NO315777B1 - Fremgangsmate og system for a oppna et brukergrensesnitt mot en elektrisk innretning - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen angår en tegn-/karaktergenerator i form av en fingeravtrykkssensor med styreinnretninger for input av tekst/tegn til informasjons- og kommunikasjonsenheter med fremviserenheter, slik som sett-topp bokser (eng.:.set-top boxes), mobiltelefoner,, håndholdte PCer, PDA"er, etc.

Det nåværende informasjonssamfunnet tilbyr brukere et stadig økende antall informasjons- og kommunikasjonsprodukter for en stor mengde formål, og bruken av slike informasjons-

og kommunikasjonsprodukter forventes å akselerere både i typer produkter og antallet brukere av de ulike produkter.

De fleste av disse informasjons- og kommunikasjons-produktene inneholder eller gir tilgang til begrenset og/eller sensitiv informasjon. Dette fremhever nødvendigheten av tilgangskontroll ved identitetsverifikasjon av brukeren. Dette har tradisjonelt blitt håndtert ved passord eller PIN-koder. Disse er imidlertid ikke personlige ettersom de kan bli gitt til andre av eieren, eller bli stjålet fra eieren. Følgelig så er det en sterk trend mot å basere tilgangskontroll på biometrikk som er'en matematisk beskrivelse av karakteristiske elementer av eierens kropp eller oppførsel som ikke kan bli skilt fra denne personen, og som unikt beskriver han. Mange former for biometrikk for identitetsverifikasjon er tilgjengelige, men de dominerende typene av biometrikk synes å være fingeravtrykk idet det unikt definerer personen, er lett å skanne og det føles ikke som påtrengende i brukerens privatsfære. Således har mange typer av fingeravtrykkssensorer blitt laget. En slik fingeravtrykkssensor er beskrevet i EP 735.502.

Implementeringen av slike sensorer i informasjons- og kommunikasjonsenheter i en industriell skala med store volumer avventer i de fleste tilfeller fordeler etablert ved kost-nytte analyser. Det er også i mange tilfeller et spørsmål om tilgjengelig rom på enheten. Utnyttelsen av slike identifikasjonsverifikasjonsenheter som f.eks. fingeravtrykkssensorer kan derfor bli betydelig forøkt hvis det kan kombineres med annen funksjonalitet, og spesielt hvis det derved kan erstatte andre enheter. Disse to forholdene skal nedenfor illustreres for noen typiske informasjons- og kommunikasj onsenheter.

Mobiltelefoner inneholder normalt et redusert tastatur, typisk som vist i Fig. 1. Slike reduserte tastaturer har langt færre taster enn bokstaver, karakterer og tegn nød-vendig for input av.komplekse tekstmeldinger,. Dette er delvis, løst ved å tilordne flere karakterer til hver tast, som illustrert i Fig. 1. Selv med multippel karakter represen-tasjon på slike tastaturer er imidlertid antallet taster så begrenset at det gir en betydelig begrensning på de tilgjengelige karakterer/tegn som kan representeres på slike reduserte tastaturer.

Noen løsninger har blitt presentert, men de gir generelt ikke tilstrekkelig kost/nytte forhold og funksjonalitet til å få et gjennombrudd i markedet. Et eksempel er et fullt QWERTY-tastatur frembrakt av mobiltelefonprodusenten Ericsson. Dette eksterne tastaturet er imidlertid stort og dyrt og motvirker den generelle trenden mot å lage mobiltelefoner stadig mer kompakte, lettere og billigere.

En annen kjent løsning er Nokia Naviroller™ der en mekanisk trommel i frontpanelet rulles rundt med fingeren, for derved å frembringe en vertikal kolonne med tegn og karakterer på fremviserenheten. Valg av et spesielt tegn eller karakter utføres ved å mekanisk trykke ned trommelen. I praksis er ikke dette en raskere prosess enn å flytte fingeren fra tast til tast og trykke den utvalgte tasten en eller flere ganger. Naviroller™-løsningen gir også en alvorlig begrensing på markørtastbevegelsene ettersom den begrenser markørbevegelsen til én dimensjon; <opp> og <ned>, unntatt for trykking av trommelen ved valg av karakterer.

Tegic Communications har utviklet et system kalt T9™ der programvarelogikk leter etter tillatte bokstavkombina-sjoner i et bestemt språk, for derved å minimalisere de flere trykkene av en tast som representerer flere karakterer, som vist i Figur 1. Dette er en elegant løsning ettersom antallet fingertrykk antas å reduseres betydelig, men- det negative aspektet er at den krever et oversetterprogram for hvert språk, og at disse må lagres i telefonens minne. Motorola sies å ha utviklet en lignende løsning, kalt iTap™, og har dermed de samme problemene.

Tegnhåndtering av en annen kjent type er Zi 8™,frembrakt av ZiCorp, for å gjøre det mulig med karakter input av kinesiske tegn ved hjelp av et begrenset tastatur, som vist i

Figur 1.

Zi 8™-løsningen er basert på det faktum at kinesiske tegn er bygget opp av -såkalte basisstreker, der sekvensen definerer et bestemt tegn. Disse basisstrekene er tilordnet til nummertastene, mye på samme måten som bokstavene er tilegnet nummertastene, som vist i Figur 1. Denne løsningen muliggjør input av kinesiske tegn med et vanlig mobiltelefontastatur, som i Figur 1, men løser ikke hovedproblemet ved å benytte et tastatur for input av tegn/karakter til en mobiltelefon. Et tastatur kreves fremdeles, og på grunn av begrensinger i størrelse inneholder det vanligvis mange færre taster enn karakterer/tegn som trengs for å danne meningsfulle meld-inger. Fingeren må derfor flyttes omkring på tastaturet, og hver tast må muligens trykkes ned mekanisk flere ganger for å velge en melding.

