KR101745267B1 - 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치에 관한 것으로, 터치 입력을 위한 터치 플레이트; 및 상기 터치 플레이트의 터치면에 수직한 방향으로 연결부재에 의해 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 터치 플레이트 상에 가해지는 누름힘을 복수 개의 측정 지점에서 측정하는 힘 센서 모듈을 포함하는 터치입력장치; 및 상기 힘 센서 모듈에 의해 측정된 누름힘 크기들을 이용하여 시어 포스(shear force) 방향들을 인식하고 인식된 시어 포스 방향들과 기등록된 보안코드 내 시어 포스 방향들을 비교하여 비교결과에 따라 보안 해제 여부를 결정하는 처리기를 포함한다.

Description

힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치{SECURITY APPARATUS HAVING FORCE BASED TOUCH INTERFACE}
본 발명은 시어 포스(shear force)를 인식하는 힘 기반 터치 인터페이스를 이용하여 보안을 강화할 수 있는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치에 관한 것이다.
일반적으로, 보안장치는 출입통제 및 이동단말기 및 태블릿 컴퓨터 등과 같은 단말기의 시스템 보안 등에 사용된다. 예를 들어, 외부인의 출입통제를 위해 가정이나 사무실 등의 출입구에는 도어 잠금 장치를 설치하고, 스마트폰에 비밀번호, 터치 패턴 또는 지문 등을 등록하여 타인의 사용을 제한한다.
최근에는 열쇠 등과 같은 키를 이용하는 기계식 도어 잠금 장치보다는 비밀번호 입력 또는 생체인식 등의 다양한 인식수단을 구비한 전자식 도어 잠금 장치가 많이 사용되고 있다.
이러한 도어 잠금 장치들 중 터치 방식을 이용한 도어 잠금 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
1) 터치 글라스 표면에 지문이 남아 비밀번호가 쉽게 타인에게 노출된다.
2) 비교적 고가이며 사용자가 장갑을 착용한 경우 터치 입력이 제한된다.
3) 숫자가 표시되는 특정 영역을 터치해야 하므로 시약자나 시각장애인의 경우 사용이 어렵고, 몰래 카메라 등을 통해 타인이 쉽게 비밀번호를 알아낼 수 있다.
4) 숫자 조합 방식으로 비밀번호를 생성하므로 보안성이 떨어진다.
KR 20120130971 A (2012.12.04) US 5038142 A (1991.08.06) US 20130342501 A1 (2013.12.26)
Chris Harrison, Scott E. Hudson, "Using Shear as a Supplemental Input Channel for Rich Touchscreen Interaction", CHI'12 Proceedings of the SIGCHI Conference, May 5-10, 2012 Seongkook Heo et al, "Indirect Shear Force Estimation for Multi-Point Shear Force Operations", CHI 2013, April 27-May 2, 2013
본 발명은 시어 포스(shear force)를 인식하는 힘 기반 터치 인터페이스를 이용하여 보안을 강화할 수 있는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 스트레인 게이지(strain gauge)와 같은 힘 센서를 활용하여 보다 높은 수준의 보안을 유지하며 사용이 용이한 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치를 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치는 터치 입력을 위한 터치 플레이트 및 상기 터치 플레이트의 터치면에 수직한 방향으로 연결부재에 의해 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 터치 플레이트 상에 가해지는 누름힘을 복수 개의 측정 지점에서 측정하는 힘 센서 모듈을 포함하는 터치입력장치 및 상기 힘 센서 모듈에 의해 측정된 누름힘 크기들을 이용하여 시어 포스(shear force) 방향들을 인식하고 인식된 시어 포스 방향들과 기등록된 보안코드 내 시어 포스 방향들을 비교하여 비교결과에 따라 보안 해제 여부를 결정하는 처리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 힘 센서 모듈은 상기 터치 플레이트의 터치면과 마주보는 반대면에 상기 연결부재를 통해 연결되는 3개 이상의 힘 센서들로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 힘 센서들은 서로 다른 위치에서 상기 누름힘을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 힘 센서들은 스트레인 게이지(strain gauge)인 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 상기 힘 센서 모듈 내 복수 개의 힘 센서들을 통해 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치의 궤적변화를 추적하여 시어 포스 방향들을 인식하는 제어부, 및 상기 제어부에 의해 인식된 시어 포스 방향들과 기등록된 보안코드의 시어 포스 방향들을 비교하고 비교결과에 따라 보안을 해제하거나 보안 작동을 유지하는 보안 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치를 산출하고, 산출된 터치위치와 이전에 산출된 터치위치의 차이를 이용하여 시어 포스 방향을 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 동일한 시어 포스 방향이 입력되는 입력시간에 따라 해당 시어 포스 방향의 반복입력횟수를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 상기 반복입력횟수에 따른 피드백을 출력하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치는 터치면에 터치 입력이 발생하면 해당 터치지점을 측정하는 터치패드와 상기 터치면에 수직한 방향으로 연결부재에 의해 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 터치패드 상에 가해지는 누름힘을 복수 개의 측정 지점에서 측정하는 힘 센서 모듈을 포함하는 터치입력장치 및 상기 터치입력장치에 발생되는 터치입력에 따른 터치입력순서를 인식하고 그 인식한 터치입력순서와 기등록된 보안코드의 터치입력순서를 비교하여 보안 해제 여부를 결정하는 처리기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 터치패드는 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량방식(Capacitive Overlay), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 및 적외선 방식(Infrared Beam) 중 어느 하나의 터치 인식 기술을 이용하는 것을 특징으로 한다.
