KR20210109654A - 정전기 링크 및 무선 링크를 갖는 디스플레이 시스템 - Google Patents

정전기 링크 및 무선 링크를 갖는 디스플레이 시스템 Download PDF

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KR20210109654A
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Abstract

대화형 디스플레이 시스템에서 정보를 전송하는 시스템 및 방법이 제공된다. 하나의 예에서, 대화형 디스플레이 시스템은 행 전극과 열 전극을 가지는 전극 매트릭스(electrode matrix) - 행 전극은 순차적으로 구동됨 -, 및 디스플레이측 무선 송수신기를 포함하는 대화형 디스플레이, 및 전극 선단(tip) 및 입력 디바이스측 무선 송수신기를 포함하는 입력 디바이스를 포함한다. 대화형 디스플레이는 디스플레이의 전극 매트릭스와 입력 디바이스의 전극 선단 사이에 형성되는 정전기 링크에서 채널 식별자를 전송하도록 구성되어 있으며, 입력 디바이스는 전극 선단에 인접하여 위치되는 전극 매트릭스에서의 가장 가까운 행 전극을 나타내는 위치 신호를 검출하도록, 그리고 입력 디바이스측 송수신기와 디스플레이측 송수신기 사이의 무선 링크를 통해 채널 식별자에 의해 식별되는 채널에서 가장 가까운 행 전극을 나타내는 데이터를 대화형 디스플레이로 전송하도록 구성되어 있다.

Description

정전기 링크 및 무선 링크를 갖는 디스플레이 시스템{DISPLAY SYSTEM WITH ELECTROSTATIC AND RADIO LINKS}
본 발명은 정전기 링크 및 무선 링크를 갖는 디스플레이 시스템에 대한 것이다.
스타일러스로부터 사용자 입력을 수신하는 대화형 디스플레이가 개발되어 왔다. 한 유형의 구현에서, 각각의 스타일러스는 무선 링크에 의해 대화형 디스플레이에 연결된다. 스타일러스의 활성화 시에, 무선 링크가 설정된다. 일단 설정되면, 스타일러스가 디스플레이 근방에 놓일 때, 스타일러스는 자신의 X-Y 위치를 무선 링크를 통해 대화형 디스플레이에 보고할 수 있다. 자신의 X-Y 위치를 확인하기 위해, 스타일러스는 자신의 선단(tip)에 있는 전극을 통해 정전기 측정을 행한다. 이 전극은 행과 열로 배열되고 사이클을 이루어(in cycles) 순차적으로 구동되는, 대화형 디스플레이에 있는 전극으로부터 신호를 수신하거나 이 전극에 신호를 전송한다. 스타일러스는 전극 선단과 그 아래에 있는 행(또는 열) 사이의 커패시턴스가 높게 구동되는(또는 일부 경우에, 낮게 구동되는) 정확한 타이밍을 검출할 수 있다. 이것에 기초하여, 스타일러스는 자신의 행(또는 열) 위치를 확인할 수 있다. 순차적 사이클에서, 스타일러스는 자신의 행 및 열 위치를 확인한다. 스타일러스는 이 스타일러스에 의해 행해지는 측정을 무선 링크를 통해 대화형 디스플레이에 보고할 수 있고, 이 측정은, 대화형 디스플레이 내의 전자 장치(electronics)에 의해 행해지는 측정과 결합하여, 스타일러스의 행 및 열 위치를 확인하는 데 사용될 수 있다. 대화형 디스플레이는, 예를 들어, GUI 요소(커서 등)를 스타일러스의 보고된 위치에 디스플레이하기 위해 입력을 그에 따라 처리할 수 있다.
이러한 접근법에서의 한 가지 단점은 무선 링크를 설정하는 프로세스가 사용자가 지각할 수 있을 정도의 시간이 걸릴 수 있고, 이는 사용자의 좌절을 야기할 수 있다는 것이다. 이 지연은 대화형 디스플레이가 전형적으로 다수의 채널을 통해 무선으로 스타일러스와 통신하고 주파수 호핑 확산 스펙트럼(frequency hopping spread spectrum) 기법과 같은 방법에 의해 채널들 간을 호핑한다는 사실에 의해 야기된다. 60 Hz 클럭 사이클에서, 전형적인 38개 채널에 걸쳐 호핑하는 것은 이상적인 전송 조건 하에서 최대 0.63초의 지연을 야기할 수 있고, 무선 전송이 간섭을 받고 전송 데이터가 손실되는 현실 세계 전송 조건 하에서는 보다 긴 지연이 생길 수 있다. 이 크기의 지연은 사용자에게 지각 가능하고, 예를 들어, 디스플레이와의 빠른 사용자 상호작용이 중시되는 브레인스토밍 세션, 프레젠테이션 등과 같은 시나리오에서 좌절을 야기할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 대화형 디스플레이 시스템에서 정보를 전송하는 시스템 및 방법이 제공된다. 하나의 예에서, 대화형 디스플레이 시스템은 행 전극과 열 전극을 가지는 전극 매트릭스(electrode matrix) - 행 전극은 순차적으로 구동됨 -, 및 디스플레이측 무선 송수신기를 포함하는 대화형 디스플레이, 및 전극 선단 및 입력 디바이스측 무선 송수신기를 포함하는 입력 디바이스를 포함한다. 대화형 디스플레이는 디스플레이의 전극 매트릭스와 입력 디바이스의 전극 선단 사이에 형성되는 정전기 링크에서 채널 식별자를 전송하도록 구성되어 있고, 입력 디바이스는 전극 선단에 인접하여 위치되는 전극 매트릭스에서의 가장 가까운 행 전극을 나타내는 위치 신호를 검출하도록, 그리고 입력 디바이스측 송수신기와 디스플레이측 송수신기 사이의 무선 링크를 통해 채널 식별자에 의해 식별되는 채널에서 가장 가까운 행 전극을 나타내는 데이터를 전극 선단으로 전송하도록 구성되어 있다.
이 발명의 내용은 이하에서 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 추가로 기술되는 선택된 개념들을 간략화된 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 발명의 내용은 청구된 발명 요지의 핵심적인 특징 또는 필수적인 특징을 언급하기 위한 것도 아니고, 청구된 발명 요지의 범주를 제한하기 위해 사용되기 위한 것도 아니다. 게다가, 청구된 발명 요지가 본 개시 내용의 임의의 부분에서 살펴본 단점들의 일부 또는 전부를 해결하는 구현으로 제한되지 않는다.
도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 예시적인 대화형 디스플레이 시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 대화형 디스플레이 시스템의 전극 매트릭스의 개략도.
도 3은 도 1의 대화형 디스플레이 시스템의 내부 구성요소를 나타낸 블록도.
도 4는 도 1의 대화형 디스플레이 시스템의 대화형 디스플레이와 스타일러스 사이의 데이터 전송을 나타낸 개략도.
도 5는 도 1의 대화형 디스플레이 시스템의 입력 디바이스의 개략도.
도 6은 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법의 일 실시예의 플로우차트.
도 7은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 디바이스의 블록도.
도 1은 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 예시적인 대화형 디스플레이 시스템(100)을 나타낸 것이다. 시스템(100)은 다수의 소스로부터의 입력을 동시에 감지하도록 구성된 대화형 디스플레이(102)를 포함한다. 예를 들어, 디스플레이(102)는 사람 손가락(human digit)(101)에 의해 인가되는 터치 입력은 물론, 하나 이상의 입력 디바이스에 의해 인가되는 입력을 감지할 수 있다. 입력 디바이스는 스타일러스(104)의 형태로 되어 있을 수 있거나, 다른 적당한 폼 팩터로 구성될 수 있다. 이하에서 보다 상세히 도시되고 기술되는 바와 같이, 디스플레이(102)에서의 입력의 수신에 응답하여, 적절한 그래픽 출력(108)이 발생되고 디스플레이될 수 있다.