Ovenstående belyser nåværende situasjon ved kompakte kommunikasjonsanordninger som mobiltelefoner, der kompleks input av tekst er tungvint ettersom slik input må utføres gjennom det begrensede tastaturet i Figur 1. Ovenstående belyser nåværende situasjon ved kompakte kommunikasjonsanordninger som mobiltelefoner, der kompleks input av tekst er tungvint ettersom slik input må utføres gjennom det begrensede tastaturet i Figur 1. Neste generasjon av mobiltelefoner omfatter såkalte WAP-telefoner med Internet-tilgang. Generelt nødvendiggjør denne utviklingen større display, bedre leselighet av den mye mer omfattende informa-sjonen som er tilgjengelig for brukeren. Fortrinnsvis bør ikke større display øke størrelsen på mobiltelefonen. Den mest hensiktsmessige måten å øke størrelsen på displayet uten å øke størrelsen på mobiltelefonen vil være å redusere tastaturstørrelsen til maksimalt en rekke med taster, men som fremdeles gjør det mulig å gi input av kompleks tekst i mobiltelefoner. Ingen av de ovenstående løsningene vil virke tilfredsstillende med slike minimale "tastaturer", som illustrert i Fig. 2.

De samme problemer påtreffes for små håndholdte PC-er {såkalte "Palmtops") og for PDA-er. For disse produktene er det også et generelt ønske å øke størrelsen av displayet, uten å øke de totale dimensjonene på produktet. Dette kan bare oppnås ved å bruke tastaturer med minimale størrelser. Forskjellige løsninger har blitt utarbeidet for å eliminere tastaturet, men de har alle medfølgende alvorlige negative effekter. En løsning er å utstyre den håndholdte datamaskinen eller PDA-en med et berøringsfølsomt display, men slike display er dyrere enn vanlige display. En annen kjent løsning er å utstyre den håndholdte datamaskinen eller PDA-en med en spesiell penn for å skrive på skjermen. Slike penner er imidlertid dyre, de kan lett mistes og de krever generelt at skrivingen utføres ifølge forhåndsdefinerte sekvenser med tegnelementer som må tegnes innenfor ganske snevre form-grenser.

Lignende problemer påtreffes også ved sett-topp bokser for fjernsynsapparater koblet til kabel-tv for anvendelser der det betales per visning. For slike sett-topp bokser kan fjernsynsskjermen benyttes som et kommunikasjonsgrensesnitt (f.eks. for å søke etter informasjon og bestille filmer) men til dette kreves et tastatur. Et slikt ekstra tastatur for TV-en øker kostnadene, og representerer nok en ekstern enhet som normalt støter mot designet på fjernsynsapparatet, og må oppbevares nær fjernsynsapparatet. Den ideelle løsningen ville ha vært å ha et enkelttasttastatur innbygget i sett-topp boksen, som kan benyttes både til input av kompleks tekst og for identitetsverifikasjon, f.eks. dersom mindreårige skal forhindres fra å bestille voksenfilmer, etc.

Lignende problemer støter man også på i biler som i økende grad utstyres med datamaskiner for navigasjonsformål, for valg av underholdning, etc. Slike anvendelser krever et kommunikasjonsgrensesnitt mellom føreren og datamaskinen i bilen. I en bil er ikke betjening av et tastatur fristende, ettersom bruk av det vil distrahere førerens oppmerksomhet fra trafikksituasjonen, og kan være hasardiøst. Tilsyne-latende kunne stemmekontroll være en elegant løsning, men implementeringen av stemmekommandoer i mange språk, fordi de fleste bilmodeller produseres for det internasjonale markedet, krever derfor utstrakt minnekapasitet i datamaskinen i bilen, noe som i sin tur i tillegg gir krav til logistikk og kostnader.

For bærbare PC-er er problemet annerledes, idet de . normalt har integrerte fulldyktige QWERTY-tastaturer. Ettersom en av deres primære funksjoner er å gjøre rask og kompleks input av tekst mulig, vil bytte av tastaturet med en enkelttast inputenhet for tekst motvirke formålet. Slike bærbare PC-er er imidlertid normalt utstyrt med en markør-navigasjonskontroll i form av et berøringsunderlag. Det er sterkt ønskelig å utstyre disse bærbare PC-ene med fingeravtrykkssensorer for tilgangskontroll, både for å sikre sensitivt informasjonsinnhold og for å motvirke tyveri av slike dyre produkter. I denne sammenheng vil det være ønskelig å kombinere et slikt berøringsunderlag og en fingeravtrykkssensor, dersom dette er teknisk mulig, av hensyn til kostnad og rom.

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en tegngenerator for informasjons- og kommuni-kas jonsenheter som er utstyrt med et display, som skissert ovenfor. En slik tegngenerator skal være i stand til å lage input av kompleks tekst på en rask og bekvem måte med et enkelttast tastatur. Det skal videre være i stand til å utføre nøyaktig kontroll av en markør'på displayet og ha full funksjonalitet for berøringsunderlaget, og skal ha innbygget skanning av fingeravtrykk for autentisering. Dette formålet oppnås ved en tegngenerator basert på en kombinasjon av en fingeravtrykkssensor med styremidler, med analyse-/ tolke-midler og oversettelsesmidler som beskrevet i kravene 1 og 9.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet i det følgende med hen-visning til de medfølgende tegningene.

