KR20190030641A - 판독 가능 전기 전도성 패턴들을 구비한 기판 - Google Patents

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KR20190030641A
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conductive lines
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팍 타오 알랜 라우
킨 청 켄달 로
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카주 테크놀로지 (홍콩) 리미티드
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Abstract

일 실시예는 평평한 카드이며, 그 카드는 전기적 비-전도성 기판 및 그 비-전도성 기판의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들을 포함한다. 그 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들의 패턴들을 형성한다. 상기 전도성 기하학적 형상들 중 둘 사이에 스위치가 위치하며, 그 스위치는 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 수 있다.

Description

판독 가능 전기 전도성 패턴들을 구비한 기판
관련된 출원들에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 2016년 5월 13일에 USPTO (United States Patent and Trademark Office)에 출원된 미국 정규 출원 No. 15/153,733에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원 개시는 그 전체가 본원에 참조로서 편입된다.
기술분야
본 특허 출원은, 터치스크린 디스플레이를 구비한, 판독 가능 전기 전도성 패턴들을 구비한 기판을 포함하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전자 카드들 및 터치스크린들을 구비한 전자 디바이스들 사이에서 용량성 커플링을 경유하여 정보를 저장하고 전송하는데 있어서 발전들이 있었다. 상기 카드가 상기 터치스크린에 접촉하여 위치할 때에 상기 카드로부터 전자 디바이스로 정보가 전송된다.
용량성 커플링을 경유하여 정보를 저장하고 전송하는 새로운 방법 및 장치는 기술적인 필요성을 촉진하고 기술적인 문제들을 해결하는데 있어서 도움이 될 것이다.
본 발명은 상기와 같은 도움이 될 수 있는, 판독 가능 전기 전도성 패턴들을 구비한 기판을 제공하려고 한다.
하나의 예시적인 실시예는, 전기적 비-전도성 기판 및 그 비-전도성 기판의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들을 포함하는, 전도성 패턴들을 구비한 기판이다. 상기 도체들은 함께 연결되어 전도성 라인들의 패턴들을 형성하며, 이 전도성 라인들은 그 전도성 라인들의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들에 연결된다. 상기 전도성 기하학적 형상들 중 둘 사이에 스위치가 위치하며, 그 스위치는 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치 가능하다.
다른 예시적인 실시예들이 본원에서 설명된다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.
도 1a는 예시적인 실시예에 따른, 전도성 패턴들을 구비한 기판의 신원을 판단하기 위해 리더기에 의해 실행되는 방법을 보여준다.
도 1b는 예시의 방법에 따른, 용량성 터치스크린에 의해 판독된 기판 상의 기하학적 패턴들을 변경하기 위한 방법을 보여준다.
도 2는 예시의 실시예에 따른 전자 시스템을 보여준다.
도 3은 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 기판을 보여준다.
도 4는 다른 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 기판을 보여준다.
도 5a는 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 기판을 보여준다.
도 5b는 예시의 실시예에 따른 리더기에 의해 디코딩된 테이블을 보여준다.
도 6은 예시의 실시예에 따른 어떤 품목의 표면에 부착된 전도성 패턴들을 구비한 굽은 기판을 보여준다.
도 7은 예시의 실시예에 따른 스마트폰의 커버에 부착된 전도성 패턴들을 구비한 기판을 보여준다.
도 8a는 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 기판의 횡단면 모습을 보여준다.
도 8b는 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 기판을 위에서 본 모습을 보여준다.
도 8c는 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 기판의 바닥 모습을 보여준다.
예시의 실시예들은 전도성 패턴들을 구비한 기판에 관한 정보를 판별하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 기판은 하나 이상의 스위치들을 포함하며, 이 스위치들은 용량성 터치스크린에 의해 판독 가능한 전도성 영역들의 패턴들을 변경하기 위해 턴 온 및 오프된다.
터치스크린 디바이스들은 게임 콘솔들, 개인용 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 전자 투표 기계들, 및 스마트폰들과 같은 전자 디바이스들 내에 존재한다. 이 터치스크린 디바이스들은 예시의 실시예의 비전도성 기판 상에 형성된 패턴들 내에 내장된 정보를 판독할 수 있다. 이 기판은 하나 이상의 스위치들을 포함하며, 이 스위치들은 상기 기판 상에 형성된 패턴들을 변경하기 위해 그리고 그 기판 상에 저장된 정보를 변경하거나 바꾸기 위해 활성화되고 그리고 비활성화될 수 있다.
예시의 실시예들의 기판은 다양한 형상들을 포함하며 그리고 다양한 유형의 전자 디바이스들 및 비-전자 디바이스들로 구체화되거나 포함될 수 있다. 예로서, 상기 기판은 비즈니스 카드, 신용 카드, 게이밍 카드, 또는 다른 핸드헬드 카드와 같은 납작한 또는 평면형 카드로서의 모양을 할 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판은 스마트폰 내에 내장된, 인형 내에 내장된, 커버나 케이스에 부착된, 제조 물품의 직물 내에 엮어진 것처럼 제품 내에 내장되거나 포함될 수 있다. 다른 예로서, 상기 기판은, 굽어져 있거나 또는 구부러지거나 접어질 수 있는 것처럼 다양한 크기들 및 형상들을 가질 수 있다. 상기 기판의 크기 및 형상은, 예를 들면, 스위치들의 개수 및 유형, 저장되고 그리고/또는 전송되고 있는 정보의 양, 상기 기판이 사용될 로케이션, 상기 기판이 프로세서나 제어기를 포함하는가의 여부 등에 종속하여 또한 변할 수 있다.