도 2는 입력 검출을 용이하게 하기 위해 대화형 디스플레이 시스템(100)에 포함될 수 있는 예시적인 전극 매트릭스(200)를 개략적으로 나타낸 것이다. 매트릭스(200)는 서로 수직으로 분리되어 노드(예컨대, 노드(206))를 형성하는 복수의 행 전극(202) 및 복수의 열 전극(204)을 포함하고, 이 노드의 전기적 특성(예컨대, 커패시턴스)이 터치 입력 및 스타일러스 입력을 검출하기 위해 모니터링될 수 있다.
복수의 행 전극(202)은 이하에서 기술되는 다양한 방식으로 행 전극을 구동하도록 구성된 각자의 구동 회로(208)에 전기적으로 결합될 수 있다. 이와 달리, 복수의 열 전극(204)은 복수의 행 전극(202)의 구동, 스타일러스(104)에 의한 디스플레이(102)에의 전압의 인가, 및/또는 디스플레이에 대한 손가락(101)의 터치로 인해 생기는 열 전극에서의 전류 및/또는 전압을 검출할 수 있는 각자의 검출 회로(210)에 전기적으로 결합될 수 있다. 그렇지만, 다른 실시예에서, 복수의 열 전극(204)이 구동되는 경우 검출 회로가 그 대신에 복수의 행 전극(202)에 결합될 수 있다. 그렇게 구성된 전극 매트릭스는, 이하에서 기술되는 바와 같이, 사용자의 손가락으로부터의 터치 입력을 검출하기 위해서뿐만 아니라, 스타일러스(104)와 같은 입력 디바이스의 위치의 적어도 하나의 좌표를 확인하기 위해서도 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 행과 열의 개수가 예시를 위한 것에 불과하다는 것과, 전형적인 디스플레이에서, 도 2에 예시된 것보다 더 많은 열 및 행이 매트릭스(200)에 포함된다는 것을 잘 알 것이다.
이제 도 3을 참조하면, 대화형 디스플레이 시스템(100)의 부가의 내부 구성요소를 예시하는 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 복수의 열 전극(204) 위쪽에(발광 방향으로) 배치된 복수의 행 전극(202)을 가지는 앞서 기술된 전극 매트릭스(200)를 포함하는 대화형 디스플레이(102)를 포함한다. 복수의 행 및 열 전극(202 및 204)은 각종의 적당한 유전체 물질(예컨대, 유리, PET(polyethylene terephthalate), COP(cyclic olefin polymer) 등)로 이루어져 있을 수 있는 유전체층(308)에 의해 분리되어 있다. 예를 들어, LCD(liquid crystal display) 적층체, LED(light-emitting diode) 적층체, OLED(organic light emitting diode) 적층체, 또는 PDP(plasma display panel)일 수 있는 발광층(310)이 (발광 방향에 대해) 전극 매트릭스(200) 아래쪽에 배치된다. 발광층(310)은, 광이 대화형 디스플레이(102)의 상부 표면을 통해 진행하여 디스플레이의 상부 표면 상에 디스플레이되는 영상으로서 사용자에게 보이도록, 전극 매트릭스(200)를 통해 광(L)을 방출하도록 구성되어 있다. 발광층(310) 및 전극 매트릭스(200)는 제어기(314)의 제어 하에서 작동된다.
대화형 디스플레이 시스템(100)은 영상 소스(312)를 추가로 포함하고, 이 영상 소스(312)는 제어기(314)를 통해 전극 매트릭스(200)로부터 검출된 터치 데이터(324) 및 검출된 입력 디바이스 데이터(322)의 형태로 입력을 수신하고, 입력을 입력 소스(312)에서 처리하며, 그에 응답하여 적절한 그래픽 출력(108) - 이 그래픽 출력은 대화형 디스플레이(102)의 발광층(310)을 통해 디스플레이하기 위해 다시 제어기(314)로 송신됨 - 을 발생시킬 수 있다. 영상 소스(312)는 도시된 바와 같은 외부 컴퓨팅 디바이스, 또는 대화형 디스플레이(102)의 하우징 내에 통합된 컴퓨팅 디바이스일 수 있고, 본원에 기술되는 기능을 수행하기에 적당한 프로그램, 프로세서, 및 저장 서브시스템을 포함할 수 있다. 영상 소스(312)로서 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 디바이스는 도 7을 참조하여 이하에서 기술된다.
다양한 스타일러스(104)와 대화형 디스플레이(102) 사이의 통신 링크의 설정을 용이하게 하기 위해, 대화형 디스플레이(102)는, 전극 매트릭스(200)와 근접한 스타일러스(104) 사이에 설정된 각자의 정전기 링크(302)를 통해, 근접한 스타일러스(104)와 통신할 수 있다. 전극 선단이 복수의 행 전극(202)으로부터 수직 범위(R) 내에 있는 거리에 위치될 때 매트릭스(200)와 각각의 스타일러스(104)의 전극 선단(318) 사이에 정전기 링크(302)가 형성될 수 있다. R은 정전기 링크가 형성될 수 있는 범위를 나타낸다. 일부 예에서, R은 0부터 1 미터, 0부터 20 센티미터, 또는 0부터 5 센티미터의 범위일 수 있다. 본 시스템이 다른 적당한 범위 값을 이용하도록 구성될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이하에서 기술되는 바와 같이, 각종 유형의 정보가, 대화형 디스플레이와 스타일러스(104)가 통신하는 데 사용되는 무선 채널을 비롯한, 정전기 링크(302)를 통해 전달될 수 있다. 정전기 링크의 설정 및 무선 채널의 통신이 60 Hz 스캔 속도(scan rate)에서 1 프레임 정도로 빨리 달성될 수 있기 때문에, 페어링(pairing)이, 일부 실시예에서, 1/60초 정도로 빨리 달성될 수 있고, 이는 종래의 페어링 방법보다 상당한 개선이다.
앞서 언급된 바와 같이, 대화형 디스플레이 시스템(100)은 또한 디스플레이측 무선 송수신기(320)와 입력 디바이스측 무선 송수신기(512)(도 5에 예시됨) 사이에 설정된 각자의 양방향 무선 링크(304)를 통해 스타일러스(104)와 통신할 수 있다. 각각의 무선 링크(304)가 디스플레이측 송수신기(320)와 입력 디바이스측 송수신기(512) 사이에서 무선으로 통신하는 데 사용되는 복수의 가능한 채널(321) 중의 상이한 채널을 통해, 또는 동일한 채널을 통해 - 그러나 각각의 입력 디바이스측 무선 송수신기(512)가 그 채널 내의 상이한 시간 슬롯에 할당됨 - 형성된다는 것을 잘 알 것이다.
스타일러스(104)가 디스플레이의 범위(R) 내에 처음으로 들어갈 때, 대화형 디스플레이(102)의 제어기(314)는 디스플레이측 송수신기(320)에 의해 사용 중인 채널의 채널 정보 및 동기화 패턴 둘 다를 전극 매트릭스 및 정전기 링크(302)를 통해 스타일러스(104)의 전극 선단(318)으로 전달하도록 구성되어 있다. 이 정보를 사용하여, 스타일러스(104)는 사용 중인 채널을 통해 디스플레이측 송수신기와 무선 링크(304)를 설정할 수 있고, 동기화 패턴에 기초하여 대화형 디스플레이와 공유 타이밍 감지(shared sense of timing)를 설정할 수 있으며, 이는, 전극 매트릭스가 사이클을 이루어 구동될 때, 스타일러스가 전극 선단과 가장 가까운 행 전극 사이의 커패시턴스의 변화에 기초하여 자신의 Y(즉, 행) 위치를 정확하게 확인할 수 있게 한다.