Fig. 1 illustrerer et tradisjonelt redusert tastatur for

mobiltelefoner, med flerkaraktertaster.

Fig. 2 illustrerer skjematisk en informasjons-/kommunika-sjonsenhet utstyrt med et stort display og en enkelt tegngenerator tast, som del av et minimums "tastatur".

Fig. 3 illustrerer oppfinnelsen skjematisk.

Fig. 4 illustrerer kategorier av fingerbevegelser i to

dimensjoner.

Fig. 5 illustrerer hvordan tekst input utføres ved å velge karakterer på displayet ved fingerkommandoer. Fig. 6 illustrerer strekhierarkiet for kinesiske tegn, og representasjonen av reduserte streker på et lite tastatur. Fig. 7 tabulerer strek-/tegnhierarkiet av kinesiske tegn. Fig. 8 illustrerer hvordan kalkulasjonsmodus utføres ved

fingerkommandoer på en håndholdt PC.

Fig. 9 illustrerer en typisk eksempelutførelse i sett-topp

bokser.

Fig. 10 illustrerer en typisk eksempelutførelse i biler.

Først skal prinsippet for oppfinnelsen beskrives, fulgt av en beskrivelse av noen typiske anvendelser. Prinsippet for oppfinnelsen er skjematisk illustrert i Fig. 3.

En berøringsfølsom bryter 1 i form av en fingeravtrykkssensor med styremidler, er koplet til analysemidler 2. Analysemidlene måler varigheten, retningen og hastigheten av fingerbevegelser på bryteren, og kategoriserer signalet fra bryteren i to kategorier. De klassifiserte kategoriene av data lagres i et minne 3 og sammenlignes ved hjelp av oversettelsesmidler 4 med forhåndsdefinerte tabeller som . relaterer kategoriene av fingerbevegelser og sekvenser med slike med lesbare karakterer/tegn. Tegnene tilsvarende disse kategoriene og sekvensene vises så i displayet 5 på en kjent måte. Formen som dataene presenteres på skjermen på, og hvordan tekstinput gjennomføres av brukeren kontrolleres av oversettelsesmidlene 4.

Den berøringsfølsomme bryteren 1 kan i sin enkleste form være en enkel av/på berøringsfølsom bryter. I dette tilfellet vil systemet registrere varigheten av fingerens berøring, så vel som deaktiveringstiden, for å skjelne mellom periodene mellom signaler, periodene mellom komplette karakterer/tegn og periodene mellom ord.

Aktiveringskategoriene kan velges ved å måle aktiver-ingstiden tm og deaktiveringstiden tmoff og sammenligne dem med forhåndsdefinerte grenser ifølge definerte sett av fingerkommandoer. Systemet omfatter nedre og øvre grenser for å bli registrert som et signal. Signaler som er kortere enn den nedre grensen, definert som treg, kan ignoreres for å unngå feil forårsaket av tilfeldige berøringer av bryteren 1, f.eks. på grunn av håndtering av informasjons-/kommunika-sjonsenheten. Aktiveringstider lenger enn de forhåndsdefinerte grensene kan også ignoreres, eller kan bli klassi-fisert som separat kode, for eksempel "Slutt på melding". I tillegg kan lange deaktiveringer bli registrert som perioder mellom tegn. Tabell 1 definerer typiske tidsgrenser.

Tidsgrensene i Tabell 1 over kan selvfølgelig velges annerledes. En spesiell utførelsesform av oppfinnelsen er å sette områdene ovenfor dynamisk for å tilpasse seg brukerens ferdigheter og hans lærekurve i. å bruke oppfinnelsen. Dette kan gjøres ved å registrere de f.eks. 50 siste kommandoer av hver type, og kalkulere middelverdien og standardavviket. Denne statistikken kan basere seg på en hvilken som helst skrevet tekst eller en forhåndsdefinert læresekvens, og kan bli benyttet til å endre kategoridefinisjonene ifølge brukerens hastighet, og dermed også tilpasse seg etter hvert som brukeren lærer seg systemet og øker sin input hastighet.

Den berøringsfølsomme bryteren 1 kan i sin enkleste form være en enkel av og på berøringsfølsom bryter. Dette er imidlertid utilstrekkelig i forhold til formålet med oppfinnelsen, å frembringe kombinert brukerautentisering ved fingeravtrykksbiometrikk, nøyaktig markørkontroll og rask, versatil og fleksibel input av tekst, alt betjent ved den samme enkelttast sensoren. Den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen må derfor tilveiebringe en fingeravtrykkssensor med styremidler der bryteren også er i stand til å registrere laterale fingerbevegelser på bryteren. En kjent sensor er beskrevet i EP 735.502, som beskriver en linjeformet fingeravtrykkssensor. Fingeravtrykkssensoren beskrevet i denne patentpublikasjonen skanner fingeravtrykket, og for å være i stand til å analysere fingeravtrykket, er i stand til å detektere fingerbevegelser over sensoren i en dimensjon; <Opp> og <Ned>. Slik en-dimensjonal deteksjon av fingerbevegelse kan bli utvidet til to-dimensjonal fingerregistrering ved å anordne noen av sensorelementene som i Fig. 4. Dette kan for eksempel oppnås ved å benytte to ortogonale sensorer av typen vist i den ovenfor nevnte EP-publikasjonen. Figuren illustrerer kategorier av laterale fingerbevegelser som benyttes til å bygge fingerkommandoer, enten ved basis fingerbevegelser, eller en kombinasjon av slike. Fig. 4 definerer ti laterale fingerbevegelses-kategorier (i tillegg til vertikale nedtrykninger); åtte bevegelsesretninger og to sirkulære bevegelser (med urviseren og mot urviseren). Disse kan også kombineres med tidsmålinger for beregning av bevegelsens hastighet, dermed frembringende et antall forskjellige kategorier fra en enkelt fingerbevegelse. Alle fingerbevegelsene (av/på sensor, vertikale nedtrykninger, laterale lineære og sirkulære bevegelser), deres varighet og hastighet er kategorisert i analyse-/tolkemidlene 2.