예시의 실시예에서, 상기 기판에는, 용량성 터치스크린을 터치하는 사용자의 손가락 끝들을 가장하는 터치 포인트들을 형성하는 전기 도체들이 내장된다. 상기 터치 포인트들은, 상기 터치스크린 및 터치스크린을 구비한 전자 디바이스들에 의해 판독될 수 있는 정보 운반자들로서 기능한다. 예로서, 예시의 실시예들의 기판은, 게이밍, 티켓팅, 멤버 확인, 위조 방지, 및 다른 기술적인 분야들과 같은 많은 분야에서 사용될 수 있다.
예시의 실시예는 비-전도성 기판을 포함하며, 그 기판은 복수의 전기 도체들 및 그 비-전도성 기판 상에 또는 기판 내에 배치된 스위치들을 포함한다. 상기 전기 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들의 패턴들 그리고 전도성 기하학적 형상들을 형성한다. 이 기하학적 형상들은 용량성 터치스크린들 상의 로케이션들을 활성화시키는 터치 포인트들로서 기능한다. 상기 기하학적 형상들 또는 터치 포인트들은 상기 전도성 라인들의 말단들에 또는 상기 전도성 라인들을 따라 배치될 수 있다.
몇몇의 용량성 터치스크린들은 투명한 도체로 코팅된 (유리와 같은) 절연체를 포함한다. 전기 도체가 상기 스크린의 표면을 터치하거나 또는 가깝게 다가올 때에, 상기 스크린의 정전기장은 커패시턴스에서의 측정가능한 변화를 왜곡하고 생성한다. 커패시턴스에서의 이 변화의 로케이션은 프로세싱을 위해 제어기로 송신된다.
상기 터치스크린 상의 도체는 사람의 손가락 또는 예시의 실시예의 비-전도성 기판 상에 위치한 기하학적 형상들이나 터치 포인트들과 같은 다른 도체일 수 있다. 상기 기판이 상기 터치스크린을 터치하거나 또는 가깝게 올 때에, 상기 기판 상에 또는 기판 내에 배치된 상기 기하학적 형상들이나 터치 포인트들의 로케이션들 각각에서 커패시터가 형성된다. 이 터치 포인트들은 상기 터치스크린 상의 로케이션을 사람이 터치하거나 또는 그렇지 않고 활성화시키는 것을 에뮬레이션하거나 시뮬레이션한다. 상기 전자 디바이스 내 제어기나 프로세서는 상기 터치스크린의 코너들이나 측면들과 같은 터치스크린 상의 로케이션들로부터 측정된 전압에서의 변화 또는 커패시턴스에서의 변화로부터 이 형상들이나 포인트들의 로케이션을 판별한다. 예를 들면, 각 기하학적 형상이나 터치 포인트는 상기 터치스크린의 로우 트레이스 (row trace) 및 컬럼 (column) 트레이스에 의해 형성된 로케이션에서 커패시터를 생성한다. 상기 터치스크린 상에서의 여러 용량성 X-Y 그리드 로케이션들 또는 교차점들은 그 터치스크린의 유형 및 크기에 종속하여 변할 수 있다.
예시의 실시예에서, 하나 이상의 스위치들이 상기 전도성 라인들 및 상기 터치 포인트들 상에 위치하거나 또는 전기적인 통신을 한다. 상기 스위치들은 개방 위치 또는 상태 그리고 폐쇄 위치 또는 상태 사이에서 스위치 가능하다. 상기 스위치들은, 상기 전도성 라인들 및 터치 포인트들에 의해 형성된 그리고 상기 터치스크린에 의해 판독된 기하학적 패턴의 구성을 변경하거나 바꿀 수 있다. 상기 스위치들은 (예를 들면, 터치 포인트에 연결된 스위치가 폐쇄 위치에 있을 때에) 상기 터치 포인트들을 또한 턴 온하고 그리고 (터치 포인트에 연결된 스위치가 개방 위치에 있을 때에) 터치 포인트들을 턴 오프할 수 있다.
상기 전도성 기하학적 형상들 또는 터치 포인트들은, 사각형, 원, 삼각형, 별 및 다른 다각형 형상들 중 하나 이상을 포함하지만, 그것들로 한정되지는 않는 다양한 형상들을 가질 수 있다. 예시의 실시예에서, 상기 터치 포인트들은 0.4 센티미터보다 더 큰 직경을 가진 원형 형상을 가지며, 이는 상기 터치스크린 디바이스와 커플링하기 위한 충분한 영역을 허용한다. 다른 예시의 실시예에서, 상기 터치 포인트는, 더 작은 원이나 두 개의 전도성 라인들의 교차점에 형성된 것처럼, 0.4 센티미터보다 더 작은 직경을 가진다. 예를 들면, 상기 터치 포인트는 0.3 센티미터 또는 더 큰, 0.2 센티미터 또는 더 큰, 또는 0.1 센티미터 또는 더 큰 직경을 가진다. 또 다른 예로서, 두 개의 전도성 라인들이 교차하는 곳에 터치 포인트가 발생한다. 또한 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자는 이 예시의 치수들이 원들 그리고 삼각형들, 사각형들, 오각형들, 달걀형들, 타원형들, 및 다른 다각형 형상들 그리고 비-다각형 형상들과 같은 다른 형상들에 적용될 수 있다는 것을 인정할 것이다.