무선 링크(304)를 통해 수신된 스타일러스(104)의 Y(행) 위치 및 전극 매트릭스(200)에 의해 감지된 스타일러스(104)의 X(열) 위치를 포함하는 검출된 입력 디바이스 데이터(322)가, 사용자의 손가락으로부터의 임의의 검출된 터치 데이터(324)와 함께, 영상 소스(312)로 송신된다. 스타일러스(104)의 X, Y(열, 행) 위치에 부가하여, 검출된 입력 디바이스 데이터(322)는 전극 선단(318)이 눌러져 있는지 여부의 표시를 포함할 수 있다. 클럭 동기 신호, 모드 표시(쓰기 또는 지우기), 및 입력 디바이스 식별자 등과 같은, 다른 데이터가 또한 검출된 입력 디바이스 데이터(322)에 포함될 수 있다. 검출된 터치 데이터(324)는 전형적으로 사용자의 손가락의 검출된 터치의 X, Y 데이터를 포함한다. 영상 소스에 있는 프로그램 논리(program logic)는 검출된 입력 디바이스 데이터(322) 및 검출된 터치 데이터(324)를 수신하고, 그래픽 출력(108)을 발생시키기 위해 프로그램적 처리를 수행한다. 그래픽 출력(108)은 영상 소스(312)로부터 제어기(314)로 송신되고, 제어기(314)는 차례로, 앞서 기술된 바와 같이, 그래픽 출력(108)을 디스플레이(102) 상에 디스플레이하기에 적당한 방식으로 발광층(310)을 제어한다. 도 3에서, 좌측에 있는 스타일러스(104)는 디스플레이 표면을 터치하여, 스타일러스의 전극 선단을 누르고 있는 것으로 도시되어 있는 반면, 우측에 있는 스타일러스(104)는 전극 선단(318)이 눌러지지 않은 상태에서 범위(R) 내에 위치되어 호버링하는 것으로 도시되어 있다.
도 4는 대화형 디스플레이 시스템(100)이 어떻게 스타일러스(104)와 통신 링크를 설정하는지를 예시하는, 대화형 디스플레이 시스템(100)의 부분 분해도이다. 분해도에서, 그래픽 출력(108)을 디스플레이하고 사용자의 손가락으로부터의 또는 스타일러스(104)로부터의 입력을 수신하도록 구성된 표면(400)이 도시되어 있다. 표면(400)은, 예를 들어, 복수의 행 전극(202) 위쪽에 위치된 보호층의 상부 표면일 수 있다. 도 4는 또한 발광 방향에 대해 표면(400) 아래쪽에 위치된 전극 매트릭스(200)를 나타내고 있으며, 전극 매트릭스와 스타일러스(104)의 전극 선단(318) 사이에 정전기 링크가 형성된다. 그렇지만, 표면(400)과 전극 매트릭스(200) 사이의 간격이 예시를 위해 과장되어 있다는 것과, 이 구성요소의 구성 및 배치가 결코 제한하는 것으로 의도되어 있지 않다는 것을 잘 알 것이다.
일부 실시예에서, 전극 매트릭스(200)의 구동 회로(208)는, 예를 들어, 제어기(314)의 일부를 형성하는 FPGA(field-programmable gate array) 내에 구현되는 마이크로코드 기반 상태 머신(microcoded state machine)에 의해 구동될 수 있다. 각각의 구동 회로(208)는 각각의 행 전극에 대한 하나의 플립플롭 및 출력을 가지는 시프트 레지스터로서 구현될 수 있고, 레지스터 상태와 무관하게, 모든 출력 값을 강제로 0으로 만들기 위해 동작 가능할 수 있다. 각각의 시프트 레지스터에의 입력은 마이크로코드 기반 상태 머신으로부터의 출력에 의해 구동될 수 있는 클럭, 데이터 입력, 및 블랭킹 입력(blanking input)일 수 있다. 여기될 모든 출력에서는 1로 그리고 다른 곳에서는 0으로 시프트 레지스터를 채우는 것 그리고 이어서 블랭킹 입력을 원하는 변조로 토글링하는 것에 의해 신호가 전송될 수 있다. 시프트 레지스터가 이러한 방식으로 사용되면, 출력 전압이 2 가지 값만을 취할 수 있다. 다른 구현에서, 출력 전압이 보다 큰 범위의 값을 취할 수 있게 하기 위해(예를 들어, 출력 파형의 고조파 성분(harmonic content)을 감소시키고 대화형 디스플레이 시스템(100)에 의해 방사되는 방출(emission)을 줄이기 위해) 다른 회로부가 사용될 수 있다.
스타일러스(104)는, 복수의 행 전극(202)이 순차적으로 구동될 때, 위치 신호를 검출함으로써 대화형 디스플레이 시스템(100)에 상대적인 자신의 위치의 적어도 일부분을 결정할 수 있다. 상세하게는, 스타일러스(104)의 전극 선단(318)이 복수의 행 전극(202)에서의 각각의 행 전극이 연속적으로 구동되는 단계(phase) 동안 상이한 전류를 수신할 수 있다. 가장 높은 수신 전류(received current)는, 예를 들어, 전극 선단(318)에 가장 가까운 행 전극을 나타낼 수 있다. 대화형 디스플레이 시스템(100)에 상대적인 스타일러스(104)의 위치를 결정하는 방법이 도 6을 참조하여 이하에서 기술된다. 그에 부가하여, 스타일러스(104)는 앞서 기술된 방식으로 시프트 레지스터를 작동시키는 것에 의해 생성되는 다른 신호를 전극 선단(318)을 통해 검출할 수 있다.
위치 신호를 검출하면, 스타일러스(104)는 디스플레이측 무선 송수신기(320)와 입력 디바이스측 무선 송수신기(도 5에서 512로 나타냄) 사이에 설정된 무선 링크(304)를 통해 대화형 디스플레이 시스템(100)에 상대적인 자신의 위치의 적어도 일부분에 관한 데이터를 전송할 수 있다. 무선 링크(304)를 통한 전송은 미리 결정된 무선 주파수 호핑 시퀀스에서 복수의 무선 채널 중 하나일 수 있는 미리 결정된 무선 채널에서 일어날 수 있다. 무선 링크(304)를 통해 전송하기 위한 현재 무선 채널을 식별해주는 채널 식별자가 정전기 링크(302)를 통해 스타일러스(104)로 전송될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 더 상세히 기술된다.
도 5는 본 개시 내용의 일 실시예에 따른 스타일러스로서 형성된 스타일러스(104)의 블록도를 나타낸 것이다. 앞서 기술된 바와 같이, 스타일러스(104)는 전기 전도성이고 구동되는 전극 매트릭스(200)에 근접해 있을 때 전류를 수신하도록 구성되어 있는 전극 선단(318)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 선단(318)은 선단에 수신되는 전류를 대응하는 전압으로 변환하도록 구성되어 있는 아날로그 회로부(504)에 결합되어 동작한다. 아날로그 회로부(504)는 선단(318)을 정전압(constant voltage)으로 유지하도록, 또는 다른 동작 모드 동안, 시변 전압을 선단에 인가하도록 구성된 전압원을 추가로 포함할 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 더 상세히 기술된다.
일부 실시예에서, 전극 선단(318)은 스타일러스(104)가 표면과 접촉하고 있으면(예컨대, 표면(400)에 대고 눌러져 있으면) 제1 출력을 그리고 스타일러스가 표면과 접촉하고 있지 않으면(예컨대, 눌러져 있지 않으면) 제2 출력을 제공하도록 구성된 누를 수 있는 스위치(505)를 포함하는 스위칭 가능한 선단(switchable tip)일 수 있다. 호버링 입력(hover input)이 접촉 입력과 구별될 수 있도록 - 즉, 대화형 디스플레이(102)가 스타일러스(104)가 표면(400)과 접촉하고 있는지 또는 접촉하지 않고 대화형 디스플레이(102)의 표면(400) 위에 호버링하고 있는지를 결정할 수 있도록 -, 스위치(505)로부터의 출력이 이어서 무선 링크(304)를 통해 대화형 디스플레이(102)로 중계될 수 있다.
일부 실시예에서, 전극 선단(318)은 힘을 측정하도록 구성될 수 있다. 그에 따라, 선단(318)은 선단에 의해 감지되는 힘을 나타내는 일정 범위의 출력 내의 출력을 발생시킬 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 선단(318)은 스타일러스(104)의 몸체로부터 거리(D)만큼 떨어져 있고, 거리(D)는 선단이 눌러질 때 감소될 수 있다. 선단이 스프링에 의해 바깥쪽으로 바이어싱(bias)될 수 있고, 거리(D)가 좁혀지는 정도는 선단에 가해지는 힘의 대용물로서 감지될 수 있다.