En slik berøringsfølsom bryter omfattende en fingeravtrykkssensor med styremidler gjør det mulig for oppfinnelsen å benytte et omfattende og intuitivt sett med fingerkommandoer i tolke-/oversettelsesmidlene 4. Kombinerte fingerkommandoer kan lages av sekvenser av basis fingerbevegelser.

Ettersom den berøringsfølsomme bryteren tjener til flere formål i en kombinert funksjon, som i formålet med oppfinnelsen ovenfor, nødvendiggjøres en fingerkommandostruktur som kan anvendes for alle funksjonene som skal betjenes, inklusive versatiliteten til input modiene. Enn videre må fingerkommandostrukturen være intuitiv innenfor hver modus, for å unngå nødvendigheten av å memorisere komplekse fingerkommandoer. En slik fingerkommandostruktur er eksemplifisert i Tabell 2 under. Denne fingerkommandostrukturen er et nøkkel-element ved oppfinnelsen, og representerer et grunnelement i oversettelsesmidlene. : Analysemidlene kan ved hjelp av fingerkommandoer settes til alternative modi, der standard modusen er Display Modus, et annet kan være Tegnbasert input av språk (f.eks. kinesiske tegn), etc. Inputmodiene er skjematisk vist i Fig. 4. Denne utførelsesformen av oppfinnelsen, omfattende en enkelttast inputenhet for flere inputmodi, benytter "universelt definerte" fingerkommandostrukturer innbygget i oversettelsesmidlene, sikrer at tegngeneratoren gir de nødvendige input-typene i de respektive inputmodiene til informasjons-/kommunikasjonsenhetene. Inputmodiene er arrangert i et hierarki. Nivå 1 er vist i Tabell 3a. Dette er det overordnede modusnivået, der inputmodusalternativet settes av informasjons-/kommunikasjonsenheten. Det er en fjerde modus i tillegg til de tre modiene vist i Tabell 3a, nemlig Hvilemodus {Sleep Mode) for minimum effektforbruk mens sensoren ikke trenger være aktiv.

Fingerbevegelseskategoriene definert i Tabell 1 kombinert med konfigurasjonen av sensorelementet som i Fig. 4 og fingerkommandostruktur en i Tabell 2 og Inputmodi & Kategorier som i Tabellene 3a & 3b gir full versatilitet og fleksibilitet i input ved en enkelttast multifunksjonsenhet.

Bruk av denne funksjonaliteten i en enkelttastsensor skal demonstreres ved to eksempler på å generere tekstinput; å generere tekstinput med latinske bokstaver ved displayet kontrollert av fingerkommandoer og å generere tekstinput med kinesiske tegn ved å tegne basisstreker direkte på sensoren. Disse eksemplene etterfølges av en beskrivelse av oppfinnelsen benyttet i noen typiske anvendelser.

De første eksemplene omfatter tekstinput med latinske

bokstaver til f.eks. en mobiltelefon med et stort display og et minimumstastatur, som vist i Fig. 2. Mobiltelefonen vil svitsje enkelttast tegngeneratorsystemet til tekstinputmodus {Nivå 1 i

.Tabell 3a) som respons på brukervalg av f.eks. SMS (Short. Message System). Dermed arrangerer oversettelsesmidlene 4 displayet 5 typisk som vist i Fig. 5a omfattende et vertikalt utvalgsfelt 8 og et horisontalt kommandofelt 9. Brukeren kan passende skifte mellom de vertikale og horisontale feltene ved fingerkommandoene <Skrått Ned Venstre> og <Skrått Opp Høyre> 10, som med den innebygde fingerkommandostrukturen i over-

settelsesmidlene 4. I dette eksemplet bruker brukeren latinske bokstaver og arabiske tall for tekstinput. Dette er standard tekstinputmodus, men han kan direkte starte å generere tekst ved fingerkommandoer til det vertikale utvalgsfeltet 8. Fig. 5b illustrerer et antall alternative karaktersett for utvalgsfeltet i .denne modusen. Når han starter å produsere tekst er standardsettet store latinske bokstaver, som fremviser bokstaven A i den markerte midtposisjonen til det vertikale utvalgsfeltet.

La oss si brukeren først ønsker å inngi en E som den første karakteren. Han flytter så fingeren ned og holder den i ro på bryteren 1. Dette starter rulling av det vertikale utvalgsfeltet. Når bokstaven E er brakt til den markerte midtposisjonen utfører brukeren <Dobbelt Trykk> på bryteren, velger den ønskede bokstaven E og viser den i displayet 5. Dette valget skifter automatisk karaktersettet i det vertikale utvalgsfeltet til små bokstaver. Brukeren stryker så fingeren opp eller ned på sensoren, ifølge posisjonen i alfabetet til den neste ønskede karakteren. Hvis han ønsker å flytte en enkelt karakter, eller bare noen karakterer, flytter han sin finger en eller flere ganger opp eller ned. Dersom den neste karakteren er et større antall posisjoner unna, flytter han sin finger i den ønskede retningen og holder så fingeren i ro på bryteren for å starte rullingen i den ønskede retningen. Rullingen stopper når han hever fingeren fra bryteren 1. Dersom brukeren trenger andre karaktersett, gir han enkelt fingerkommandoen 14 <Finger Venstre> eller <Finger Høyre>, f.eks. for å sette inn tall, spesielle karakterer eller for å bruke store bokstaver igjen (f.eks. til et navn). Ordseparasjon kan utføres ved fingerkommandoen <Langt Trykk> og punktum kan inngis som to påfølgende <Langt Trykk>, etc. Brukeren kan på et hvilket som helst tidspunkt skifte {eng.: toggle) til Editer Tekst Modus ved fingerkommandosekvensen <Ekstra Langt Trykk> - <Finger Ned> som i Tabell 2. Slutt på Melding kan inngis ved fingerkommandosekvensen omfattende to påfølgende <Ekstra Langt Trykk>..

