 있다. 개괄적으로 부호(612)로 나타낸 제스처 감지 구조체는 적어도 하나의 송신 전극(602), 복수의 수신 전극들(제스처 센서들)(604), 및 적어도 하나의 송신 전극(602)과 복수의 수신 전극들(제스처 센서들)(604) 사이를 전기적으로 분리하는 절연체(미도시됨)를 포함할 수 있다. 제스처 감지 구조체(612)는 제스처 감지 컨트롤러(320)에 결합될 수 있고, 이것은 도 1에 도시된 바와 같이, 제스처 감지 구조체(612) 둘레에 E-필드를 발생할 수 있으며, 오브젝트가 E-필드에 삽입될 때에는, E-필드 왜곡들이 도 2에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다. 또한, 제스처 감지 구조체(612)는 손(108)에 의해 코딩된 잠금 해제 기능을 수행하는데 필요한 제스처 모션들에 대한 어떠한 가시성도 차단하는 커버 또는 챔버(614)의 내부에 둘러싸일 수 있다. 커버 또는 챔버(614)는 액세스(잠금 해제) 절차 동안에 손(108)의 제스처 모션들의 관찰, 예를 들어 쌍안경, 카메라 등에 의한 관찰을 효과적으로 막는다.
제스처 감지 구조체(612)는 형상 또는 크기에 한정되지 않으며, 전기장(들)을 생성하고 수신하기 위해 그 위에 및/또는 그 내부에 전극들이 존재하는 한 모든 3차원 형상의 오브젝트를 포함할 수 있다. 이런 3차원 오브젝트는 심지어 한 점의 예술작품(artwork), 예컨대 조각상, 페인팅, 그림, 포스터 등: 가전기기, 예컨대 램프, 토스터, 캔 오프너, 화장 거울, 라디오, 텔레비전, 스테레오, 게임 박스 및 이들의 원격 컨트롤러 등으로 위장될 수 있다.
복수의 수신 전극들(제스처 센서들)(604) 및 적어도 하나의 송신 전극(602)는 목재, 고릴라 유리, 플라스틱 등의 뒤에 있거나 그것들에 내장될 수 있다. 눈과 손의 어떤 협력도 필요하지 않으므로 제스처 감지 구조체(612), 및 선택적으로 커버 또는 챔버(614)는 예를 들어(이에 한정되는 것은 아님) 허리 높이에 장착될 수 있고, 이로써 엿보는 눈의 시야를 벗어날 수 있다. 추가 작시법(metrics), 예컨대 모션 변경들의 타이밍이 제스처링 조합의 보안을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 보안 조합은 원격으로 변경될 수 있다. 모든 제스처링 동작은 원격에서 모니터링될 수 있고, 이에 따라 권한이 없는 액세스의 시도들을 적절하게 대처할 수 있다.
따라서 제스처 감지 구조체(612) 위 및/또는 주위의 손(108)의 서로 다른 모션들, 예를 들어 손(108)의 우측, 좌측, 상측, 하측, 안쪽(더 근접함), 바깥쪽(더 멀어짐), 시계 방향 및 반시계 방향 회전이 검출되고 인식될 수 있다. 임의의 하나 이상의 이들 손 모션들을 소정의 순서로 사용함으로써, 이들의 순차적 조합이 보안 시스템을 액세스(잠금 해제)하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 예시적인 실시예들을 참조하여 특별히 도시되고 설명되고 정의되었지만, 이러한 참조는 본 개시의 한정을 의미하지 않고 이러한 한정이 추정되지도 않는다. 개시된 본 발명은 이 기술분야에 통상의 기술을 가지고 본 개시의 혜택을 갖는 사람들에게는 형태와 기능에 있어서 상당한 수정, 대체, 및 균등물들이 가능하다. 본 개시의 도시되고 설명된 실시예들은 단지 예로서, 본 개시의 범위를 한정하지 않는다.