상기 전도성 라인들 및 상기 터치 포인트들은 상기 기판의 유일 신원에 대응하는 패턴을 형성한다. 상기 패턴은 하나 이상의 스위치들이 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 때에 변할 수 있다. 사용자 또는 전자 디바이스는 그래서 하나 이상의 스위치들을 턴 온 및 오프함으로써 기판 상에 저장된 정보 또는 신원을 변경할 수 있다. 상기 기판 상의 각 유일 패턴 또는 스위칭 구성은 유일 신원 또는 특별한 정보와 연관될 수 있다. 상기 스위치들은 데이트의 비트, 바이트, 또는 블록들을 전송하는 것처럼 정보를 상기 터치스크린으로 전송하기 위해 (예를 들면, 상기 기판 상에 위치한 프로세서 또는 제어기로) 또한 활성화되고 그리고 비활성화될 수 있다.
여러 유일 패턴들 또는 구성들은 전도성 라인들 및 터치 포인트들의 개수에 종속한다. 평면형 카드가 세 개의 터치 포인트들 A, B 및 C를 가지며, A 및 B 사이에 전도성 라인이 배치되며 그리고 B 및 C 사이에 전도성 라인이 배치된 예를 고려한다. 두 개의 스위치들 P 및 Q가 상기 두 개의 전도성 라인들 상에 각자 배치된다. 스위치 P는 A 및 B 사이에 위치하며, 그리고 스위치 Q는 B 및 C 사이에 위치한다. 스위치 P 및 Q를 턴 온 및 오프하여, 이 구성에 의해 전체 네 개의 패턴들이 형성될 수 있다. 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자는 상기 패턴들의 개수는, 스위치들의 개수, 스위치들의 구성, 전도성 라인들의 개수, 터치 포인트들의 개수, 및 다른 팩터들과 같은 다양한 팩터들에 종속하여 변할 수 있다는 것을 인정할 것이다.
도 1a는 전도성 패턴들을 가진 비-전도성 기판의 신원을 판단하는, 터치스크린을 구비한 전자 디바이스 또는 리더기에 의해 실행된 방법을 보여준다
블록 110은 기판이 터치스크린 근방에 있을 때에 비-전도성 기판 상의 전도성 라인들의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들에 의해 형성된 패턴들을 판독하는 것을 진술한다.
평면형 카드가 복수의 스위치들을 구비한 비-전도성 기판을 포함하며, 그 복수의 스위치들은 그 기판 상에 형성된 전도성 패턴들을 변경하기 위해 턴 온 및 오프될 수 있는 예를 고려한다. 그 카드가 터치스크린 상에 근처에 위치할 때에, 카드 상의 상기 패턴들은 그 터치스크린 상의 로케이션들을 활성화시킨다. 이 로케이션들 활성화는 그 터치스크린을 포함한 또는 그 터치스크린과 통신하는 전자 디바이스에게 정보를 제공한다. 상기 카드 상에 형성된 패턴들은, 상기 전도성 기하학적 형상들 사이에 배치되며 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치 가능한 하나 이상의 스위치들을 포함한다.
하나의 예시의 실시예에서, 상기 스위치들은 접합형 (bipolar junction) 트랜지스터 (BJT), 전계형 (field effect) 트랜지스터 (FET), 미세-전자기계 시스템 (micro-electromechanical system (MEMS)), 광전자 (optoelectronic) 스위치, 디지털 릴레이 및 기계적 릴레이, 그리고 전류나 전압 흐름을 가능하게 하고 불능하게 하는 어떤 다른 스위치 매커니즘을 포함하지만, 그것들로 한정되지 않는다. 하나의 예로서, 상기 광전자 스위치는 광선이 그 스위치 상으로 입사하여 전도성 라인들의 말단들에 위치한 두 개의 터치 포인트들이 서로 연결되거나 연결 해제되도록 할 때에 턴 온 또는 오프한다.
예로서, 각 스위치의 개방 상태 및 폐쇄 상태는 상기 기판의 상이한 패턴들을 나타낸다. 각 패턴은 그 기판의 유일 신원에 대응한다. 기판의 핸드헬드 휴대용 카드인 경우를 고려한다. 그 카드는 (그 카드의 신원을 판독한 것에 응답하여 저장되고 인출되는 정보와 같은) 특별한 정보, (전자 디바이스로의 액세스 권한들이나 액세스 특권들과 같은) 특정 권한이나 특권, 사용자 인증 등을 포함하도록 프로그램 가능하다. 상기 스위치들을 통해 상기 패턴을 변경함으로써, 하나보다 많은 신원 또는 정보의 유일 세트가 동일 카드 내에 저장되거나 또는 그 동일 카드와 연관될 수 있다. 단일 카드는 그래서 더 높은 데이터 저장 용량을 가질 수 있다.
예시의 실시예에서, 스위치들을 특정 타임 시퀀스로 온 상태 및 오프 상태 사이에서 스위칭함으로써 추가적인 데이터가 그 기판 내에 저장된다. 예를 들면, 스위치 P를 턴 온하고 그리고 이어서 스위치 Q를 턴 온하는 것은 스위치 Q를 턴 온하고 이어서 스위치 P를 턴 온하는 것에 비해 상이한 신원에 대응한다.