상기 힘 센서 모듈은 상기 터치패드의 터치면과 마주보는 반대면에 상기 연결부재를 통해 연결되는 3개 이상의 힘 센서들로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 힘 센서들은 스트레인 게이지(strain gauge)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 상기 힘 센서 모듈 내 복수 개의 힘 센서들을 통해 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치의 궤적변화를 추적하여 시어 포스 방향들을 인식하는 제1제어부, 상기 터치패드를 제어하여 터치입력이 발생된 터치위치들을 인식하는 제2제어부 및 상기 제1제어부에 의해 인식된 시어 포스 방향들 및 상기 제2제어부에 의해 인식되는 터치위치들을 기등록된 보안코드의 시어 포스 방향들 및 터치위치들을 비교하고 비교결과에 따라 보안을 해제하거나 보안 작동을 유지하는 보안 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1제어부는 상기 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치를 산출하고 산출한 터치위치와 상기 제2제어부에 의해 인식된 터치위치의 차이를 이용하여 시어 포스 방향을 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1제어부는 상기 터치패드를 통해 인식한 터치위치를 시점으로 하며 상기 힘 센서 모듈을 통해 인식한 터치위치를 종점으로 하는 벡터를 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 처리기는 사용자의 터치입력 방식이 일정할 수 있도록 보안코드 등록 전 또는 후에 터치 입력 트레이닝 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 시어 포스(shear force)를 인식하는 힘 기반 터치 인터페이스를 이용하여 터치위치 및 시어 포스 방향의 조합으로 보안코드를 생성하므로 보안성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스트레인 게이지(strain gauge)와 같은 힘 센서를 활용한 힘 기반 인터페이스를 구비하므로, 보다 높은 수준의 보안을 유지할 수 있으며, 사용을 용이하게 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 터치 인터페이스 상에 지문을 남기지 않으며 숫자버튼을 배치하지 않아도 되므로 작은 공간에 설치가 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 보안장치는 디지털 도어락, 차량 글로브 박스 잠금장치 및 차량 도어 잠금장치 등과 같은 다양한 분야에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치의 블록구성도.
도 2는 도 1에 도시된 터치입력장치(100)의 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포스 터치에 따른 누름힘 방향을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안장치의 보안코드 등록과정을 도시한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안장치의 보안해제 과정을 도시한 흐름도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 힘 기반 인터페이스를 구비한 보안장치의 블록구성도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안코드의 일 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안장치의 보안코드 등록과정을 도시한 흐름도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안장치의 보안해제방법을 도시한 흐름도.
본 명세서에 기재된 "포함하다", "구성하다", "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일", "하나" 및 "그" 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 힘 센서를 통해 터치 입력 시 발생되는 시어 포스(shear force)의 크기 및 방향 등을 인식할 수 있는 힘 기반 인터페이스를 구비한 보안장치를 제안한다. 여기서, 시어 포스는 터치 인터페이스의 터치면 상의 임의 지점을 누를 때 정확하게 수직 방향으로 누르지 않고 사선 방향으로 누르는 경우 터치면의 수평 방향으로 발생하는 힘으로, 마찰력(friction force)이라고도 한다.
본 명세서에서 제안하고 있는 힘 기반 인터페이스를 구비한 보안장치는 이동단말기, 휴대용 컴퓨터, 차량 글로브 박스 잠금장치, 도어 잠금장치 또는 디지털 도어락 등에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치의 블록구성도를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 보안장치는 터치입력장치(100), 처리기(200), 메모리(300) 및 출력부(400)를 포함한다.
터치입력장치(100)는 힘 기반의 터치 인터페이스로, 터치 플레이트(touch plate)(110) 및 힘 센서 모듈(120)을 포함한다.
터치 플레이트(110)는 포스 터치(force touch)를 입력 받기 위한 것이다. 터치 플레이트(110)는 평판 또는 곡면판 등의 형태로 형성되며, 유리 또는 플라스틱 등의 다양한 재질로 제작될 수 있다.
힘 센서 모듈(120)은 터치 플레이트(110) 상의 임의 지점에 포스 터치(force touch)가 입력되면 이를 감지한다. 포스 터치는 터치 플레이트(110)의 표면에 임의 지점을 터치할 때 일정 크기 이상의 방향성을 가지는 누름힘을 가하는 행위를 말한다.
힘 센서 모듈(120)은 3개 이상의 힘 센서들로 구성된다. 각 힘 센서들은 서로 다른 위치에서 누름힘의 크기(강도)를 측정한다. 즉, 힘 센서 모듈(120)은 서로 다른 복수 개의 측정지점에서 측정된 복수 개의 누름힘 크기들을 출력한다. 힘 센서들은 일정 주기로 누름힘 크기를 측정하고 그 측정된 데이터를 메모리(300)에 임시 저장한다.
여기서, 힘 센서로는 터치 힘에 의한 변형률(strain rate)를 측정하는 스트레인 게이지(strain gauge)가 사용될 수 있다.
처리기(200)는 제어부(210), 타이머(230) 및 보안 처리부(240)를 포함한다.
제어부(210)는 터치 플레이트(110) 상의 일 지점에 포스 터치가 입력되면, 복수 개의 힘 센서들로부터 각 측정 지점(센싱 지점)에서 측정(센싱)한 신호들을 수신한다. 제어부(210)는 복수 개의 누름힘 크기들에 기초하여 터치위치와 시어 포스(shear force)의 크기 및 방향을 산출한다.