•Før denne tekstinputen (når mobiltelefonen er skrudd PÅ) har mobiltelefonen automatisk satt bryteren 1 til autentiser-ingsmodus for tilgangskontroll til mobiltelefonen. Brukeren blir så bedt med tekst på displayet om å stryke fingeren sin ned over sensoren. Når autentiseringen ved fingeravtrykks-

biometrikk er avsluttet, setter mobiltelefonen tegngeneratoren til hvilemodus, for å spare energi. Tegngeneratoren vekkes så f.eks. opp når en forespørsel om tegngeneratoren forlanges, f.eks. ved SMS-input som ovenfor. Dersom brukeren ønsker å spille et spill på mobiltelefonen setter dens kontrollsystem bryteren 1 til Markør Kontroll Modus som i Tabell. 3a. To-dimensjonale fingerbevegelser kombinert med kombinerte fingerkommandosekvenser (slik som trykk, etc.) gir derved en nøyaktig markørkontroll kombinert med mangfoldige kommando-funksjoner for ganske komplekse spill. Dette eksemplet demonstrerer at oppfinnelsen er i stand til å gi full input versatilitet og fleksibilitet selv gjennom en enkelttast tegngenerator, og muliggjør derved bruk av et stort display som eksemplifisert i Fig. 2 med opprettholdelse av full funksjonalitet .

Det neste eksemplet på utførelsesform av oppfinnelsen demonstrerer tekst input med kinesiske tegn på en mobiltelefon. Hvert tegn i et tegnbasert språk som f.eks. kinesisk er sammensatt av streker (og deler derav). Selv om det er hundretusenvis av tegn i et slik språk, er det mulig å inngi slike tegn med et QWERTY tastatur, fordi énkeltstreker kan tilordnes til de forskjellige tastene og hvert tegn er sammensatt av en presis sekvens av streker. Ettersom flere tegn inngis i en bestemt sekvens er de resulterende mulige tegnene gradvis begrenset inntil endelig det ønskede tegnet er unikt definert. ZiCorp har tatt denne fremgangsmåten et skritt videre med deres Zi 8™ metode. Den består av et nytt nivå av såkalte reduserte streker som representerer de 29 basisstrekene ved 8 reduserte streker. Disse åtte reduserte strekene i Zi 8™ kan derved representeres av det begrensede antallet taster på et redusert tastatur, lignende hvordan de alfabetiske bokstavene representeres på et slikt tastatur som i Fig. l. Den korresponderende representasjonen av de Zi 8™ reduserte strekene på et slikt redusert tastatur er vist i Fig. 6b, mens Fig 6a viser hierarkiet av reduserte streker, basisstreker, komponenter og til slutt kinesiske tegn. Som det kan sees i Fig. 6a omfatter hierarkiet 3 eller 4 nivåer, avhengig av om komponentene betraktes som et

selvstendig nivå eller ikke. Ved Zi 8™ metoden er det derfor mulig å generere kinesiske tegn fra et redusert tastatur som i

Fig. 6b, men det er enda mer tungvint enn å inngi en alfabet-basert tekst ved bruk av mange tastetrykk {som i Fig. 2, ganske enkelt fordi hierarkiet i et tegnbasert språk omfatter flere nivåer. En elegant løsning for å løse dette problemet i en annen foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen er å benytte metoden med tegnegeneratoren med en enkelttast ved å bruke den berøringsfølsomme bryteren 1 kombinert med fingerkommandoer og en fingerkommandostruktur bygget inn i oversettelsesmidlene 4. Oppfinnelsen kan brukes i to inputmodi for å generere f.eks. kinesiske tegn; enten ved valg av streker fra vertikale utvalgsfelt på displayet eller ved direkte å tegne komponentene på sensorbryteren 1 med to-dimensjonal registrering av fingerbevegelsene. Den siste krever at kategoriene og sekvensene av fingerbevegelser omfattende en bestemt strek eller komponent er innbygget i fingerkommandostrukturen i oversettelsesmidlene.

Input av tegn ved å manipulere valget av felt på displayet ved fingerkommandoer vil bli beskrevet med referanse til Fig.