블록 120은 상기 전도성 라인들의 말단들에 배치된 상기 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들에 의해 형성된 패턴들에 기반하여 상기 기판의 신원을 판단하는 것을 진술한다.
일 예로서, 상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들과 접촉하거나 인접한 상기 터치스크린 디스플레이의 좌표들에서의 전기장이 변하며, 그래서 패턴 인식기가 상기 패턴을 인식하고 그리고 상기 기판의 신원을 판단하도록 한다.
카드 상의 터치 포인트들의 기하학적 패턴이 상기 터치스크린 상의 복수의 X-Y 그리드 로케이션들을 활성화하는 예를 고려한다. 제어기는 이 활성화된 그리드 로케이션들을 수신하고 그리고 (예를 들면, 룩업 테이블이나 다른 메모리로부터) 어느 그리드 로케이션들이 활성화되었는가에 기반하여 상기 카드의 신원을 인출한다. 이 신원은 어느 그리드 로케이션들이 활성화되지 않았는가에 또한 기반할 수 있다.
블록 130은 상기 기판의 신원을 상기 터치스크린 디스플레이 상에 디스플레이하는 것을 진술한다.
일단 기판이 식별되면, 상기 제어기는 그 신원과 연관된 정보를 인출한다. 예를 들면, 상기 터치스크린은 상기 신원과 연관된 하나 이상의 이미지들을 디스플레이한다. 다른 예로서, 상기 터치스크린은 그 신원과 연관된 소프트웨어 프로그램을 활성화하거나 실행하며, 또는 상기 프로그램으로의 사용자 액세스를 허용한다. 다른 예로서, 상기 기판이 금전, 신용, 또는 신용 카드로서의 지불과 같은 토큰 지불, 근거리 통신 (near field communication (NFC)) 카드로서의 지불, 또는 게이밍 애플리케이션들을 위한 지불을 수반하는 거래들을 위해 사용되는 사례에서, 상기 기판 상에 저장된 또는 상기 기판과 연관된 금전적 가치가 상기 디스플레이 상에 디스플레이된다. 예를 들면, 상기 기판은 서버 상에 저장된 하나 이상의 금전적 가치들에 연관된 유일 번호 또는 신원을 저장한다.
도 1b는 용량성 터치스크린에 의해 판독된 기판 상의 기하학적 패턴들을 변경하기 위한 방법을 보여준다.
블록 150은 상기 기판 상에 형성된 전도성 기하학적 형상들에 연결된 전도성 라인들의 패턴들에 기반하여 전도성 패턴들에게 비-전도성 기판의 유일 신원을 제공하는 것을 진술한다.
일 예로서, 상기 터치스크린 디바이스 내 패턴 인식기는 상기 기판의 신원을 판단하기 위해, 데이터베이스 내 미리 저장된 패턴들에서 판독된 패턴을 비교한다.
블록 160은 상기 전도성 라인들 상의 그리고 상기 전도성 기하학적 형상들 사이의 하나 이상의 스위치들을 스위치 온/오프하여 상기 기판의 패턴들 및 상기 기판의 유일 신원을 변경하는 것을 진술한다.
예로서, 각 패턴은 상기 기판의 유일 신원에 대응한다. 그 패턴은 상기 스위치들이 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 때에 변경 가능하다. 예를 들면, 전계형 트랜지스터가 상기 스위치로서 사용된다면, 상기 스위칭 기능은 게이트-소스 전압을 변경하여 수행될 것이다.
도 2는 예시의 실시예에 따른 전자 시스템 (200)을 보여준다. 상기 전자 시스템 (200)은 서버 (220), 데이터베이스 (250), 전도성 패턴들을 구비한 비-전도성 기판들 (230A 및 230B), 그리고 리더기 (240)를 포함한다. 상기 전자 시스템 (200) 내 하나 이상의 요소들은 하나 이상의 네트워크들 (210)을 통해 서로 통신할 수 있다.
상기 네트워크들 (210)은 인터넷, 인트라넷, 엑스트라넷, 셀룰러 네트워크, 로컬 영역 네트워크 (LAN), Wi-Fi 네트워크, 홈 영역 네트워크 (HAN), 대도시 영역 네트워크 (metropolitan area network (MAN)), 광역 네트워크 (WAN), 블루투스 네트워크, 공개 및 사설 네트워크들 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 서버 (220)는 메모리 (224)와 통신하는 프로세서 (222) 그리고 패턴 관리기 (226)를 포함한다. 예로서, 상기 프로세서 (222)는 (랜덤 액세스 메모리 (RAM), 읽기 전용 메모리 (ROM) 및/또는 펌웨어와 같은) 메모리 (224)로부터의 데이터나 명령어들을 제어하고 그리고/또는 수신하기 위한 마이크로프로세서, 중앙 프로세싱 유닛 (CPU), 또는 ASIC (application-specific integrated circuit)일 수 있다. 예로서, 상기 패턴 관리기는 복수의 기판 패턴들 및/또는 상기 기판들의 유일 신원들과 연관된 정보를 저장한다.