스타일러스(104)는 아날로그 회로부(504)에 결합되어 동작하는, 아날로그 회로부로부터 수신된 전압을 디지털화하도록 구성된 아날로그-디지털(A/D) 변환기(506)를 추가로 포함한다. 비제한적인 예로서, 변환기(506)는 1Mbit/s의 샘플링 레이트에서 100kHz의 대역폭을 가지는 들어오는 정전기 신호를 변환할 수 있다.
스타일러스(104)는 A/D 변환기(506)에 결합되어 동작하는 프로세서(508), 메모리(510), 및 입력 디바이스측 무선 송수신기(512)를 추가로 포함한다. 프로세서(508)는 변환기(506)로부터의 디지털화된 신호를 처리하고, 메모리(510)에 보유된 명령어를 실행하며, 입력 디바이스측 송수신기(512)를 제어하도록 구성되어 있다. 일부 실시예에서, 입력 디바이스측 송수신기(512)는, 예를 들어, 2.4 GHz와 2.5 GHz 사이의 주파수를 가지는 신호를 전송하고 수신하도록 구성될 수 있고, 동기식 직렬 포트(synchronous serial port)를 통해 프로세서(508)에 결합되어 동작할 수 있다.
스타일러스(104)를 대화형 디스플레이(102)와 페어링하고 적절한 채널을 통해 무선 링크(304)를 설정하기 위해, 대화형 디스플레이(102)의 제어기(314)는, 이하에서 논의되는 바와 같이, 구동되는 신호의 일부분에 무선 채널 정보를 인코딩하는 방식으로 전극 매트릭스를 구동하는 것에 의해, 사용 중인 무선 채널을 전극 매트릭스(200)를 통해 전달할 수 있다. 스타일러스(104)는 전극 매트릭스(200)로부터 정전기 링크(302)를 통해 전극 선단(318)을 거쳐 무선 채널 식별자를, 동기화 패턴과 함께, 정전기적으로 수신할 수 있다. 프로세서(508)는 이어서 전극 매트릭스(200)로부터 전송되는 무선 채널 식별자에 기초하여 메모리에 저장된 테이블 또는 다른 적당한 데이터 구조로부터 무선 주파수를 검색하기 위해 메모리(510)에 저장된 명령어를 실행할 수 있다. 스타일러스(104)는 이어서, 예를 들어, 검색된 무선 주파수에서 입력 디바이스측 송수신기(512)와 디스플레이측 무선 송수신기(320) 사이에 형성된 무선 링크(304)를 통해 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 방식으로, 스타일러스는 스타일러스로부터 무선 링크를 통해 대화형 디스플레이로, 전극 매트릭스(200)에 상대적인 스타일러스의 행 위치(Y 좌표)와 같은, 위치 정보를 전송할 수 있으며, 이에 대해서는 도 6을 참조하여 상세히 기술된다.
더욱이, 프로세서(508)는, 스타일러스(104) 및 대화형 디스플레이(102)가 주파수 호핑 확산 스펙트럼 기법을 통해 통신할 수 있게 해주기 위해, 주파수 호핑 시퀀스의 후속 주파수를 계산하기 위해 메모리(510)에 보유된 명령어를 실행할 수 있다.
스타일러스(104)는, 스타일러스가 적어도 문턱 지속기간(threshold duration) 동안 적어도 문턱 거리(threshold distance)만큼 대화형 디스플레이(102)로부터 분리되면, 설정된 무선 링크를 단절시키도록 구성될 수 있다. 문턱 거리는, 예를 들어, 앞서 기술된 범위(R)의 가장 바깥쪽 한계일 수 있다. 대안적으로, 범위(R)의 가장 바깥쪽 한계보다 작은 문턱 거리가 결정되고, 예를 들어, 정전기 링크의 신호 강도를 감지하는 것에 의해 감지될 수 있다. 링크를 단절시키는 것은 전력을 절감하기 위해 스타일러스가 무선 송수신기의 전원을 차단할 수 있게 할 것이고, 문턱 지속기간이 경과한 후에 그렇게 하는 것은 스타일러스(104)가 짧은 기간 동안 일시적으로 범위 밖으로 나갔다가 다시 범위 내로 들어올 때 무선 링크가 단절되지 않도록 하는 데 도움을 줄 것이다.
이제 도 6을 참조하면, 대화형 디스플레이로부터 입력 디바이스로 정보를 전송하는 방법(600)을 예시하는 플로우차트가 나타내어져 있다. 방법(600)은, 예를 들어, 대화형 디스플레이 시스템(100)에서 구현되고, 대화형 디스플레이(102), 전극 매트릭스(200) 및 스타일러스(104) 사이에서, 이들 사이에 설정된 정전기 링크(302) 및 무선 링크(304)를 통해, 정보를 전송하는 데 사용될 수 있다.
방법(600)의 602에서, 대화형 디스플레이의 전극 매트릭스의 하나 이상의 행 전극이 클럭 사이클에 따라 순차적으로 구동된다. 하나 이상의 행 전극은 대화형 디스플레이에 또는 그 위쪽에 인가되는 터치 입력 및 스타일러스 입력을 검출하기 위해 입력 검출 모드 동안 순차적으로 구동될 수 있다. 일부 실시예에서, 602에서의 순차적 구동은 시변 전압을 사용해 60 Hz의 클럭 사이클로 하나 이상의 행 전극을 구동하는 것을 포함할 수 있지만, 다른 변형이 가능하다.
다음에, 방법(600)의 604에서, 동기화 패턴이 스타일러스와 대화형 디스플레이의 전극 매트릭스 사이에 설정된 정전기 링크를 통해 스타일러스로 전송된다. 동기화 패턴은 스타일러스와 대화형 디스플레이 사이의 타이밍을 동기화하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 동기화 패턴은 전극 매트릭스에서의 복수의 행 전극이 순차적으로 구동되는 시퀀스의 위치를 스타일러스에 알려줄 수 있다. 일부 실시예에서, 스타일러스가 스타일러스의 위치에 관계없이 적절한 진폭으로 동기화 패턴을 수신할 수 있도록 동기화 패턴이 2 개 이상의 행 전극에 인가될 수 있다.
다음에, 방법(600)의 606에서, 채널 식별자가 정전기 링크를 통해 스타일러스로 전송된다. 채널 식별자는 데이터가 스타일러스와 대화형 디스플레이 사이에서 이들 사이의 - 예를 들어, 스타일러스측 무선 송수신기(512)와 디스플레이측 무선 송수신기(320) 사이의 - 무선 링크를 거쳐 전송될 수 있는 무선 채널를 식별해줄 수 있다.
일부 실시예에서, 채널 식별자는 매 프레임마다 스타일러스로 전송되는 6 비트를 포함할 수 있다. "프레임"은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 인가된 입력이 있는지 전극 매트릭스를 스캔하는 데 걸리는 기간을 지칭한다. 6 개의 채널 식별자 비트는 0과 63 사이의 정수로서 해석될 수 있고, 그 정수는 무선 채널로서 해석될 수 있다. 예를 들어, 스타일러스 내의 메모리(예컨대, 메모리(510))에 저장된 테이블은 64 개의 무선 중앙 주파수(예컨대, 2.406 GHz, 2.407 GHz, 2.409 GHz 등)의 목록을 포함할 수 있고, 스타일러스와 디스플레이측 무선 송수신기 사이의 전송이 합의된 주파수에서 일어날 수 있도록 정수는 그 테이블에 대한 인덱스로서 사용될 수 있다.
채널 식별자의 전송은 채널 식별자가 채널을 통해 신뢰성 있게 전송될 수 있게 하는 적당한 변조 방식의 이용을 포함할 수 있다. 그 변조의 주파수 스펙트럼이 대화형 디스플레이에 인가되는 입력을 검출하는 데 사용되는 여기 파형의 주파수와 동일한 제약조건 내에서 - 예를 들어, 동일한 시간 내에 가능한 한 많은 측정이 행해질 수 있게 하기 위해 가능한 한 높도록, 그렇지만 테스트 중인 커패시턴스 및 다른 표류 커패시턴스(stray capacitance)에 대한 전극 매트릭스 저항의 저역 통과 효과가 전송을 용납할 수 없게 감쇠시키지 않을 정도로 충분히 낮도록 - 선택될 수 있다.