5. Når brukeren har satt mobiltelefonen i tekst input modus {f.eks. ved SMS), er displayet organisert som i Fig. 5a, som nå befinner seg i standard latinsk alfabet modus. For å kunne skifte til kinesisk tegn modus, gir brukeren fingerkommandoen

<Skrått Ned Venstre> 10 for å skifte fra det vertikale utvalgsfeltet til det horisontale kommandofeltet 10. Kommandofeltet vil vise "Latinsk alfabet" som standard. Brukeren inngir fingerkommandoen <Sirkulær Finger Bevegelse> 11 ved å bevege fingeren i en sirkel (med urviseren eller mot urviseren) på bryteren 1. Dette bringer frem andre input modi (f.eks. "Matematikk", etc.) i kommandofeltet, inntil endelig det ønskede valget "Tegnbaserte Språk" fremkommer. Brukeren inngir så fingerkommandoen <Dobbelt Trykk> 12 på bryteren 1, for å bekrefte at-han ønsker tegnbaserte språk (f.eks. Japansk, Koreansk) inntil han treffer Kinesisk. Han bekrefter så sitt valg ved <Dobbelt Trykk> 12. Ved dette valg av innstilling omordner oversettelsesmidlene det alternative karaktersettet til denne modusen. For eksempel kan standardsettet inneholde de reduserte Zi 8™ strekene. Ved å velge en slik strek ved

<Dobbelt Trykk> skifter innholdet av det vertikale utvalgsfeltet til karaktersettet som representerer basisstrekene korresponderende til den valgte basisstreken. Brukeren fortsetter så med å velge den ønskede basisstrek, eller gir fingerkommandoen <Finger Venstre> eller <Finger Høyre> for å

vise det korresponderende komponentsettet. Det samme hierarkiet er derved beholdt ved tegnkomposisjon som i Fig. 6a. En mer fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen omfatter imidlertid 8 karaktersett, der hvert representerer basisstrekene, som i

tabellen i Fig. 7. Grupperingen av karaktersett er dermed utført ifølge strukturen til de Zi 8™. reduserte strekene, og brukeren kan derfor hoppe over et nivå i hierarkiet.

Den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen for denne modusen (tegnbasert språktekst) vil imidlertid være å tegne de Zi 8™ reduserte strekene direkte på sensoren. De nødvendige fingerbevegelseskategoriene trenger å bygges inn i fingerkommandostrukturen i oversettelsesmidlene. En videre forbedring vil være å bygge inn de nødvendige fingerkommandoer for alle 29 basisstreker direkte i fingerkommandostrukturen, for å hoppe over et nivå i hierarkiet i Fig. 6a. Når antallet av basisstreker, og deres sekvens, har begrenset de alternative kinesiske tegn korresponderende til denne streken til en viss grad, kan tegnkandidatene vises i et valgfelt plassert horisontalt over kommandofeltet 9. De oftest benyttede av kandidattegnene bør vises først. Når brukeren ser det ønskede tegn i valgfeltet kan han skifte til dette feltet ved fingerkommandoen 10 <Skrått Ned Venstre> og så bevege <Finger Høyre> inntil det ønskede tegn er markert, og så <Dobbelt Trykk>. I alle fall kan tegnene generert av tegngeneratorsystemet ovenfor så bli gitt til et språkprogram fra ZiCorp eller lignende for å gi en funksjonell pakke for tegnbaserte språk. Denne utfør-elsesformen av oppfinnelsen representerer en alternativ metode til å inngi slike streker eller komponenter på for å komplet-tere språkprogram, som alternativ til tastatur som illustrert i

Fig. 6b.

Tilsvarende gjør denne utførelsesformen det mulig å generere selv kompleks tekst sammensatt av kinesiske tegn ved en enkelt tegngeneratortast. Det er derfor mulig å krympe reduserte tastatursett, som i Fig. l, til en enkelt tegn-generatorbryter, som i Fig. 2, uten å tape funksjonalitet i å generere komplekse tekstmeldinger, og med enormt forbedret hastighet og anvendelighet. Eksemplene ovenfor ble beskrevet for bruk med mobiltelefoner, men er like anvendelige for håndholdte PC-er eller PDA-er.

Fig. 8 illustrerer en annen inputmodus som fingerkommandostrukturen ved oversettelsesmidlene kan romme. Dette eksemplet vedrører matematiske kalkulasjoner på en håndholdt PC, men kan like godt bygges inn mobiltelefoner eller PDA-er. For slike kalkulasjoner vil det anvendbare settet med fingerkommandostrukturer bli begrenset til trykk på flere utvalgsfelter som i Tabell 1, mens laterale fingerbevegelser er reservert til markørkontroll. Fig. 8a illustrerer en håndholdt PC satt i Kalkulasjonsmodus (aritmetisk), der displayet 5 inneholder en annen type av vertikale utvalgsfelt 16 og et annet horisontalt utvalgsfelt 17. Det vertikale utvalgsfeltet 16 inneholder alle tall fra 0 til 9, og komma (,) som illustrert i Fig 8b. Det horisontale utvalgsfeltet 17 omfatter i denne modusen de aritmetiske operatorene (+, -, <*>, /) samt Fjern Alt (Clear All) (CA11), Tøm Minne (Clear Memory) (MClear), legg til i minne (M+), subtraher fra minne (M-), kvadratrot (v) og n'te potens (n), etc. som illustrert i Fig. 8c. I denne modusen er de laterale fingerkommandoene hovedsakelig reservert for markørkontroll. Dette betyr at når fingeren flyttes lateralt over sensoren 1, flytter markøren seg tilsvarende på displayet 5. En aritmetisk formel slik som "972 <*> 3 = ?" dannes på displayet ved å flytte markøren over tallet "9" i det vertikale utvalgsfeltet 16 og <Dobbelt Trykke> for å velge, så flyttes markøren til "7" og velges, så flyttes markøren til "2" og velges. Markøren flyttes så ved laterale fingerkommandoer til tegnet i det horisontale feltet og velges ved <Dobbelt Trykk>, så tilbake til det vertikale utvalgsfeltet 16 over tallet "3" og velges ved <Dobbelt Trykk>. Brukeren trykker så