패턴들을 구비한 상기 비-전도성 기판 (230A 및 230B) 각각은 기판 (232), 그 기판의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들 (234), 각각이 두 개의 전도성 기하학적 형상들 사이에 위치한 복수의 스위치들 (236) 그리고 타이머 (238)를 포함한다. 상기 도체들 (234)은 함께 연결되어, 전도성 라인들의 말단들에 위치한 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들의 패턴들을 형성한다. 상기 스위치들 (236)은 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치 가능한다. 참조번호 230B의 기판은 상기 스위치들 (236) 및 상기 타이머 (238)와 통신하는 프로세서 (231)를 더 포함한다.
예로서, 각 스위치의 개방 상태 및 폐쇄 상태는 상기 기판의 상이한 패턴들을 나타낸다. 예시의 실시예에서, 상기 스위치들을 특정 타임 시퀀스로 온 상태 및 오프 상태 사이에서 스위칭함으로써 추가적인 데이터가 그 기판 내에 저장된다.
하나의 예시의 실시예에서, 전자 타이머는 기판이 상기 리더기의 터치스크린 디스플레이에 인접하게 위치한 지속시간을 기록한다. 그 지속시간은 금전적 가치 및 관련된 애플리케이션의 관련된 다른 것들과 같은 상기 기판의 특정 가치의 변경에 연관될 수 있다.
상기 리더기 (240)는 패턴 인식기 (241)와 통신하는 제어기 또는 프로세서 (242), 메모리 (244), 터치스크린 디스플레이 (246), 사용자 인터페이스 (248) 및 입력/출력 (I/O) (249)을 포함한다. 예로서, 상기 패턴 인식기 (241)는 상기 기판이 터치스크린 디스플레이 (246)에 접촉하거나 근접할 때에 상기 기판의 표면상에 형성된 상기 패턴들을 판독한다. 예시의 실시예에서, 상기 사용자 인터페이스는 상기 기판 판독 시에 실행되거나 허가된 애플리케이션들이나 상기 카드와 연관된 데이터나 이미지들을 디스플레이한다.
도 3은 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 비-전도성 기판 (300)을 보여준다. 상기 기판 (300)은 전기적 비-전도성 기판 (310) 및 상기 비-전도성 기판 (310)의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들을 포함한다. 상기 전기 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들 (330)의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들이나 터치 포인트들에 연결된 전도성 라인들 (330)의 패턴들을 형성한다. 복수의 스위치들 (340)이 상기 전도성 기하학적 형상들 (320) 사이에 위치한다. 상기 스위치들은 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치될 수 있다.
일 예로, 상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 기판의 유일 신원에 대응하는 패턴을 형성한다. 그 패턴은 상기 스위치들이 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 때에 변경 가능하다. 지리적 형상들 및/또는 스위치들의 개수가 증가하면 유일 신원의 개수가 증가할 수 있다.
일 예로, 기판이 리더기의 터치스크린 디스플레이에 부딪치게 또는 인접하게 위치할 때에, 상기 기판 상에 형성된 패턴들은 상기 전도성 라인들 및/또는 상기 전도성 기하학적 형상들이 배치된 곳인 상기 터치스크린 디스플레이의 좌표들에서의 전기장의 변화를 가져온다. 상기 리더기의 패턴 인식기는 상기 전기장의 변화에 기반하여 상기 패턴을 인식한다.
도 4는 다른 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 비-전도성 기판 (400)을 보여준다. 상기 기판 (400)은 전기적 비-전도성 기판 (410) 및 상기 비-전도성 기판 (410)의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들을 포함한다. 상기 전기 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들 (430)의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들 (420)에 연결된 전도성 라인들 (430)의 패턴들을 형성한다. 복수의 스위치들 (440)이 상기 전도성 기하학적 형상들 (420) 중 둘 사이에 위치한다. 일 예로서, 상기 패턴들은 별 형상, 및 다각형 형상을 가진다.
예시의 실시예에서, 상기 전기 도체들은 전사 포일 (transfer foil) 프로세스에 의해 형성된다. 접착성 레이어가 전기적 비-전도성 기판에 부분적으로 적용된다. 그 이후에, 금속 포일 레이어들이 전사 프로세스를 경유하여 적용되어, 상기 기판 상의 전도성 라인들의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들의 패턴들을 형성한다. 스위치들, 예를 들면, MEMS 또는 광전자 스위치들은 와이어 본딩이나 플립-칩 (flip-chip) 본딩에 의해 상기 기하학적 형상들 중 둘 사이에 배치된다. 드디어, 외부 소스들로부터의 간섭을 줄이기 위해 전자기 간섭 차폐 물질이 적용된다. 상기 차폐 물질은 자신의 차폐 성질들은 유지하면서 비틀림 및 장력에 잘 견디기 위해 충분한 기계적인 강건함을 가진다.
다른 예시적인 실시예에서, 상기 전기 도체들은 상기 전기적 비-전도성 기판 상에 전도성 잉크를 프린트하여 형성된다. 상기 기판은 전기적 비-전도성 물질로 만들어지며, 그 물질은 플라스틱, 판지, 나무, 유리, 세라믹, 직불, 가죽 또는 그것들의 조합과 같은 바람직하게는 유연성이 있으며 가벼운 무게인 것이 바람직하다. 예로서, 상기 전도성 잉크는 금속 분말들이나 금속 박편들과 함께 혼합된다.