이때, 제어부(210)는 터치위치 산출 알고리즘을 이용하여 터치위치를 산출한다. 힘-모멘트 방정식에 대입하여 터치위치를 산출한다. 그리고, 제어부(220)는 산출된 터치위치들의 궤적을 토대로 시어 포스의 방향을 산출한다. 다시 말해서, 제어부(210)는 포스 터치가 입력되는 동안 누름힘의 방향 변화에 따른 터치위치를 추적하여 터치위치의 궤적변화를 토대로 시어 포스의 방향을 연산한다.
제어부(210)는 동일한 방향 및/또는 동일한 크기의 누름힘이 입력되는 시간에 따라 해당 포스 터치의 반복 입력 횟수를 결정한다. 예를 들어, 일 방향으로 누름힘이 3초 이상 입력되면 제어부(210)는 동일 방향으로 시어 포스가 2회 반복 입력된 것으로 인식한다.
타이머(230)는 시간을 계측하거나 정해진 시간 경과 시 이벤트 신호를 발생시킨다. 처리기(200)는 하나 이상의 타이머(230)를 구비할 수 있다.
보안 처리부(240)는 사용자로부터 보안코드 등록요청이 있는 경우, 정해진 처리절차에 따라 보안코드 등록을 실행한다. 보안코드는 터치위치 및 시어 포스의 크기 및 방향 중 어느 하나 이상을 이용하여 생성된다. 예컨대, 보안코드는 시어 포스 방향(누름힘 방향)들의 조합으로 생성되거나 또는 터치위치들 및 시어 포스 방향들의 조합으로 생성된다.
보안 처리부(240)는 보안코드 등록요청이 있으면, 제어부(210)를 제어하여 터치입력장치(100)를 활성화시킨다. 보안 처리부(240)는 제어부(210)를 통해 포스 터치를 감지하고 포스 터치에 의해 입력되는 데이터들을 이용하여 보안코드를 생성한다. 그리고, 보안 처리부(240)는 생성된 보안코드를 등록(설정)하고 메모리(300)에 저장한다.
이후, 보안 처리부(240)는 보안해제 요청이 있으면, 터치입력장치(100)를 활성화시켜 사용자로부터 보안코드를 입력받는다. 보안 처리부(240)는 사용자에 의해 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 일치여부를 확인한다.
보안 처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하면, 보안을 해제한다. 한편, 보안 처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하지 않으면 보안 작동을 유지한다. 이때, 보안 처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 불일치를 시각 정보, 청각 정보 및 촉각 정보 중 어느 하나 이상의 형태로 사용자에게 알린다.
보안 처리부(240)는 사용자에 의해 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 불일치가 정해진 횟수 이상으로 반복되는 경우, 정해진 시간 동안 터치 입력을 제한한다.
메모리(300)는 맵핑 테이블(mapping table), 보안코드 및 오디오 신호 등을 저장하고 있다. 메모리(300)는 터치입력장치(100)를 통해 입력되는 포스 터치 입력을 임시 저장한다.
메모리(300)는 보안장치의 동작을 제어하기 위한 소프트웨어 및 시어 포스의 크기 및 방향 산출 알고리즘 등을 저장하고 있다. 메모리(300)에는 보안장치의 동작에 따른 입/출력 데이터가 저장된다.
출력부(400)는 처리기(200)의 제어에 따라 터치 입력에 따른 피드백(feedback), 효과음 또는 경고신호 등을 출력한다. 출력부(400)는 진동 모듈(410) 및 오디오 출력모듈(420)을 포함한다. 출력부(400)는 시각 정보를 표시하는 디스플레이(미도시)를 포함할 수도 있다.
진동모듈(410)은 포스 터치에 상응하는 진동 세기 및 진동 패턴을 발생시킨다. 다시 말해서, 진동 세기 및 진동 패턴은 인식된 시어 포스의 크기, 방향 및 반복입력횟수 등에 따라 상이하다. 진동모듈(410)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
도 2는 도 1에 도시된 터치입력장치(100)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터치입력장치(100)는 터치 플레이트(110), 힘 센서 모듈(120), 탄성체(130), 지지체(135) 및 연결부재(140)를 포함한다.
터치 플레이트(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 평면 패드 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는 터치패드(130)가 평면 패드 형태로 구현되는 것을 일 예로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 곡면을 가지는 플레이트(plate) 형태로 구현될 수 있다.
터치 플레이트(110)의 제1면(111)은 포스 터치가 입력되는 터치면이다. 터치 플레이트(110)는 제1면(111) 상에 사용자의 손가락 또는 스타일러스 등의 객체의 포스 터치를 감지한다.
연결부재(140)의 일단은 터치 플레이트(110)의 제2면(112)에 연결되고, 타단은 탄성체(130)의 일단과 연결된다. 즉, 연결부재(140)는 터치 플레이트(110)와 탄성체(130)을 연결한다.
탄성체(130)의 타단에는 지지체(135)와 힘 센서(120a 또는 120b)가 배치된다. 힘 센서(120a 또는 120b)는 터치 플레이트(110)의 제2면(112)으로부터 정해진 거리(T)만큼 이격되게 설치된다. 힘 센서들(120a 및 120b)은 힘 기반 터치가 입력될 때 터치 플레이트(110)의 제1면(111)에 가해지는 누름힘(F)을 각 설치된 위치에서 측정한다. 여기서, 터치 플레이트(110)의 제1면과 힘 센서(120a 또는 120b) 사이의 이격거리(T)는 터치입력장치(100)가 적용되는 기기의 사양에 따라 조절될 수 있다.
탄성체(130)는 터치 플레이트(110)의 제1면(111)에 가해지는 누름힘에 의해 제1면(111)의 수직방향(상하방향)으로 변형됨으로써 힘 센서 모듈(120)의 힘 센서들(120a 및 120b)로 누름힘을 전달할 수 있다.