Claims (19)

  1. 제스처링을 이용하여 액세스를 제어하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 송신 전극 및 복수의 수신 전극들을 포함하는 구조체를 제공하는 단계;
    상기 적어도 하나의 송신 전극으로부터 교류 전기장을 생성하는 단계;
    상기 교류 전기장 내에 오브젝트를 위치시킴으로써 상기 교류 전기장을 변경하는 단계;
    상기 복수의 수신 전극들의 각각에서 상기 교류 전기장을 측정하는 단계;
    상기 복수의 수신 전극들의 각각의 수신 전극에서의 상기 측정된 교류 전기장을 디지털 신호 프로세서(DSP)의 메모리 내의 제스처링 라이브러리의 소정의 전기장 값들과 비교하는 단계;
    상기 복수의 수신 전극들의 각각의 수신 전극에서의 상기 측정된 교류 전기장과 상기 소정의 전기장 값들을 비교하여 복수의 제스처들을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 복수의 제스처들을 예상된 복수의 제스처들과 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 결정된 복수의 제스처들이 상기 예상된 복수의 제스처들과 실질적으로 동일한 경우, 액세스 허용 명령을 발행하고, 그렇지 않으면, 어떤 것도 수행하지 않는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    식별되지 않은 오브젝트가 상기 복수의 수신 전극들 중 적어도 하나의 수신 전극에 근접할 때에는, 상기 측정된 교류 전기장을 비교하는 단계를 디스에이블하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제스처들은 위치 상측(up), 위치 하측(down), 위치 우측(right), 위치 좌측(left), 위치 안쪽(in), 위치 바깥쪽(out), 모션 시계 반향, 모션 반시계 방향, 모션 상측, 모션 하측, 모션 우측, 모션 좌측, 모션 안쪽 및 모션 바깥쪽 중 임의의 2개 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제스처들은 적어도 하나의 제스처 모션 및 적어도 하나의 제스처 위치를 포함하는, 방법
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제스처들은 복수의 제스처 모션들을 포함하는, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제스처들은 복수의 제스처 위치들을 포함하는, 방법.
  7. 제스처링을 이용하여 액세스를 제어하기 위한 시스템으로서,
    전기 절연체, 적어도 하나의 송신 전극 및 복수의 수신 전극들을 포함하는 구조체;
    교류 전기장을 생성하기 위해 상기 적어도 하나의 송신 전극에 결합된 적어도 하나의 송신 출력부 및 상기 교류 전기장을 수신하기 위해 상기 복수의 수신 전극들 각각의 수신 전극들에 결합된 복수의 수신 입력들부를 구비한 제스처 감지 컨트롤러, - 상기 제스처 감지 컨트롤러는 상기 복수의 수신 전극들의 각각에서 수신된 교류 전기장들을 측정하고, 상기 제스처 감지 컨트롤러는 상기 수신된 전기장들로부터 복수의 제스처들을 결정함 -; 및
    상기 제스처 감지 컨트롤러에 의해 결정된 상기 복수의 제스처들을 예상된 복수의 제스처들과 비교하는 보호 액세스 장비를 포함하고,
    상기 결정된 복수의 제스처들이 상기 예상된 복수의 제스처들과 실질적으로 동일한 경우, 액세스 허용 명령을 발행하고, 그렇지 않으면, 어떤 것도 수행하지 않는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구조체는 실질적으로 편평하고, 그리고 상기 적어도 하나의 송신 전극 및 상기 복수의 수신 전극들은 상기 실질적으로 편평한 구조체의 대향면들에 있는, 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 구조체는 실질적으로 편평하고, 그리고 상기 적어도 하나의 송신 전극 및 상기 복수의 수신 전극들은 상기 실질적으로 편평한 구조체의 대향면들에 내장되어 있는, 시스템.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조체는 규정된 길이, 폭 및 높이를 갖는, 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 구조체는 페인팅인, 시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 구조체는 그림인, 시스템
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구조체는 조각상인, 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 구조체는 램프인, 시스템.