다른 예시의 실시예에서, 상기 전기 도체들은 상기 전기적 비-전도성 기판 상에 전도성 시트를 붙이고, 이어서 불필요한 영역들을 제거하기 위한 에칭이나 레이저 프로세스가 이어져서 형성된다. 일 예로서, 상기 불필요한 영역들은 레이저에 의해 가열되며 증발하여, 남아있는 영역들이 소망된 패턴을 형성하도록 한다.
도 5a는 예시의 실시예에 따라 전도성 패턴들을 가진 비-전도성 기판 (500)을 보여준다. 상기 기판 (500)은 전기적 비-전도성 기판 (510) 그리고 그 전기적 비-전도성 기판 (510)의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들을 포함한다. 상기 전기 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들 (530)의 말단들에 배치된 전도성 기가학적 형상들이나 터치 포인트들 (520)에 연결된 상기 전도성 라인들 (530)의 패턴들을 형성한다.
커플링 포인트 (515)가 상기 기판 (510) 상에 배치되며 그리고 상기 전도성 라인들 (530)에 연결된다. 복수의 스위치들 (540)이 상기 전도성 라인들 각각 위에 그리고 상기 전도성 기하학적 형상들 (520) 및 상기 커플링 포인트 (515) 사이에 위치한다. 상기 기판 (500)은 상기 스위치들 (540) 및 상기 커플링 포인트 (515)와 통신하는 프로세서 (505)를 더 포함한다. 상기 프로세서 (505)는 내장 배터리에 의해 또는 인덕턴스를 통해 전력을 공급받을 수 있다. 상기 스위치들은 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치 가능하며 그리고 상기 프로세서 (505)에 의해 인코딩된다. 예를 들면, 도 5a에서 보이는 상기 스위치들은 "1011", "0011", 및 "1110"으로 인코딩된다.
예시의 실시예에서, 상기 커플링 포인트는 상기 전도성 기하학적 형상들의 반대 측면 상에 배치된다. 다른 예시의 실시예에서, 상기 커플링 포인트는 상기 전도성 기하학적 형상들과 동일한 측면 상에 배치된다. 상기 스위치들 및 프로세서는 상기 기판의 어느 하나의 측면 상에 또는 상기 기판의 두 측면들 상에 배치될 수 있다.
일 예로서, 사용자가 상기 기판을 터치스크린 디스플레이에 부딪치게 또는 가깝게 배치하고 그리고 자신의 손가락을 상기 기판의 커플링 포인트 상에 놓을 때에, 상기 기판 상에 형성된 상기 패턴들은 상기 전도성 라인들 및/또는 상기 전도성 기하학적 형상들이 배치된 곳인 상기 터치스크린 디스플레이의 좌표들에서의 전기장의 변화를 가져온다. 하나의 예시적인 실시예에서, 상기 리더기는 상기 기판의 상기 패턴을 디코딩하고 그리고 판독가능 데이터를 생성한다.
예로서, 이 판독가능 데이터는 도 5b에서 보이는 테이블 (550)에서처럼 보인다. 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자는 상기 데이터가 다양한 모습들로 제공되고, 저장되며, 전송될 수 있으며, 그리고 상기 테이블은 상기 기판이 판독가능 데이터를 제공하는 예시로서 제공된다는 것을 인정할 것이다.
하나의 예시의 실시예에서, 상기 기판은, 스마트폰 또는 비즈니스 카드 또는 기판으로서 사용되는 품목 그 자체와 같은 어떤 품목에 부착되거나 그 품목과 함께 형성될 수 있다. 또한, 예시의 실시예들은 기판의 특별한 크기나 형상에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 기판은 핸드헬드 휴대용 디바이스들 상에 또는 그 내부에 제공되고 그리고 전자 디바이스들이나 비-전자 디바이스들에 통합될 수 있다.
도 6은 예시의 실시예에 따른 실린더-형상의 품목 (610)의 표면에 부착된 전도성 패턴들을 구비한 굽은 비-전도성 기판 (630)의 예를 보여준다. 상기 기판 (630)은 유연성이 있으며 그리고 상기 품목 (610)으로부터 탈착 가능하거나 가능하지 않을 수 있으며 그리고 상기 실린더의 외부 표면 주위를 부분적으로 감싼다.
일 예로서, 스마트폰이 예시의 실시예의 기판을 포함한다. 다른 예로서, 스마트폰이나 다른 휴대용 전자 디바이스의 케이스나 커버가 예시의 실시예를 포함할 수 있다.
도 7은 예시의 실시예에 따라 비-전도성 기판 (730)을 구비한 스마트폰 (710)을 보여준다. 예시로서, 상기 기판 (730)은 스마트폰 (710) 주위에 들어맞는 제거가능 커버 (720)에 연결되거나 그 커버 내에 형성된다.
예시의 실시예들의 기판은 다른 디바이스 내에 또는 그 다른 디바이스와 함께 구성 요소로 형성되거나 또는 그 디바이스로부터 제거가능 또는 탈착가능할 수 있다.
도 8a는 예시의 실시예에 따른 전도성 패턴들을 구비한 비-전도성 기판 (800)의 횡단면 모습을 보여준다. 도 8b는 도 8a에서 보인 기판을 위에서 본 모습을 보여준다. 도 8c는 도 8a에서 보인 기판의 바닥 모습을 보여준다.