<Ekstra Langt Trykk> som produserer "=" på displayet, starter kalkulasjonen og-presenterer resultatet "2.916" i displayet. Andre undersett med karakterer i det vertikale utvalgsfeltet 16 kan inkluderes. Styring ved fingeravtrykk innenfor utvalgsfeltet kan initieres ved fingerkommandoen <Kort Trykk> når markøren posisjoneres innenfor det vertikale utvalgsfeltet for midlertidig å koble ut markørkontrollen ved fingerkommandoer. Brukeren kan så endre karaktersett fra det vertikale utvalgsfeltet 16 ved <Finger Venstre> eller <Finger Høyre> kommandoer (som i Fig. 5b). Når det nye karaktersettet har blitt aktivert kan markørkontrollen ved laterale fingerkommandoer på bryteren 1 bli innkoblet ved igjen å trykke <Kort Trykk>. På lignende

måte kan det horisontale utvalgsfeltet endres til andre undersett av matematiske operatorer ved å plassere markøren i det horisontale utvalgsfeltet, trykke <Kort Trykk> for å koble ut markørkontrollen, benytte fingerkommandoene <Finger Opp> eller <Finger Ned> for å velge andre subset, og endelig trykke <Kort Trykk> for å koble inn markørkontrollen ved laterale . fingerkommandoer. Denne utførelsesformen av oppfinnelsen muliggjør en versatil og fleksibel kalkulasjonsmodus på displayet, fremdeles betjent med en enkelttastbryter 1.

Ved utførelsesformen av oppfinnelsen som beskrevet ovenfor for mobiltelefoner, håndholdte PC-er og PDA-er, muliggjør den kombinerte fingeravtrykkssensoren med styremidler, tolke-/analysemidlene for å identifisere fingerkommandoer på sensoren og en fingerkommandostruktur, bruk av en enkelttast tastenhet (keypad) for å inngi kompleks tekst via displayet på en bekvem og versatil måte. Den samme sensoren brukes også for finger-skanning for tilgangskontroll ved brukerautentisering for å beskytte personlig og beskyttet informasjon i enheten. Oppfinnelsen muliggjør derfor en kostnadseffektiv løsning med et stort display og et minimumstastatur, fremdeles ved å forbedre versatiliteten for brukeren.

Ytterligere anvendelser av oppfinnelsen er illustrert ved en annen eksempelutførelse av oppfinnelsen for sett-topp bokser (set-top boxes) for fjernsynsapparater for betalings-TV, etc. For denne utførelsen av oppfinnelsen som benytter en kombinert fingeravtrykkssensor med berøringsunderlagsfunksjonalitet gjøres det mulig å verifisere identiteten til brukeren. Ved å føre inn fingeravtrykkene til familien, kan mindreårige forhindres fra å bestille voksenfilmer, etc. På samme tid mulig-gjør den kombinerte fingeravtrykkssensoren kompleks kommunika-sjon via TV-skjermen, ved bruk av en minimums tasteenhet, derved eliminerende behovet for å koble opp et fullstendig QWERTY-tastatur til TV-en. Denne utførelsesformen av oppfinnelsen er illustrert i Fig. 9. Sett-topp boksen 18 kan inneholde en Av/På bryter 19, to funksjonstaster (Aksepter/- Avslå) 20 og 21, og bryteren 1 med styremidler. Med fin-ger-kommandoer på bryteren 1 kan brukeren posisjonere markøren i tilegnede kommunikasjonsfelter på TV-skjermen 22. Kommunika-sjonsfeltene kan omfatte; leting etter titler, bestillingsvalg, brukerprofil eller familiemedlemmer {tilgang til voksenfilmer eller ikke) og lignende for andre tjenester. Fingerkommandoene for denne anvendelsen kan være et betydelig redusert instruksjonssett, sammenlignet med den omfattende fingerkommandostruktur en eksemplifisert i Tabell 2. Analyse-/tolkemidlene i Fig. 3 kan være innbygd i en krets integrert i sett-topp boksen 18.

Nok en annen utførelsesform av oppfinnelsen er for en

sjåførs interaksjon med datamaskinen i en bil, som illustrert i

Fig. 10. Den kombinerte fingeravtrykkssensoren/styremidlene vil oppføre seg som en intelligent nøkkel som forhindrer noen annen enn den autoriserte og de innførte brukerne fra å starte

motoren, som tyveribeskyttelse. Denne anvendelsen behøver kryptering av sensorkommunikasjonen med datamaskinen i bilen og dens motorkontroll, for å forhindre omgåelse av hackere/tyver. Sensoren 1 kan plasseres på rattet 23 eller på girstangshåndtaket 25, som i Fig. 10. I tillegg til tilgangskontroll kan sensoren med styremidler brukes av føreren til å kommunisere med datamaskinen i bilen, til GPS navigasjonsdisplay, til kontroll av audiosystemet etc. Sirkulære fingerbevegelser (med urviseren og mot urviseren) ifølge fingerkommandostrukturen i Tabell 2 kan endre modus, f.eks. fra start (tilgangskontroll) til GPS navigasjonskontroll og kontroll av audiosystemet. Når kontroll av audiosystemet velges, kan <finger opp> eller <finger ned> bevegelser endre radiokanaler, skifte mellom spor på CD-en etc. Dersom to sensorer er montert på rattet 23, kan den venstre sensoren brukes til underholdning (audiosystem, etc.) mens den høyre bryteren kan brukes til girskifte, der fingerbevegelser oppover representerer girskifte oppover, og fingerbevegelser nedover representerer girskifte nedover. Fingerkommandoene på bryteren 1 vil være førerens input enhet til datamaskinen i bilen mens grensesnittet vil bli presentert på et display 24 montert i bilens dashbord. Displayet 24 skal fortrinnsvis være menystyrt for lett operasjon i et hierarki av funksjoner, som indikert ved en typisk åpningsskjerm på displayet 24 på dashbordet.