지지체(135)는 탄성체(130)를 지지하며 베이스 플레이트(base plate)(115)에 연결한다.
상기한 터치입력장치(100)의 구조는 터치 입력 시 시어 포스의 발생을 용이하게 하며 시어 포스의 정밀한 인식을 가능하게 한다.
이하, 힘 기반 터치 인터페이스에서 터치위치 산출방법을 설명한다. 여기서는 도 2에 도시된 바와 같이 터치 플레이트(110)의 하부에 2개의 힘 센서들(120a 및 120b)이 서로 상이한 지점에 각각 설치된 경우를 예로 들어 설명한다.
도 2와 같이, 사용자 손가락이 터치 플레이트(110)의 제1면(111) 상의 일 지점에 누름힘을 가하며 접촉(포스 터치)하는 경우, 제어부(210)는 객체가 제1면(111) 상에 접촉할 때 힘 센서들(120a 및 120b)에 의해 측정된 데이터들에 근거하여 객체가 터치한 지점을 제1터치위치(P1)로 산출한다. 다시 말해서, 제1터치위치(P1)는 포스 터치의 입력 초기에 산출된 터치위치로, 사용자 손가락이 실제로 터치한 지점을 의미한다.
이어서, 터치 플레이트(110)의 제1면(111)에 터치된 사용자 손가락이 누름힘의 방향을 변경하면 제어부(210)는 힘 센서들(120a 및 120b)을 통해 측정된 데이터들을 이용하여 제2터치위치(P2)를 산출한다.
여기서, 제어부(210)는 힘-모멘트 방정식을 이용하여 포스 터치 입력에 따른 터치위치(P1 및 P2)를 산출한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포스 터치에 따른 시어 포스 방향을 도시한 예시도이다.
사용자 손가락이 터치 플레이트(110) 상의 일지점에 포스 터치를 입력하면, 제어부(210)는 힘 센서 모듈(120)을 통해 복수 개의 측정지점에서 측정된 힘 데이터들을 수집한다. 제어부(210)는 수집한 힘 데이터들을 이용하여 터치위치 Ptouch를 산출한다. 터치위치 Ptouch는 실제 터치위치로, 포스 터치 입력에 대해 첫번째로 산출된 터치위치이다.
사용자 손가락이 일지점에 접촉된 상태를 유지하며, 사용자 손가락을 일 방향으로 기울이며 누름힘을 가하는 경우, 제어부(210)는 힘 센서 모듈(120)을 통해 복수 개의 힘 데이터들을 측정하고, 그 측정된 복수 개의 힘 데이터들을 이용하여 터치위치를 산출한다. 제어부(210)는 이전에 산출된 터치위치를 시점으로 하며 현재 산출된 터치위치를 종점으로 하는 벡터를 산출한다. 즉, 제어부(210)는 산출된 터치위치들을 이용하여 포스 터치에 의한 시어 포스 방향을 산출한다. 시어 포스 방향은 복수 개의 방향으로 구분될 수 있다. 시어 포스 방향은 도 3에 도시된 바와 같이 8개 방향(D1 내지 D8)으로 구분할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 제어부(210)는 인식한 터치위치가 Ptouch에서 Pcurrent로 변하면, 누름힘 방향을 제6방향(D6)로 인식한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안장치의 보안코드 등록과정을 도시한 흐름도이다.
보안처리부(240)는 사용자로부터 보안코드 등록요청이 있으면 보안코드 등록모드로 진입한다(S110). 예컨대, 보안처리부(240)는 별도로 구비된 보안코드 등록버튼이 입력되면 보안코드 등록모드로 진입한다.
보안처리부(240)는 제어부(210)를 통해 터치 플레이트(110) 상에 입력되는 포스 터치를 감지한다(S120). 터치 플레이트(110) 상의 임의 지점에 포스 터치가 입력되면, 힘 센서 모듈(120)의 힘 센서들(120a, 120b)은 누름힘의 크기(강도)를 측정한다. 그리고, 제어부(210)는 일정 주기로 힘 센서 모듈(120)로부터 측정된 누름힘의 크기들을 수집한다.
제어부(210)는 포스 터치 입력 시 누름힘의 방향을 인식한다(S130). 제어부(210)는 측정된 누름힘의 크기들을 이용하여 터치위치를 산출한다. 제어부(210)는 산출된 터치위치들의 궤적변화에 근거하여 시어 포스의 방향을 인식한다. 제어부(210)는 인식된 누름힘의 방향을 메모리(300)에 임시 저장한다.
보안처리부(240)는 터치 입력이 완료되었는지를 확인한다(S140). 보안처리부(240)는 터치 입력이 완료되지 않은 경우 시어 포스의 방향을 일정 주기로 인식하여 메모리(300)에 임시 저장한다.
보안처리부(240)는 터치 입력이 완료되면 인식된 시어 포스의 방향들로 보안코드를 생성하여 등록한다(S150). 보안처리부(240)는 인식된 시어 포스의 방향들이 4개 이상인 경우, 인식된 누름힘의 방향들로 보안코드를 생성한다. 예를 들어, 보안처리부(240)는 시어 포스의 방향들로 제6방향(D6), 제3방향(D3), 제8방향(D8) 및 제4방향(D4)을 순차적으로 인식한 경우, D6-D3-D8-D4를 보안코드로 생성한다.