하나의 비제한적인 예로서, 채널 식별자 비트는 100 kHz를 중심으로 한 주파수를 갖는 반송파에 대한 BPSK(binary phase-shift keying)를 통해 코딩될 수 있다. 각각의 비트는 4 개의 반송파 사이클로 코딩될 수 있고, 비트들 사이에 대략 하나의 반송파 사이클의 보호 시간(guard time)이 있다. 그 비트 시간(bit time)은 원하는 신호대 잡음비를 달성하도록 선택될 수 있고; 아날로그-디지털 변환 동안의 적분 시간(integration time)이 증가함에 따라, 비트가 잡음으로 인해 잘못 수신될 확률이 감소할 수 있다. 이러한 잡음은 환경적 효과(예를 들어, 건물의 전기 안전 접지 시스템(electrical safety grounding system)(대화형 디스플레이가 자신의 간선 플러그(mains plug)의 제3 프롱(prong)을 통해 이 시스템에 연결됨)과 사용자 사이의 전압차)에 의해 좌우될 수 있다. 대형 용량성 터치 센서에서, 잡음은 종종 대화형 디스플레이로부터 결합되는 잡음에 의해 좌우될 수 있다. 그렇지만, 전류가 전극 매트릭스에서가 아니라 채널 식별자의 수신 동안 스타일러스의 전극 선단에서 측정되기 때문에, 전극이 전극 매트릭스에 의해 대화형 디스플레이로부터 차폐된다.
일부 실시예에서, 대화형 디스플레이는 서로 근접해 있는 복수의 대화형 디스플레이 중 하나일 수 있고, 이 경우에 간섭의 회피가 요망될 수 있다. 이러한 간섭의 확률을 감소시키기 위해, 각각의 디스플레이가, 예를 들어, 디스플레이의 일련 번호를 각각의 디스플레이에 대해 변할 수 있는 숫자(디스플레이의 일련 번호의 마지막 6 비트 등)와의 무손실 연산(lossless operation)(예컨대, XOR)과 결합시키는 것에 의해 상이한 주파수 호핑 시퀀스를 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 무선 호핑 채널이 하기의 방식으로 계산될 수 있다:
cnt = (cnt + 1) mod 64
ch = permutation[cnt]
ch = ch XOR serial
여기서 cnt는 프레임마다 한번씩 증분하는 카운터 모듈로 64(counter modulo 64)이고, serial은 디스플레이의 일련 번호의 마지막 6 비트이며, ch는 채널이다. 다수의 호핑 시퀀스를 발생시키기 위해 XOR 연산이 사용되는 경우, 임의 순열(random permutation) 이전보다는 그 이후에 XOR 연산이 적용될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 유사한 일련 번호들을 갖는 시퀀스들이 높게 상관될 수 있다. 순열은, 예를 들어, 무차별 검색(brute force search)에 의해, 이러한 상관을 감소시키도록 선택될 수 있다. 그렇지만, 다른 실시예에서, 2 개 이상의 상이한 디스플레이가 동일한 주파수 호핑 시퀀스를 위상이 어긋난(out-of-phase) 방식으로 사용할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 구체적으로는, 각각의 디스플레이가 임의의 주어진 순간에 동일한 호핑 시퀀스 내의 상이한 시간 슬롯을 차지할 수 있다.
일부 실시예에서, 스타일러스와 대화형 디스플레이 사이의 무선 링크가 (문턱 지속기간 동안 문턱 거리만큼 스타일러스를 대화형 디스플레이로부터 떨어지게 이동시키는 것에 의해) 단절되더라도, 스타일러스 자체는 주파수 호핑 시퀀스를 계속 계산할 수 있다. 예를 들어, 새로운 채널이 하기의 방식으로 계산될 수 있다:
ch = ch XOR serial
cnt = inverse_permutation[ch]
cnt = (cnt + 1) mod 64
ch = permutation[cnt]
ch = ch XOR serial
여기서 cnt는 프레임마다 한번씩 증분하는 카운터 모듈로 64이고, serial은 디스플레이의 일련 번호의 마지막 6 비트이며, ch는 채널이다.
스타일러스와 전극 매트릭스 사이의 정전기 링크 - 이를 사용해 채널 식별자가 확인될 수 있음 - 가 이용 가능하지 않은 시나리오에 대해, 스타일러스는 또한 종래의 수단에 의해(예를 들어, 주파수 호핑 시퀀스가 우연히 그 채널을 사용할 때까지 임의의 채널에서 리스닝하는 것에 의해) 무선 링크를 설정할 수 있다. 스타일러스는 이어서 대화형 디스플레이로부터 문턱 거리 내에 있을 때 정전기 데이터만을 사용할 수 있다.
다음에, 방법(600)의 608에서, 위치 신호가 전극 매트릭스로부터 정전기 링크를 통해 스타일러스로 전송된다. 위치 신호의 전송은 610에서 전극 매트릭스에서의 각각의 행 전극을 순차적으로 구동하는 것을 포함할 수 있고, 612에서 전극 매트릭스의 하나 이상의 열 전극에서의 그 결과 생기는 전류를 검출하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 전극 매트릭스가, 예를 들어, 사람 손가락에 의해 인가되는 입력을 검출하는 데 사용될 수 있는 입력 검출 모드에서 작동된다. 610 및 612에서 각각 수행되는 구동 및 검출은 인가된 입력을 검출하기 위해 전극 매트릭스가 스캔되는, 본원에서 "스캐닝" 프로세스라고 지칭되는 것을 형성할 수 있다.
전극 매트릭스를 이러한 방식으로 구동하고 검출하는 것은 또한 대화형 디스플레이에 상대적인 스타일러스의 위치의 적어도 일부분의 결정을 용이하게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 604에서 동기화 패턴을 스타일러스로 전송하는 것은 스타일러스가 전극 매트릭스가 행 전극을 구동하는 데 사용되는 시퀀스에서 어디에 있는지를 확인할 수 있게 한다. 보다 구체적으로는, 동기화는 스타일러스가 주어진 순간에 구동되고 있는 특정 행을 결정할 수 있게 할 것이다. 이 정보를 610에서 행 전극이 순차적으로 구동될 때 스타일러스에 의해 측정되고 저장된 (예컨대, 각각의 행과 스타일러스의 전극 선단 사이의) 커패시턴스와 결합시키는 것에 의해, 스타일러스는 특정의 속성을 가지는 커패시턴스를 식별하고 그 커패시턴스를 커패시턴스가 측정된 때에 구동된 행에 대응(match)시킬 수 있다. 예를 들어, 스타일러스는 측정된 가장 높은 커패시턴스를 식별하고 그 커패시턴스가 측정된 때를 대응하는 행이 구동된 대응하는 때에 대응시킬 수 있다. 그 행이 스타일러스에 가장 가까운 행으로서 식별되고 스타일러스의 y-좌표에 대한 기초로서 사용될 수 있다. 이와 같이, 이 실시예에서, 대화형 디스플레이는 614에서 스타일러스로부터 무선 링크를 통해 y-좌표와 같은 파라미터를 수신할 수 있다. 대안적으로, 정전기 링크가 양방향 통신을 하도록 구성되어 있으면, y-좌표가 정전기 링크를 통해 수신될 수 있다. 앞서 기술된 바와 같이, 다른 파라미터가 또한 스타일러스(104)로부터 무선 링크를 통해 대화형 디스플레이(102)로 전송될 수 있다.
그렇지만, 스타일러스의 y-좌표를 결정하는 다른 접근법이 가능하다. 다른 실시예에서, 스타일러스는 특정의 속성을 가지는 커패시턴스(예컨대, 가장 높은 커패시턴스)가 측정되는 때를 전송하고 그 때를 대화형 디스플레이로 전송할 수 있으며, 대화형 디스플레이는 이어서 스타일러스의 y-좌표를 결정한다. 게다가, 다른 실시예에서, 전극 매트릭스는 매트릭스 내의 모든 행 전극에 대해 구동되고 있는 행을 식별해주는 데이터를 정전기적으로 전송할 수 있다.