상기 기판 (800)은 전기적 비-전도성 기판 (810) 그리고 그 비-전도성 기판 (810)의 제일 위 표면상에, 그 비-전도성 기판의 바닥 표면상에 그리고 상기 비-전도성 기판 내부에 배치된 복수의 전기 도체들을 포함한다. 상기 전기 도체들은 상기 기판의 바닥 표면상에 배치된 복수의 전도성 기하학적 형성들 (820), 상기 기판의 제일 위 표면상에 배치된 전도성 라인들 (830) 그리고 상기 기판 내부에 내장된 전도성 비아들 (835)을 포함한다.
하나 이상의 커플링 포인트들이 상기 기판의 표면상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 커플링 포인트 (815)는 기판의 제일 위 표면상에 배치되며 그리고 상기 전도성 라인들 (830)에 연결된다. 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 전도성 비아들이나 전기적 전도성 통로들 (835) 그리고 상기 전도성 라인들 (830)을 통해 서로 연결된다. 복수의 스위치들 (840)은 상기 기판의 제일 위 표면상의 상기 전도성 라인들 위에 위치한다. 상기 스위치들은 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치될 수 있다.
일 예로서, 사용자가 상기 기판을 터치스크린 디스플레이에 부딪치게 또는 가깝게 배치할 때에, 상기 전도성 형상들 (820)이 활성화하고 비활성화하면 정보가 상기 기판으로부터 전송된다. 예를 들면, 상기 기판 및 상기 터치스크린 디스플레이 사이에서의 정보 전송을 활성화하기 위해 사용자가 자신의 손가락을 상기 기판의 커플링 포인트 상에 놓을 때에, 상기 기판의 바닥 표면상에 형성된 상기 기하학적 형상들은 상기 전도성 기하학적 형상들이 배치된 곳인 상기 터치스크린 디스플레이의 좌표들에서의 전기장의 변화를 가져온다. 본원에서 사용된, "도체"는 전기의 흐름을 허용하는 물체 또는 물질 유형이다. 도체 물질의 예들은 구리, 은, 금, 알루미늄, 아연, 니켈, 황동, 전도성 잉크, 및 (다른 금속들, 그래파이트 (graphite), 폴리머들, 및 반도체들과 같은) 다른 전도성 물질을 포함하지만, 그것들로 한정되지는 않는다.
본원에서 사용된 "금전적 가치 (monetary value)"는 상품 및/또는 서비스들 구매에 적용될 수 있는 금액이다. 상기 금전적 가치는 상기 카드를 위해 지불된 금액보다 많거나, 작거나 또는 동일할 수 있으며 그리고 양수 또는 음수일 수 있다. 그 금전적 가치는 거래 또는 다른 이벤트들을 반영하기 위해 업데이트될 수 있다.
예시의 실시예들에 따른 상기 방법들 및 장치들은 예들로서 제공되었으며, 한 방법 또는 장치로부터의 예들은 다른 방법이나 장치로부터의 예들을 제한하기 위한 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 상이한 특징들 내에서 설명된 방법들 및 장치들은 다른 구성들에서의 방법들 및 장치들에 추가되거나 또는 그 다른 구성들에서의 방법들 및 장치들과 교체될 수 있다. 또한, (특정 수량들, 숫자들, 카테고리들 등과 같은) 특정 수치 데이터 값들 또는 다른 특정 정보는 예시의 실시예들을 설명하기 위한 예시로서 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 평면형 카드로서, 상기 평면형 카드는:
    전기적 비-전도성 기판;
    상기 비-전도성 기판의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들로, 그 복수의 전기 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들의 패턴들을 형성하는, 복수의 전기 도체들; 그리고
    상기 전도성 기하학적 형상들 중 둘 사이에 위치한 스위치로, 그 스위치는 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 수 있는, 스위치를 포함하며,
    상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 스위치가 개방 상태에 있을 때 상기 평면형 카드의 제1 유일 신원에 대응하는 제1 패턴을 형성하며;
    상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 스위치가 폐쇄 상태에 있을 때 상기 평면형 카드의 제2 유일 신원에 대응하는 제2 패턴을 형성하는, 평면형 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 제2 패턴은, 상기 평면형 카드가 터치스크린 디스플레이에 부딪치게 배치될 때에 상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들이 위치한 곳인 상기 터치스크린 디스플레이의 좌표들에서 전기장의 변화들에 영향을 미치는, 평면형 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패턴 및 제2 패턴은 별 형상 및 다각형 형상 중 하나로서 모습을 이루는, 평면형 카드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는, 상기 평면형 카드가 제1 유일 신원을 가진 것으로부터 제2 유일 신원을 가진 것으로 변경하기 위해서 미리 정해진 양의 시간 이후에 상기 개방 상태를 폐쇄 상태로 스위치하는, 평면형 카드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 기하학적 형상들은 0.2 센티미터를 넘는 직경을 가진 원들을 포함하는, 평면형 카드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는 미세-전자기계 시스템 (micro-electromechanical system (MEMS)) 디바이스, 접합형 (bipolar junction) 트랜지스터, 전계형 (field effect) 트랜지스터, 광전자 (optoelectronic) 스위치, 디지털 릴레이 및 기계적 릴레이로부터 선택되는, 평면형 카드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 라인들은 사각형, 원, 삼각형, 별 및 다른 다각형 형상들로서 모습을 이룬 전도성 말단들을 포함하는, 평면형 카드.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 평면형 카드가 리더기의 터치스크린 디스플레이에 인접하여 배치되는 지속 시간을 저장하는 메모리를 더 포함하는, 평면형 카드.