상기한 실시예에서는 사용자가 보안코드를 한번 입력하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 보안코드 등록 시 등록할 보안코드를 2번 이상 반복적으로 입력받고 반복적으로 입력된 보안코드들이 서로 일치하는 경우 보안코드로 등록한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보안장치의 보안해제 과정을 도시한 흐름도이다.
보안처리부(240)는 보안해제 요청을 수신한다(S210). 보안처리부(240)는 보안해제 요청이 있으면 터치입력장치(100)를 활성화시킨다.
제어부(210)는 보안처리부(240)의 제어에 따라 터치 플레이트(110) 상에 포스 터치를 감지한다(S220). 힘 센서 모듈(120)은 터치 플레이트(110) 상의 일 지점에 포스 터치가 감지되면 누름힘의 크기들을 측정하여 제어부(210)로 전송한다.
제어부(210)는 측정된 누름힘의 크기들을 이용하여 터치위치를 산출하고 그 산출된 터치위치들의 궤적변화를 토대로 시어 포스의 방향을 인식한다(S230). 제어부(210)는 인식된 시어 포스의 방향을 메모리(300)에 임시 저장한다.
보안처리부(240)는 보안코드 입력이 완료되었는지를 확인한다(S250). 제어부(210)는 포스 터치 해제여부를 확인한다. 제어부(210)는 포스 터치가 해제되면 보안코드 입력완료로 판정한다.
보안처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드를 비교한다(S250). 즉, 보안처리부(240)는 입력된 시어 포스 방향들의 시퀀스와 기등록된 보안코드 내 시어 포스 방향들의 시퀀스를 비교한다.
보안처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드를 비교한 결과 일치하는지를 확인한다(S260).
보안처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하면, 보안을 해제한다(S270). 이때, 보안처리부(240)는 보안 해제를 알리는 알림을 출력부(240)를 통해 출력한다.
한편, 보안처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하지 않으면 보안 동작을 유지한다(S280). 이때, 보안처리부(240)는 보안 해제 실패를 알리는 경고를 출력부(240)를 통해 출력한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 힘 기반 인터페이스를 구비한 보안장치의 블록구성도를 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 보안장치는 터치입력장치(100), 처리기(200), 메모리(300) 및 출력부(400)를 포함한다.
터치입력장치(100)는 힘 기반의 터치 입력이 가능한 힘 기반 터치 인터페이스로, 힘 센서 모듈(120) 및 터치패드(touch pad)(130)을 포함한다. 터치입력장치(100)의 터치 입력이 이루어지는 터치 영역은 힘 기반 터치(shear force touch)만 입력 가능한 영역, 일반 터치만 입력 가능한 영역, 일반 터치와 힘 기반 터치의 입력이 가능한 영역 중 어느 하나 이상의 영역으로 구성된다.
터치입력장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같은 구조를 가지며, 도 3의 터치 플레이트(110)를 터치패드(130)로 대체한다. 터치입력장치(100)의 구조에 대해 앞서 설명한 바 상세한 설명을 생략한다.
터치패드(130)는 사용자의 손가락 또는 스타일러스(stylus) 등의 입력수단이 터치면(접촉면) 상에 하나 이상의 지점과 접촉하면 이를 감지한다. 터치패드(130)는 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량방식(Capacitive Overlay), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 및 적외선 방식(Infrared Beam) 중 어느 하나의 터치 인식 기술을 이용한다. 터치패드(130)는 디스플레이와 결합된 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
힘 센서 모듈(120)은 터치패드(130)의 표면이 터치될 때, 터치패드(130)에 가해지는 방향성을 가지는 누르는 힘(누름힘)을 서로 다른 복수 개의 측정 지점에서 측정한다. 힘 센서 모듈(120)은 3개 이상의 힘 센서들로 구성되며, 서로 다른 위치에 설치된다. 예를 들어, 힘 센서들은 터치패드(130)의 네 모서리에 각각 설치된다.
여기서, 힘 센서로는 터치 힘에 의한 변형률(strain rate)를 측정하는 스트레인 게이지(strain gauge)가 사용될 수 있다.
처리기(200)는 제1제어부(210), 제2제어부(220), 타이머(230) 및 보안 처리부(240)를 포함한다.
제1제어부(210)과 제2제어부(220)는 터치패드(130)의 터치면 상에 일 지점에 터치 입력이 발생하면 이를 감지하여 터치위치를 산출한다. 여기서, 터치 입력은 일반 터치와 포스 터치(force touch)로 구분된다. 일반 터치는 사용자가 터치패드(130)의 표면(터치면) 상의 일 지점에 사용자 손가락을 접촉하는 행위이고, 포스 터치는 사용자가 터치패드(130)의 터치면 상의 일 지점에 손가락을 터치할 때 일정 크기 이상의 누르는 힘(누름힘)을 가하는 행위를 말한다.
제2제어부(220)는 터치패드(130) 상에 터치 입력이 있는 경우, 터치패드(130)로부터 터치된 지점에 대응하는 신호(들)를 수신한다. 제2제어부(220)는 전달된 신호(들)를 처리하여 그에 대응하는 터치위치(좌표값)를 제1제어부(210) 및 보안 처리부(230)로 전송한다. 이때, 제2제어부(220)는 전달된 신호(들)에 근거하여 터치패드(130)의 표면에 사용자의 손가락이 접촉한 접촉면적의 중심좌표를 터치위치로 산출한다. 이로써, 보안 처리부(230)는 터치패드(130) 상의 어느 지점이 터치되었는지를 알 수 있다.