다음에, 전체 데이터 패킷이 616에서 무선 링크를 통해 스타일러스로부터 수신되었는지가 선택적으로 결정되고, 이는 스타일러스가 신뢰성 있는 전달을 수행하는 실시예에 대해 수행될 수 있다. 이 실시예에서, 스타일러스는 데이터 패킷의 수신 완료를 나타내는 확인 응답 신호가 대화형 디스플레이에 의해 스타일러스로 송신될 때까지 (y-좌표, 스타일러스의 전극 선단의 누름 등과 같은 다양한 파라미터를 포함할 수 있는) 데이터 패킷을 반복하여 전송할 수 있다. 이와 같이, 전체 데이터 패킷이 수신된 것으로 결정되면(예), 방법(600)은 618에서 확인 응답 신호를 대화형 디스플레이로부터 스타일러스로 선택적으로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 전체 데이터 패킷이 수신되지 않았으면(아니오), 방법(600)은 전체 데이터 패킷이 수신될 때까지 616으로 되돌아갈 수 있다.
다음에, 방법(600)의 620에서, 스타일러스의 x-좌표가 결정된다. x-좌표의 결정은 622에서, 전극 매트릭스에서의 모든 행 전극을 정전압을 사용해 구동하는 것, 및 624에서, 스타일러스로부터 대화형 디스플레이에 인가되는 하나 이상의 시변 전압을 수신하는 것을 포함할 수 있다. 624에서의 시변 전압의 인가로 인해 생기는 전류가 이어서 626에서 전극 매트릭스의 각각의 열 전극에서 순차적으로 측정될 수 있다. 특정의 속성을 가지는(예컨대, 가장 높은 전류를 수신하는) 열 전극이 스타일러스에 가장 가까운 열 전극으로서 식별되고 이어서 스타일러스의 x-좌표에 대한 기초로서 사용될 수 있다.
다음에, 방법(600)의 628에서, 데이터가 스타일러스로부터 정전기 링크를 통해 선택적으로 수신될 수 있다. 데이터는, 스타일러스가 누를 수 있는 스위치를 포함하는 실시예에 대해, 스타일러스의 전극 선단이 눌러지는지의 표시를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 그에 부가하여, 데이터는 스타일러스가 힘 감응 선단(force-sensitive tip)을 포함하는 실시예에 대해 힘의 측정을 포함할 수 있다. 데이터는, 그렇지 않은 경우 무선 링크를 통해 수신될 수 있는 스타일러스 상의 하나 이상의 버튼이 눌러져 있는지의 표시 및 y-좌표를 비롯한, 또 다른 정보 및 스타일러스에 의해 행해진 측정을 포함할 수 있다. 여기서, 스타일러스는 BPSK와 같은 앞서 기술된 것과 유사한 변조 방식을 이용할 수 있다. 정전기 링크를 통해 수신되면, 대화형 디스플레이는 전송 데이터를 복조할 수 있다.
일부 실시예에서, 스타일러스로부터 정전기 링크를 통해 대화형 디스플레이로 송신되는 데이터는 디스플레이에 상대적인 스타일러스의 위치의 적어도 일부분을 결정하기 위해 대화형 디스플레이에 의해 사용될 수 있는데, 그 이유는 데이터가 스타일러스의 전극 선단에 근접한 전극들(예컨대, 열 전극들)의 부분 집합에 의해서만 수신될 수 있기 때문이다.
다음에, 방법(600)의 630에서, 대화형 디스플레이는 주파수 호핑 시퀀스에서의 새로운 주파수로 선택적으로 호핑할 수 있다. 일부 예에서는, 606에서의 채널 식별자의 전송 이전에 주파수 호핑 시퀀스가 개시되었다. 앞서 기술된 바와 같이, 주파수 호핑 시퀀스는 0부터 63까지의 정수의 순열일 수 있는, 정의된 순서로 선택되는 64 개의 주파수를 포함할 수 있다. 다른 순서가 가능하지만, 조정을 위해, 각각의 채널을 동일한 횟수로 사용하는 것과 (주어진 채널에서의 듀티 비를 결정하는) 채널의 사용 사이의 시간이 가능한 한 큰 것이 바람직할 수 있다. 이 속성은 그 순열의 형태의 호핑 시퀀스에 의해 충족될 수 있다.
630에서의 주파수 호핑이 방법(600)의 다른 곳에서 일어날 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 대화형 디스플레이는 매 프레임마다 주파수 호핑 시퀀스에서의 새로운 주파수로 호핑할 수 있다.
도시되고 기술된 바와 같이 사용자에게 지각되지 않을 수 있는 방식으로 스타일러스와 같은 입력 디바이스를 대화형 디스플레이와 신속하게 동기화시키기 위해 방법(600)이 이용될 수 있다. 일부 시나리오에서, 이 동기화가 단일의 프레임 동안 일어날 수 있다. 동기화가 확립되면, 스타일러스와 대화형 디스플레이는 정전기 링크 및 무선 링크를 통해 데이터를 서로에게 전송할 수 있다. 보다 상세하게는, 스타일러스가 대화형 디스플레이로부터 분리되는 정도에 기초하여 무선 링크가 단절되고 재설정될 수 있으며, 이는 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 방법(600)에 대한 다른 수정이 가능하다 - 정전기 링크 및/또는 무선 링크를 통해 전송되는 데이터가, 예를 들어, 적당한 암호화 방식을 통해 암호화될 수 있다 -. 더욱이, 방법(600)은 전극 매트릭스의 열 전극이 구동되고 검출 회로부가 행 전극에 전기적으로 결합되는 실시예에 적응될 수 있다.
앞서 논의된 바와 같이, 본원에 기술되는 방법 및 프로세스는 외부 또는 내부 영상 소스(312) - 전형적으로 컴퓨팅 디바이스임 - 를 갖는 대화형 디스플레이(102) 상에서 구현될 수 있다. 영상 소스(312)로서 사용될 수 있는 컴퓨팅 디바이스의 내부 구성요소가 도 7에 예시되어 있다.
도 7은 앞서 기술된 방법 및 프로세스 중 하나 이상을 수행할 수 있는 컴퓨팅 시스템(700)의 비제한적인 실시예를 개략적으로 도시한 것이다. 컴퓨팅 시스템(700)은 간략화된 형태로 도시되어 있다. 컴퓨팅 시스템(700)은 하나 이상의 개인용 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 홈 엔터테인먼트 컴퓨터, 네트워크 컴퓨팅 디바이스, 게임 디바이스, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 이동 통신 디바이스(예컨대, 스마트폰), 및/또는 다른 컴퓨팅 디바이스의 형태를 취할 수 있다.
컴퓨팅 시스템(700)은 논리 서브시스템(702) 및 저장 서브시스템(704)을 포함한다. 컴퓨팅 시스템(700)은 디스플레이 서브시스템(706), 입력 서브시스템(708), 통신 서브시스템(710), 및/또는 도 7에 도시되지 않은 다른 구성요소를 선택적으로 포함할 수 있다.
논리 서브시스템(702)은 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 물리 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 논리 머신(logic machine)은 하나 이상의 애플리케이션, 서비스, 프로그램, 루틴, 라이브러리, 객체, 구성요소, 데이터 구조, 또는 다른 논리적 구성(logical construct)의 일부인 명령어를 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 명령어는 작업을 수행하거나, 데이터 형식(data type)을 구현하거나, 하나 이상의 구성요소의 상태를 변환시키거나, 기술적 효과를 달성하거나, 다른 방식으로 원하는 결과에 도달하도록 구현될 수 있다.