Nok en annen utførelsesform av oppfinnelsen er for bærbare PC-er, ikke illustrert i noen figur. For denne anvendelsen er ikke behovet for å eliminere tastaturet en prioritert oppgave, ettersom et fullstendig QWERTY-tastatur gir høyere inputhastig-het enn en enkelt inputtast, og tastatur input er hovedformen for input til bærbare PC-er. Bærbare PC-er omfatter imidlertid normalt en berøringsflate for å eliminere behovet for en ekstern mus. Produsenter av bærbare PC-er ser også etter fingeravtrykksbiometrikk for tilgangskontroll ved brukerautentisering med biometrikk for å beskytte hvilken som helst beskyttet og sensitiv informasjon som den bærbare datamaskinen kan omfatte. Istedenfor å innbygge både en berøringsflate og en fingeravtrykkssensor, vil fingeravtrykkssensoren med styremidler ifølge oppfinnelsen kombinere begge funksjonene i en enkelt bryter.

Oppfinnelsen bruker derved en fingeravtrykkssensor som berøringsfølsom bryter 1 som har evnen til å registrere fingerberøringer på sensoren og varigheten til slike berør-inger, så vel som laterale fingerbevegelser og deres retninger og type bevegelser. En slik sensor med styremidler som beskrevet ovenfor er supplert med sett av fingerbevegelses-kategorier og sekvenser av slike i tolke-/analysemidlene 2. Dette kombineres med sett av fingerkommandostrukturen (som i Tabell 2) innbygd i oversettelsesmidlene 4.

Den foretrukne utførelsesformen til oppfinnelsen muliggjør en flerfunksjons enkelt inputtast som kombinerer flere funksjoner;

Fingeravtrykksskanning for brukerautentisering for tilgangskontroll.

En kraftfull tekstinputenhet der sett med omfattende fingerkommandoer støtter enkel og rask input av kompleks tekst/tegn/karakterer på en versatil og fleksibel måte for tekstinput av alfabetiske språk og tegnbaserte språk, så vel som å muliggjøre input til spesielle operasjoner som kalkulasjoner etc.

Sensorens registrering av laterale fingerbevegelser muliggjør nøyaktig markørkontroll enten som del av tekstinput sekvenser via displayet, eller for egen markørkontroll gjennom en enkelttast inputenhet for multifunksjonalitet, derved integrerende berøringsflatefunksjonalitet i den ene enheten.

Derved muliggjør oppfinnelsen reduksjon av brukerens tradisjonelle tastatur som i Fig. l mot enheter med et stort display og et minimumstastatur som i Fig. 2 uten å miste versatilitet og fleksibilitet selv med kompleks input.

Oppfinnelsen eliminerer også behovet for store tastaturer for input til/grensesnitt med sett-topp bokser og for datamaskiner i biler. Den kompakte sensoren kan tilpasses til små rom, f.eks. på girstangshåndtaket i en bil, etc.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å legge inn en komplisert tekst ved en sekvens av fingerberøringer på en berøringsfølsom fingeravtrykkssensor innrettet til å avføle fingerbevegelser i minst én dimensjon, analysatormidler, oversettelsesmidler, og en skjerm for fremvising av informasjon, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: måling av flerdimensjonale fingerbevegelser over sensoren i minst to dimensjoner inklusive berøring/ikke-berøring av sensoren ved hjelp av to ortogonale sensorer, ved bruk av analysatormidlene kategorisering av de flerdimensjonale fingerbevegelsene over sensoren i forhold til et forhåndsdefinert sett av fingerbevegelsessekvenser, inkludert retning og berøring/ikke-berøring, og ved bruk av oversettelsesmidlene inklusive en unikt definert tabell for oversettelse av kategoriserte fingerbevegelser til signaler for kontroll av informasjon på skjermen som resultat av fingerbevegelsene på sensoren.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der sensoren er følsom for bevegelser i minst to dimensjoner.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der kategoriene er ordnet i et hierarki ved at en første fingerbevegelse velger et første sett med tegn og den andre fingerbevegelsen velger et tegn eller en undergruppe av tegn fra det første tegnsettet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, der hierarkiet har minst tre nivåer.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4 der kategoriene definerer et kinesisk tegnsett.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, der fingerbevegelsene kontrollerer markørbevegelser på skjermen innen en valgt tabell av bokstaver, tegn eller kommandoer.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der minst én fingerbevegelse kontrollerer valget av den ønskede bokstav, tegn eller kommando til hvilken markøren har blitt flyttet innen den valgte tabellen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der minst to av de kategoriserte bevegelsene er forbundet med kontrollsignaler for skjermen, der skjermen indikerer minst én liste av tegn og der kontrollsignalene indikerer rulling av eller valg fra listen(e).

9. Sensorsystem for innlesing av bokstaver, tegn eller kommandoer, karakterisert ved at det omfatter to ortogonale fingeravtrykksensorer av skannertypen innrettet til å detektere fingerberøringer i tillegg til laterale fingerbevegelser og sekvenser av disse og sett av fingerkommandostrukturer, for derved å tilveiebringe et flerfunksjonsverktøy for fingeravtrykkskanning, tekst-/bokstavinput i flere modi, og markørkontroll, alle ved hjelp av fingerkommandoer på sensoren.