제1제어부(210)는 터치패드(130) 상에 포스 터치가 있는 경우, 복수 개의 힘 센서들로부터 각 측정 지점(센싱 지점)에서 측정(센싱)한 신호들을 수신한다. 여기서, 복수 개의 힘 센서들은 터치패드(130) 상에 가해지는 누름힘의 크기를 측정한다. 제1제어부(210)는 복수 개의 힘 센서들에 의해 측정된 누름힘 크기들을 이용하여 시어 포스의 크기 및 방향을 산출한다. 또한, 제1제어부(210)는 측정된 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치를 연산할 수도 있다. 이때, 제1제어부(210)는 힘-모멘트 방정식을 이용하여 터치위치를 연산한다.
제1제어부(210)는 터치패드(130)에 의해 측정된 터치위치와 힘 센서 모듈(120)에 의해 측정된 터치위치의 차이(오차)를 이용하여 시어 포스 방향을 산출한다. 예를 들어, 제1제어부(210)는 터치패드(130)에 의해 측정된 터치위치를 시점으로 하고 힘 센서 모듈(120)에 의해 측정된 터치위치를 종점으로 하는 벡터를 산출한다.
제1제어부(210)는 포스 터치가 입력되는 시간에 따라 동일한 시어 포스 방향의 반복입력횟수를 결정한다. 또한, 제1제어부(210)는 포스 터치가 입력되는 시간에 따라 동일한 시어 포스 크기의 반복입력횟수를 결정한다.
타이머(230)는 터치 입력 시간을 계측하여 계측된 시간을 출력하거나 정해진 시간이 경과하면 이벤트 신호를 발생시킨다. 처리기(200)는 둘 이상의 타이머(230)를 구비할 수 있다.
보안 처리부(240)는 사용자로부터 보안코드 등록요청이 있는 경우, 정해진 처리절차에 따라 보안코드 등록을 실행한다. 보안코드는 터치위치, 시어 포스 크기, 시어 포스 방향, 터치 입력 시간 및 터치 입력이 없는 휴지 시간(idle time) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 생성된다.
보안 처리부(240)는 보안코드 등록요청이 있으면, 제2제어부(220) 및 제1제어부(210)를 제어하여 터치입력장치(100)를 활성화시킨다. 그리고, 보안 처리부(240)는 제2제어부(220) 및 제1제어부(210)를 통해 터치 입력들을 인식한다. 보안 처리부(240)는 인식된 터치 입력들을 토대로 보안코드를 생성하여 등록(설정)한다. 즉, 보안 처리부(240)는 생성된 보안코드를 메모리(300)에 저장한다.
이후, 보안 처리부(240)는 보안해제 요청이 있으면, 터치입력장치(100)를 활성화시켜 사용자로부터 보안코드를 입력받는다. 보안 처리부(240)는 사용자에 의해 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 일치여부를 확인한다.
보안 처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하면, 보안을 해제한다.
한편, 보안 처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하지 않으면 보안 작동을 유지한다. 이때, 보안 처리부(240)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 불일치를 시각 정보, 청각 정보 및 촉각 정보 중 어느 하나 이상의 형태로 사용자에게 알린다.
보안 처리부(240)는 사용자에 의해 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 불일치가 정해진 횟수 이상으로 반복되는 경우, 정해진 시간 동안 터치 입력을 제한한다.
메모리(300)는 맵핑 테이블(mapping table), 보안코드, 오디오 신호, 터치위치 산출 알고리즘, 시어 포스 크기 산출 알고리즘, 및 시어 포스 방향 산출 알고리즘 등을 저장하고 있다. 메모리(300)는 터치입력장치(100)를 통해 입력되는 터치 입력을 임시 저장한다.
메모리(300)는 보안장치의 동작을 제어하기 위한 소프트웨어 등을 저장하고 있다. 메모리(300)에는 보안장치의 동작에 따른 입/출력 데이터가 저장된다. 본 실시예에서는 메모리(300)가 처리기(200) 외부에 구비되는 것을 개시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 메모리(300)가 처리기(200) 내부에 배치될 수도 있다.
출력부(400)는 처리기(200)의 제어에 따라 터치 입력에 따른 피드백(feedback), 효과음 또는 경고신호 등을 출력한다. 출력부(400)는 진동 모듈(410) 및 오디오 출력모듈(420)을 포함한다. 출력부(400)는 시각 정보를 표시하는 디스플레이(미도시)를 포함할 수도 있다.
진동 모듈(410)은 터치 입력에 상응하는 진동 세기 및 패턴의 진동을 발생시킨다. 진동 모듈(410)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
본 실시 예에서는 진동을 이용한 촉각 정보를 피드백 신호로 출력하는 것을 일 예로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 설계변경이 가능하다. 예를 들어, 출력부(400)는 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용하여 냉온감을 촉각 정보를 피드백 신호로 출력할 수도 있다.
오디오 출력모듈(420)는 경고음, 효과음, 안내메시지 및 경고메시지 등의 신호들 중 어느 하나 이상을 출력한다. 오디오 출력모듈(420)는 보안 처리부(240)의 제어에 따라 터치 입력에 상응하는 효과음을 출력한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안코드의 일 예를 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 시어 포스 크기를 "강" 및 "약"으로 구분하고, 시간은 "장" 및 "단"으로 구분한다.
도 7에 따르면, 보안코드는 인식된 시어 포스의 크기와 동일한 시어 포스 크기의 유지시간을 이용하여 생성될 수 있다. 처리기(200)는 시어 포스의 크기가 제1임계치(Fth1)를 초과하면 "약", 시어 포스의 크기가 제2임계치(Fth2)를 초과하면 "강"으로 인식한다. 또한, 처리기(200)는 동일한 시어 포스 크기가 유지되는 유지시간이 3초 미만이면 "단", 유지시간이 3초 이상이면 "장"으로 인식한다.