논리 머신은 소프트웨어 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 그에 부가하여 또는 대안적으로, 논리 머신은 하드웨어 또는 펌웨어 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 하드웨어 또는 펌웨어 논리 머신을 포함할 수 있다. 논리 머신의 프로세서는 단일 코어(single-core) 또는 멀티 코어(multi-core)일 수 있고, 그 상에서 실행되는 명령어는 순차, 병렬, 및/또는 분산 처리를 하도록 구성될 수 있다. 논리 머신의 개개의 구성요소는, 선택적으로, 원격지에 위치해 있을 수 있는 그리고/또는 협조 처리(coordinated processing)를 하도록 구성될 수 있는, 2 개 이상의 개별 디바이스 간에 분산되어 있을 수 있다. 논리 머신의 양태가 가상화되고 클라우드 컴퓨팅 구성으로 구성된, 원격적으로 액세스 가능한 네트워크로 연결된 컴퓨팅 디바이스에 의해 실행될 수 있다.
저장 머신(storage machine)(704)은 본원에 기술되는 방법 및 프로세스를 구현하기 위해 논리 머신에 의해 실행가능한 명령어를 보유하도록 구성된 하나 이상의 물리 디바이스를 포함한다. 이러한 방법 및 프로세스가 구현될 때, 저장 머신(704)의 상태가 (예컨대, 상이한 데이터를 보유하도록) 변환될 수 있다.
저장 머신(704)은 이동식(removable) 및/또는 내장형(built-in) 디바이스를 포함할 수 있다. 저장 머신(704)은, 그 중에서도 특히, 광 메모리(예컨대, CD, DVD, HD-DVD, 블루레이 디스크 등), 반도체 메모리(예컨대, RAM, EPROM, EEPROM 등), 및/또는 자기 메모리(예컨대, 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 테이프 드라이브, MRAM 등)를 포함할 수 있다. 저장 머신(704)은 휘발성, 비휘발성, 동적, 정적, 읽기/쓰기, 읽기 전용, 랜덤 액세스, 순차 액세스, 위치 주소화 가능(location-addressable), 파일 주소화 가능(file-addressable), 및/또는 내용 주소화 가능(content-addressable) 디바이스를 포함할 수 있다.
저장 머신(704)이 하나 이상의 물리 디바이스를 포함한다는 것을 잘 알 것이다. 그렇지만, 본원에 기술되는 명령어의 양태는, 대안적으로, 물리 디바이스에 의해 유한한 지속기간 동안 보유되지 않는 통신 매체(예컨대, 전자기 신호, 광 신호 등)에 의해 전파될 수 있다.
논리 서브시스템(702) 및 저장 머신(704)의 양태가 하나 이상의 하드웨어 논리 구성요소에 함께 통합될 수 있다. 이러한 하드웨어 논리 구성요소는, 예를 들어, FPGA(field-programmable gate array), PASIC/ASIC(program- and application-specific integrated circuit), PSSP/ASSP(program- and application-specific standard product), SOC(system-on-a-chip), 및 CPLD(complex programmable logic device)를 포함할 수 있다.
"모듈", "프로그램", 및 "엔진"이라는 용어는 특정의 기능을 수행하기 위해 구현되는 컴퓨팅 시스템(700)의 양태를 기술하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우에, 모듈, 프로그램, 또는 엔진은 저장 머신(704)에 의해 보유되는 명령어를 실행하는 논리 서브시스템(702)을 통해 인스턴스화될 수 있다. 상이한 모듈, 프로그램 및/또는 엔진이 동일한 애플리케이션, 서비스, 코드 블록, 객체, 라이브러리, 루틴, API, 함수 등으로부터 인스턴스화될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 마찬가지로, 동일한 모듈, 프로그램, 및/또는 엔진이 상이한 애플리케이션, 서비스, 코드 블록, 객체, 루틴, API, 함수 등에 의해 인스턴스화될 수 있다. "모듈", "프로그램", 및 "엔진"이라는 용어가 개개의 또는 일군의 실행 가능 파일, 데이터 파일, 라이브러리, 드라이버, 스크립트, 데이터베이스 레코드 등을 포괄할 수 있다.
"서비스"가, 본원에서 사용되는 바와 같이, 다수의 사용자 세션에 걸쳐 실행 가능한 애플리케이션 프로그램이라는 것을 잘 알 것이다. 서비스가 하나 이상의 시스템 구성요소, 프로그램, 및/또는 다른 서비스에 의해 이용 가능할 수 있다. 일부 구현에서, 서비스가 하나 이상의 서버 컴퓨팅 디바이스에서 실행될 수 있다.
포함될 때, 디스플레이 서브시스템(706)은 저장 머신(704)에 의해 보유된 데이터의 시각적 표현을 제시하기 위해 사용될 수 있다. 이 시각적 표현은 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)의 형태를 취할 수 있다. 본원에 기술되는 방법 및 프로세스가 저장 머신에 의해 보유된 데이터를 변경하고 따라서 저장 머신의 상태를 변환시키기 때문에, 기본 데이터(underlying data)의 변경을 시각적으로 표현하기 위해 디스플레이 서브시스템(706)의 상태도 마찬가지로 변환될 수 있다. 디스플레이 서브시스템(706)은 실질적으로 임의의 유형의 기술을 이용하는 하나 이상의 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이 디바이스가 공유된 인클로저(shared enclosure)에서 논리 서브시스템(702) 및/또는 저장 머신(704)과 결합될 수 있거나, 이러한 디스플레이 디바이스가 주변 디스플레이 디바이스일 수 있다.
포함될 때, 입력 서브시스템(708)은 키보드, 마우스, 터치 스크린, 또는 게임 컨트롤러와 같은 하나 이상의 사용자 입력 디바이스를 포함하거나 그와 인터페이싱할 수 있다. 일부 실시예에서, 입력 서브시스템은 선택된 NUI(natural user input: 내추럴 사용자 입력) 구성요소를 포함하거나 그와 인터페이싱할 수 있다. 이러한 구성요소는 일체형이거나 주변기기일 수 있고, 입력 동작의 변환(transduction) 및/또는 처리가 온보드(on-board)로 또는 오프보드(off-board)로 처리될 수 있다. 예시적인 NUI 구성요소는 발화(speech) 및/또는 음성(voice) 인식을 위한 마이크로폰; 머신 비전(machine vision) 및/또는 제스처 인식을 위한 적외선, 컬러, 입체(stereoscopic), 및/또는 깊이 카메라; 움직임 검출 및/또는 의도 인식을 위한 머리 추적기, 눈 추적기, 가속도계, 및/또는 자이로스코프는 물론; 뇌 활동을 평가하기 위한 전기장 감지 구성요소를 포함할 수 있다.
포함될 때, 통신 서브시스템(710)은 컴퓨팅 시스템(700)을 하나 이상의 다른 컴퓨팅 디바이스와 통신적으로 결합시키도록 구성될 수 있다. 통신 서브시스템(710)은 하나 이상의 다른 통신 프로토콜과 호환 가능한 유선 및/또는 무선 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 통신 서브시스템은 무선 전화 네트워크, 또는 유선 또는 무선 LAN(local-area network) 또는 WAN(wide-area network)을 통한 통신을 하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 서브시스템은 컴퓨팅 시스템(700)이 인터넷과 같은 네트워크를 통해 메시지를 다른 디바이스로 및/또는 그로부터 송신 및/또는 수신할 수 있게 할 것이다.
본원에 기술되는 구성 및/또는 접근법이 사실상 예시적인 것이라는 것과, 다양한 변형이 가능하기 때문에, 이 구체적인 실시예 또는 예가 제한하는 의미로 간주되어서는 안된다는 것을 잘 알 것이다. 본원에 기술되는 구체적인 루틴 또는 방법은 임의의 수의 처리 전략 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 그에 따라, 예시된 및/또는 기술된 다양한 동작이 예시된 및/또는 기술된 순서로, 다른 순서로, 병렬로 수행될 수 있거나, 생략될 수 있다. 마찬가지로, 앞서 기술된 프로세스의 순서가 변경될 수 있다.
본 개시 내용의 발명 요지는 본원에 개시되는 다양한 프로세스, 시스템 및 구성 그리고, 다른 특징, 기능, 동작 및/또는 특성은 물론, 그의 모든 등가물의 모든 신규의(novel) 비자명한(nonobvious) 콤비네이션(combination) 및 서브콤비네이션(subcombination)을 포함한다.