  15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제스처 감지 컨트롤러는,
    상기 적어도 하나의 송신 출력부 및 상기 복수의 수신 입력부들을 포함하는 아날로그 프론트 엔드(AFE);
    상기 수신된 전기장들의 값들을 수신하기 위해 상기 AFE에 결합되어 그것의 교류 전기장 측정값들을 결정하는 디지털 신호 프로세서;
    제스처링 라이브러리를 포함하고 상기 디지털 신호 프로세서에 결합된 메모리 - 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 복수의 제스처를 결정할 때 상기 제스처링 라이브러리를 사용함 -; 및
    상기 디지털 신호 프로세서와 상기 보호 액세스 장비 사이에 결합된 통신 인터페이스를 포함하는, 시스템.
  16. 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제스처들의 실행 동안 상기 복수의 제스처들의 시야를 차단하기 위해 상기 구조체 위에(over) 커버를 더 포함하는 시스템.
  17. 제7항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조체를 함유하고 상기 복수의 제스처들의 실행 동안 상기 복수의 제스처들의 시야를 차단하는 인클로저를 더 포함하는 시스템.
  18. 제7항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 수신 전극들은 5개의 수신 전극들인, 시스템.
  19. 제7항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 송신 전극은 하나의 송신 전극인, 시스템.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10108292B2 (en) * 2015-04-22 2018-10-23 Microchip Technology Incorporated Capacitive sensor system with multiple transmit electrodes
US20190012888A1 (en) * 2015-07-22 2019-01-10 Fort Jameson, Llc Container With Concealed Sensors
CN108108649B (zh) * 2016-11-24 2020-04-07 腾讯科技（深圳）有限公司 身份验证方法及装置
US11036328B2 (en) 2019-01-10 2021-06-15 Schlage Lock Company Llc Touch input lock
US11899448B2 (en) * 2019-02-21 2024-02-13 GM Global Technology Operations LLC Autonomous vehicle that is configured to identify a travel characteristic based upon a gesture
US10949021B2 (en) * 2019-03-08 2021-03-16 Chargepoint, Inc. Electric field touchscreen
US11010044B2 (en) * 2019-05-28 2021-05-18 Shopify Inc. Swipe-based PIN entry
CN110673736B (zh) * 2019-09-30 2023-04-07 广东万家乐燃气具有限公司 一种手势识别控制方法、控制装置以及存储介质
EP3839700A1 (en) * 2019-12-18 2021-06-23 Modelo Continente Hipermercados, S.A. Gesture recognition system for kitchen machines
TW202307637A (zh) 2021-03-03 2023-02-16 美商加爾汀玻璃有限責任公司 用以建立與被動檢測電場變化之系統及/或方法
CN113413152A (zh) * 2021-05-27 2021-09-21 深圳中学 一种非接触式手指运动检测仪器与方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070075968A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Hall Bernard J System and method for sensing the position of a pointing object
GB0921475D0 (en) * 2009-12-08 2010-01-20 Taverner Alistair Keypad shield
DE102010007455B4 (de) * 2010-02-10 2024-06-27 Microchip Technology Germany Gmbh System und Verfahren zum berührungslosen Erfassen und Erkennen von Gesten in einem dreidimensionalen Raum
EP2509019A1 (en) * 2011-04-04 2012-10-10 Sony Ericsson Mobile Communications AB Security arrangement
US10430066B2 (en) * 2011-12-06 2019-10-01 Nri R&D Patent Licensing, Llc Gesteme (gesture primitive) recognition for advanced touch user interfaces
US20140198059A1 (en) 2013-01-16 2014-07-17 Research In Motion Limited Electronic device with touch-sensitive display and gesture-detection
US10352976B2 (en) 2013-03-15 2019-07-16 Microchip Technology Incorporated Matrix electrode design for three-dimensional e-filed sensor
CN103257714B (zh) * 2013-05-31 2014-03-26 深圳职业技术学院 一种支持手势识别的一体机
US9625997B2 (en) 2013-07-19 2017-04-18 Microchip Technology Incorporated Human interface device and method

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