도 8을 참조하면, 보안코드는 시어 포스의 크기 및 터치입력의 휴지시간을 이용하여 생성될 수도 있다. 터치입력의 휴지시간은 현지 터치입력과 다음 터치입력 사이의 시간이다. 즉, 휴지시간은 터치입력이 발생하지 않는 시간을 의미한다.
처리기(200)는 시어 포스의 크기가 제1임계치(Fth1)를 초과하면 "약", 시어 포스의 크기가 제2임계치(Fth2)를 초과하면 "강"으로 인식한다. 그리고, 처리기(200)는 시어 포스가 "0"으로 유지되는 휴지시간을 타이머(230)를 통해 계측하고 계측한 휴지시간에 따라 "장" 또는 "단"으로 인식한다. 예컨대, 처리기(200)는 휴지시간이 2초 이내이면 "단", 휴지시간이 2초를 초과하는 경우 "장"으로 인식한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안장치의 보안코드 등록과정을 도시한 흐름도이다.
보안장치의 처리기(200)는 사용자에 의해 보안코드 등록요청이 있으면 보안코드 등록모드로 진입한다(S310).
처리기(200)는 터치입력장치(100)를 통해 입력되는 터치 입력을 감지한다(S320). 처리기(200)는 터치 입력을 감지하면 해당 터치 입력이 일반 터치인지 또는 포스 터치인지를 판별한다. 처리기(200)는 터치 입력 시 힘 센서들을 이용하여 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 시어 포스 크기를 연산한다. 그리고, 처리기(200)는 연산된 시어 포스 크기가 임계치 미만이면 일반 터치로 판정하고, 연산된 시어 포스 크기가 임계치 이상이면 포스 터치로 판정한다.
처리기(200)는 터치입력장치(100)을 통해 입력되는 터치입력에 따른 터치 위치와 시어 포스의 크기 및 방향을 인식한다(S330). 제2제어부(220)는 터치패드(130)로부터 터치된 지점에 대응하는 신호(들)를 수신하여 처리하고, 그에 대응하는 터치위치(좌표값)를 출력한다. 제1제어부(210)는 복수 개의 힘 센서들에 의해 측정된 누름힘 크기들에 근거하여 터치위치를 산출한다. 제1제어부(210)는 산출한 터치위치와 제2제어부(220)로부터 출력되는 터치위치의 오차를 이용하여 시어 포스 방향을 연산한다. 다시 말해서, 제1제어부(210)는 터치패드(130)에 의해 측정된 터치위치를 시점으로 하며 복수 개의 힘 센서들에 의해 측정된 터치위치를 종점으로 하는 벡터를 연산한다.
처리기(200)는 인식된 터치 입력 순서를 메모리(300)에 저장한다. 다시 말해서, 처리기(200)는 터치위치와 시어 포스의 크기 및 방향의 조합으로 입력되는 터치 입력 순서를 메모리(300)에 저장한다.
처리기(200)는 터치 입력이 완료되었는지를 확인한다(S340). 처리기(200)는 터치 입력 완료를 알리는 신호를 수신하면 터치 입력이 완료된 것으로 확인한다. 또는, 처리기(200)는 터치 입력이 중단된 이후 설정 시간 동안 터치 입력이 없으면 터치 입력이 완료된 것으로 인식한다.
처리기(200)는 터치 입력이 완료되면 인식된 터치 입력 순서를 보안코드로 생성하여 메모리(300)에 등록한다(S350). 보안코드는 인식된 터치 입력 순서로, 터치위치, 시어 포스 크기 및 시어 포스 방향, 터치 입력 유지시간 및 터치 입력 휴지시간 중 어느 하나 이상 또는 둘 이상의 조합으로 입력되는 터치 입력 순서이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보안장치의 보안해제방법을 도시한 흐름도이다.
처리기(200)는 보안 작동 상태에서 사용자에 의한 보안 해제 요청을 수신한다(S410). 예를 들어, 처리기(200)는 유휴상태에서 터치입력장치(100)의 터치면 상에 터치가 감지되거나 또는 별도로 구비된 버튼이 입력되면 보안 해제 요청으로 인식한다.
처리기(200)는 보안 해제 요청이 있으면, 터치입력장치(100)를 통한 터치 입력을 감지한다(S420). 이때, 제1제어부(210)는 복수 개의 힘 센서들을 통해 터치패드(130) 상에 가해지는 누름힘의 크기를 측정하고, 측정된 누름힘의 크기에 근거하여 터치위치를 연산한다. 제2제어부(220)는 터치패드(130) 상에 터치가 발생된 지점을 측정한다.
처리기(200)는 감지된 터치 입력에 따른 터치위치와 시어 포스의 크기 및 방향을 인식한다(S430). 제1제어부(210)는 산출한 터치위치와 터치패드(130)에 의해 측정된 터치위치의 차이를 이용하여 시어 포스의 방향을 인식한다.
처리기(200)는 보안코드 입력이 완료되었는지를 확인한다(S440). 처리기(200)는 보안코드 입력이 완료되지 않은 경우, 터치 입력을 지속적으로 인식하고 인식된 터치 입력 순서를 메모리(300)에 임시 저장한다.
처리기(200)는 보안코드 입력이 완료되면, 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드를 비교한다(S450). 처리기(200)는 메모리(300)에 임시 저장한 터치 입력 순서와 기등록된 터치 입력 순서가 일치하는지를 확인한다.