Claims (18)

  1. 대화형(interactive) 디스플레이 시스템에 있어서,
    전극 선단(electrode tip) 및 입력 디바이스측 무선 송수신기를 포함하는 입력 디바이스를 포함하고,
    상기 입력 디바이스는 대화형 디스플레이의 전극 매트릭스(electrode matrix)와 상기 입력 디바이스의 상기 전극 선단 사이에 형성된 정전기 링크를 통해 통신하도록 구성되고,
    상기 입력 디바이스는 위치 신호를 검출하도록, 그리고 상기 입력 디바이스측 무선 송수신기와 상기 대화형 디스플레이의 디스플레이측 무선 송수신기 사이의 무선 링크를 통해 데이터를 상기 대화형 디스플레이에 전송하도록 구성되고,
    상기 입력 디바이스는, 상기 입력 디바이스가 적어도 문턱(threshold) 지속기간 동안 적어도 문턱 거리만큼 상기 대화형 디스플레이로부터 분리된 경우, 상기 무선 링크를 단절(sever)하고 상기 입력 디바이스측 무선 송수신기의 전원을 차단(power down)하도록 구성되고, 상기 문턱 거리는 상기 정전기 링크의 범위의 가장 바깥쪽 한계보다 작은 것 및 상기 정전기 링크의 상기 범위의 상기 가장 바깥쪽 한계 중 하나인 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 매트릭스는 행 전극 및 열 전극을 포함하고,
    상기 위치 신호는, 상기 전극 선단이 인접하여 위치된 상기 전극 매트릭스에서의 가장 가까운 행 전극을 나타내고,
    상기 데이터는 상기 가장 가까운 행 전극을 나타내는 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력 디바이스는 상기 전극 선단을 시변 전압(time-varying voltage)을 사용해 구동하도록 구성된 전압원을 포함하고,
    상기 대화형 디스플레이는, 상기 전극 선단이 인접하여 위치된 상기 전극 매트릭스에서의 가장 가까운 열 전극을 결정하기 위해, 상기 가장 가까운 행 전극을 나타내는 상기 데이터를 수신한 후에, 정전압을 사용해 모든 행 전극을 구동하고 각각의 열 전극에서 상기 시변 전압으로 인해 생기는 전류를 순차적으로 측정하도록 구성된 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 대화형 디스플레이는 상기 정전기 링크를 통해 채널 식별자를 전송하도록 구성되고,
    상기 입력 디바이스는, 상기 무선 링크를 통해, 상기 채널 식별자에 의해 식별되는 상기 무선 링크의 채널에서, 가장 가까운 행 전극을 나타내는 상기 데이터를 전송하도록 구성된 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력 디바이스는, 프로세서와, 명령어들을 보유(hold)하는 메모리를 포함하고, 상기 명령어들은
    상기 채널 식별자에 기초하여 상기 메모리에 저장된 테이블로부터 무선 주파수를 검색(retrieve)하도록; 그리고
    상기 무선 주파수에서 상기 무선 링크를 통해 상기 가장 가까운 행 전극을 나타내는 상기 데이터를 전송하도록
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 입력 디바이스는 상기 정전기 링크의 신호 강도를 감지하는 것에 의해 상기 문턱 거리에서 감지되는, 대화형 디스플레이 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대화형 디스플레이는 상기 정전기 링크를 통해 동기화 패턴을 전송하도록 구성되고, 상기 동기화 패턴은 상기 입력 디바이스와 상기 대화형 디스플레이의 상기 전극 매트릭스의 순차적 구동의 타이밍을 동기화시키기 위해 사용되며, 상기 위치 신호는 상기 동기화 패턴의 전송 후에 검출되는 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 위치 신호는 상기 대화형 디스플레이로부터 상기 정전기 링크를 통해 상기 입력 디바이스의 상기 전극 선단으로 송신되는 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무선 링크는 상기 입력 디바이스가 상기 대화형 디스플레이로부터 분리되는 정도에 기초하여 재설정(reestablish)되는 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극 선단은, 상기 입력 디바이스가 상기 대화형 디스플레이와 접촉하고 있는 경우에는 제1 출력을 그리고 상기 입력 디바이스가 상기 대화형 디스플레이와 접촉하고 있지 않은 경우에는 제2 출력을 제공하도록 구성된 누를 수 있는(depressible) 스위치를 포함하는 것인, 대화형 디스플레이 시스템.
  11. 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법에 있어서,
    상기 대화형 디스플레이와 상기 입력 디바이스 사이에 형성된 정전기 링크를 통해 채널 식별자를 상기 입력 디바이스에 전송하는 단계; 및
    상기 대화형 디스플레이 내의 디스플레이측 무선 송수신기와 상기 입력 디바이스 내의 입력 디바이스측 무선 송수신기 사이에 형성된 무선 링크를 통해 상기 입력 디바이스로부터 파라미터를 수신하는 단계 - 상기 파라미터는 상기 채널 식별자에 의해 식별되는 상기 무선 링크의 채널 상에서 수신됨 - 를 포함하고,
    상기 입력 디바이스는, 상기 입력 디바이스가 적어도 문턱 지속기간 동안 적어도 문턱 거리만큼 상기 대화형 디스플레이로부터 분리된 경우, 상기 무선 링크를 단절하고 상기 입력 디바이스측 무선 송수신기의 전원을 차단하도록 구성되는, 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 입력 디바이스의 y 좌표이고, 상기 방법은
    상기 대화형 디스플레이의 전극 매트릭스에서의 모든 행 전극들을 정전압을 사용해 구동하고 상기 전극 매트릭스의 각각의 열 전극에서 전류들을 순차적으로 측정함으로써, 상기 입력 디바이스의 x 좌표를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전류들은, 시변 전압을 상기 대화형 디스플레이에 인가함으로써 발생되며, 상기 입력 디바이스의 전극 선단은 상기 시변 전압으로 구동되는 것인, 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 정전기 링크 및 상기 무선 링크 중 하나 또는 둘 다를 통해 상기 입력 디바이스로부터 하나 이상의 측정값을 수신하는 단계를 더 포함하는, 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 측정값은 힘 측정값을 포함하고, 상기 입력 디바이스는 힘 감응 선단(force-sensitive tip)을 포함하는 것인, 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 채널 식별자는 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송시의 채널을 식별하는 것인, 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 대화형 디스플레이는 복수의 입력 디바이스들로부터 입력을 수신하도록 구성되고, 상기 복수의 입력 디바이스들 각각은, 주파수 호핑 시퀀스(frequency hopping sequence)로 상이한 위상(phase)에서 상기 무선 링크를 통해 좌표를 전송하도록 구성된 것인, 대화형 디스플레이와 입력 디바이스 사이에서 정보를 전송하는 방법.
  17. 입력 디바이스에 있어서,
    대화형 디스플레이로부터 데이터를 정전기적으로 수신하도록 구성된 전극;
    입력 디바이스측 무선 송수신기;
    프로세서; 및
    명령어들을 보유하는 메모리를 포함하고,
    상기 명령어들은
    상기 정전기적으로 수신된 데이터에 기초하여 채널 식별자를 결정하고;
    상기 채널 식별자에 의해 식별된 채널 상에서, 상기 대화형 디스플레이의 디스플레이측 무선 송수신기와 상기 입력 디바이스측 무선 송수신기 사이에 형성된 무선 링크를 통해, 상기 입력 디바이스의 위치를 나타내는 데이터를 전송하고;
    상기 입력 디바이스가 적어도 문턱 지속기간 동안 적어도 문턱 거리만큼 상기 대화형 디스플레이로부터 분리된 경우, 상기 무선 링크를 단절하고 상기 입력 디바이스측 무선 송수신기의 전원을 차단하도록
    상기 프로세서에 의해 실행 가능한 것인, 입력 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 대화형 디스플레이는 상기 무선 링크를 통해 상기 입력 디바이스로부터 전체(complete) 데이터 패킷을 수신한 후 확인 응답(acknowledgement) 신호를 전송하도록 구성되는, 입력 디바이스.


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