  9. 전자 디바이스의 신원을 판별하기 위해 리더기에 의해 실행되는 방법으로, 상기 방법은:
    상기 전자 디바이스가 리더기의 터치스크린 디스플레이와 접촉할 때에 전자 디바이스의 비-전도성 기판 상의 전도성 라인들의 말단들에 위치한 전도성 기하학적 헝상들에 연결된 상기 전도성 라인들에 의해 형성된 패턴들을 상기 리더기에 의해 판독하는 단계;
    상기 전도성 라인들의 말단들에 위치한 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들에 의해 형성된 패턴들에 기반하여 상기 전자 디바이스의 신원을 상기 리더기에 의해 판단하는 단계;
    상기 전자 디바이스의 신원을 상기 리더기에 의해 상기 리더기의 터치스크린 상에 디스플레이하는 단계를 포함하며,
    상기 패턴들은, 상기 전도성 기하학적 형상들 사이에 위치하며 그리고 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 수 있는 복수의 스위치들을 포함하며;
    상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 스위치가 개방 상태에 있을 때 상기 전자 디바이스의 제1 유일 신원에 대응하는 제1 패턴을 형성하며;
    상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 스위치가 폐쇄 상태에 있을 때 상기 전자 디바이스의 제2 유일 신원에 대응하는 제2 패턴을 형성하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전자 디바이스의 상기 패턴들 및 유일 신원을 상기 스위치들을 턴 온 및 오프함으로써 변경하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    스위치는, 상기 전자 디바이스를 제1 유일 신원을 가진 것으로부터 제2 유일 신원을 가진 것으로 변경하기 위해서, 미리 정해진 양의 시간 이후에 상기 개방 상태를 폐쇄 상태로 스위치하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전도성 라인들의 말단들에 배치된 상기 전도성 기하학적 형상들에 연결된 전도성 라인들에 의해 형성된 상기 제1 패턴을 판독하면 상기 전자 디바이스와 연관된 제1 금전적 가치를 상기 리더기에 의해 인출하는 단계; 그리고
    상기 전도성 라인들의 말단들에 배치된 상기 전도성 기하학적 형상들에 연결된 전도성 라인들에 의해 형성된 상기 제2 패턴을 판독하면 상기 전자 디바이스와 연관된 제2 금전적 가치를 상기 리더기에 의해 인출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 리더기의 상기 터치스크린 디스플레이와 접촉하는 상기 전자 디바이스에 응답하여 상기 복수의 스위치들 중 하나 이상을 개방하고 폐쇄함으로써 상기 전자 디바이스와 연관된 금전적 가치를 변경하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 전자 디바이스가 상기 리더기의 터치스크린 디스플레이에 인접하여 배치된 지속시간을 상기 리더기에 의해 기록하는 단계; 그리고
    상기 지속시간의 미리 정해진 양이 만료한 이후에 상기 복수의 스위치들 중 하나 이상을 개방하고 폐쇄하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  15. 전자 시스템으로서, 상기 전자 시스템은:
    평면형 카드로, 전기적 비-전도성 기판, 상기 비-전도성 기판의 표면상에 배치된 복수의 전기 도체들로, 그 복수의 전기 도체들은 함께 연결되어, 전도성 라인들의 말단들에 배치된 전도성 기하학적 형상들에 연결된 상기 전도성 라인들의 패턴들을 형성하는, 복수의 전기 도체들, 그리고 상기 전도성 기하학적 형상들 중 둘 사이에 위치하며 개방 상태 및 폐쇄 상태 사이에서 스위치할 수 있는 스위치를 포함한, 평면형 카드; 그리고
    터치스크린 디스플레이를 구비한 전자 디바이스로, 상기 평면형 카드가 상기 터치스크린 디스플레이와 접촉할 때에 상기 평면형 카드의 상기 비-전도성 기판의 표면상에 형성된 패턴들을 판독하는, 전자 디바이스를 포함하며,
    상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 형상들은 상기 스위치가 개방 상태에 있을 때 상기 평면형 카드의 제1 유일 신원에 대응하는 제1 패턴을 형성하며;
    상기 전도성 라인들 및 상기 전도성 기하학적 원들은 상기 스위치가 폐쇄 상태에 있을 때 상기 평면형 카드의 제2 유일 신원에 대응하는 제2 패턴을 형성하는, 전자 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 평면형 카드가 상기 전자 디바이스의 터치스크린 디스플레이와 접촉한 것에 응답하여 상태들을 스위치하는, 전자 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 평면형 카드가 상기 전자 디바이스의 터치스크린 디바이스와 미리 정해진 양의 시간동안 접촉한 것에 응답하여 상태들을 스위치하는, 전자 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전도성 기하학적 형상들은 0.4 센티미터가 넘는 직경을 가진 원형 형상을 포함하는, 전자 시스템.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 비-전도성 기판 상에 형성된 상기 패턴들은 별 형상, 박스 형상 및 다각형 형상 중 하나를 포함하는, 전자 시스템.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 평면형 카드 상에 배치된 메모리를 더 포함하며, 상기 메모리는 상기 평면형 카드가 리더기의 터치스크린 디스플레이에 인접하여 배치되는 지속 시간을 저장하는, 전자 시스템.
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