처리기(200)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드의 일치여부를 확인한다(S460). 처리기(200)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 일치하면 보안을 해제한다(S470).
한편, 처리기(200)는 입력된 보안코드와 기등록된 보안코드가 불일치하면 보안 작동을 유지한다(S480).
본 실시예에서는 터치위치와 시어 포스 크기 및 방향의 조합으로 터치 입력이 발생되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며 시어 포스 크기 및 방향의 조합으로 터치 입력이 발생할 수도 있다.
본 발명에 따른 보안장치는 사용자가 적절한 누름힘 강도 및 터치 입력 시간 등이 익숙하지 않으므로, 보안코드 등록 전 또는 후에 본인의 입력방식이 일정할 수 있도록 입력 트레이닝을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 보안장치는 힘 기반 터치 인터페이스를 통한 사용자의 터치 입력을 구분하여 인식하기 위해 설정되는 정보들을 사용자별로 상이하게 설정할 수 있다. 다시 말해서, 보안장치는 초기에 사용자의 터치 입력에 따른 시어 포스의 크기(세기) 및 터치 입력 시간 등을 반복적으로 측정하여 사용자에 적합한 터치 입력 인식수준의 유효범위를 설정한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다.
100: 터치입력장치 110: 터치 플레이트
120: 힘 센서 모듈 130: 터치패드
200: 처리기 210: 제어부 또는 제1제어부
220: 제2제어부 230: 타이머
240: 보안 처리부 300: 메모리
400: 출력부

Claims (18)

  1. 터치 입력을 위한 터치 플레이트; 및
    상기 터치 플레이트의 터치면에 수직한 방향으로 연결부재에 의해 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 터치 플레이트 상에 가해지는 누름힘을 복수 개의 측정 지점에서 측정하는 힘 센서 모듈을 포함하는 터치입력장치; 및
    상기 힘 센서 모듈에 의해 측정된 누름힘 크기들을 이용하여 시어 포스(shear force) 방향들을 인식하고 인식된 시어 포스 방향들과 기등록된 보안코드 내 시어 포스 방향들을 비교하여 비교결과에 따라 보안 해제 여부를 결정하는 처리기를 포함하되,
    상기 터치입력장치는,
    일단이 상기 터치면과 마주보는 반대면에 연결되는 연결부재,
    일단이 상기 연결부재의 타단에 연결되어 상기 누름힘에 의해 변형되는 탄성체,
    상기 탄성체의 타단에 배치되어 상기 탄성체를 지지하는 지지체,
    상기 탄성체의 타단에 배치되어 상기 탄성체를 통해 전달되는 상기 누름힘을 측정하되 상기 연결부재 및 상기 탄성체에 의해 상기 터치 플레이트로부터 일정 거리(T) 이격되도록 구비되어 상기 누름힘의 수직방향의 힘을 전달받는 힘 센서, 및
    상기 지지체에 연결되는 베이스 플레이트를 포함하며,
    제 1 터치위치의 상기 터치면에 누름힘이 가해질 때 오직 상기 힘센서에 의해 측정된 상기 수직방향의 힘들에 근거하여 상기 제 1 터치위치로부터 이격된 제 2 터치위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 힘 센서 모듈은,
    상기 터치 플레이트의 터치면과 마주보는 반대면에 상기 연결부재를 통해 연결되는 3개 이상의 힘 센서들로 구성되는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 힘 센서들은,
    서로 다른 위치에서 상기 누름힘을 측정하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 힘 센서들은,
    스트레인 게이지(strain gauge)인 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리기는,
    상기 힘 센서 모듈 내 복수 개의 힘 센서들을 통해 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치의 궤적변화를 추적하여 시어 포스 방향들을 인식하는 제어부, 및
    상기 제어부에 의해 인식된 시어 포스 방향들과 기등록된 보안코드의 시어 포스 방향들을 비교하고 비교결과에 따라 보안을 해제하거나 보안 작동을 유지하는 보안 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정한 누름힘 크기들을 이용하여 터치위치를 산출하고, 산출된 터치위치와 이전에 산출된 터치위치의 차이를 이용하여 시어 포스 방향을 산출하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    동일한 시어 포스 방향이 입력되는 입력시간에 따라 해당 시어 포스 방향의 반복입력횟수를 결정하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 처리기는,
    상기 반복입력횟수에 따른 피드백을 출력하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
  9. 삭제
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  16. 삭제
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  18. 터치 입력을 위한 터치 플레이트; 및
    상기 터치 플레이트의 터치면에 수직한 방향으로 연결부재에 의해 일정 거리 이격되어 설치되며, 상기 터치 플레이트 상에 가해지는 누름힘을 복수 개의 측정 지점에서 상기 누름힘의 수직방향의 힘을 측정하는 힘 센서 모듈을 포함하는 터치입력장치; 및
    상기 힘 센서 모듈에 의해 측정된 누름힘 크기들을 이용하여 시어 포스(shear force) 방향들을 인식하고 인식된 시어 포스 방향들과 기등록된 보안코드 내 시어 포스 방향들을 비교하여 비교결과에 따라 보안 해제 여부를 결정하는 처리기를 포함하며,
    상기 보안코드는 터치위치, 시어 포스의 크기 및 방향, 및 터치입력 유지시간 중 어느 하나 이상과 터치입력 휴지시간의 조합으로 생성하되,
    제 1 터치위치의 상기 터치면에 누름힘이 가해질 때 오직 상기 힘센서에 의해 측정된 상기 수직방향의 힘들에 근거하여 제 1 터치위치로부터 이격된 제 2 터치위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 힘 기반 터치 인터페이스를 구비한 보안장치.
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