专利名称：记录书写运动的制作方法
技术领域：
本发明涉及记录书写运动，例如在用手写签字时记录书写运动。
背景技术：
数字转换器-即用于测量和向计算机系统传送记录笔的运动的装置-已发展了几十年。它主要是由不透明的平写字板和特定结构的记录笔组成。总的说来，它们已被应用于图形，鼠标不总是非常容易使用或准确运动的。所以主要的设计目标是准确地测量记录笔笔尖的位置。
人们长时期以来已认识到，这种数字转换器能用于捕捉签字。签字行为的测量，即签字的生物测量学，已同数字转换器硬件共同发展起来。早先的系统只能测量跟踪笔尖运动的路径进行，并对运动进行近似的定时。由于数字转换装置通常在规定的时间间隔报告笔尖的位置，所以对各个笔的速度变化模式方面，可获得非常精确的信息。Fil-Seifer和Kimia的《签字确认方法的调查》(http//www.lems.brown.edu/-dfs/background.htm)指出，在签字的生物测量学领域中，动态因素极其重要。
研制数字转换器硬件时，也可观察其它的签字特征。某些数字转换器，例如能测量承受在记录笔笔尖上的压力量。其他人开发的技术与Dhawan描述的技术相似(US专利4,771,138),并使用多个传感层，以便构成笔运动的三维图象。另外有人使用了一个能检测多个电磁谐振器的单层传感器，如FukuzakiYahuhiro所教导的(US专利6,020,849)。这种装置能在记录笔接近数字转换器表面时，检测记录笔在空中的运动，检测记录笔的定位和倾斜角度，甚至记录笔的笔筒旋转的程度(例如，参见US专利6,433,781)。使用这种装置，签字动力学的学生因此能观察较宽范围的特征图案，并使用该信息建立单个签字行为的更全面的图像。
随着作为一门科学的签字生物测量学的成熟，已设想出许多实际应用，例如电子形式的签字和文件的签字，及在计算机系统内的私人信息的保护。
但是，使用不透明的数字转换器对大多数人是不熟悉的体验，他们习惯于用普通的笔书写，并看到墨在纸上的痕迹。起初，使用不透明数字转换器的体验是失去方向感，这将常常中断他们的正常签字行为。因此，不同的制造厂商将平板显示表面装入数字转换器的写字板内，并发展了该系统，因而，当记录笔与表面接触地运动时，“电子墨水”可显示在显示器上。(例如参见由Llavanya等在US专利6,193,152中所描述的PenWare装置)。然而不幸的是，最适用的显示器是这样设计的它们的控制电路会对由电极层发送和接收的信号产生干扰，从而使准确性下降。
设计日期签字捕捉装置通常更多地考虑到内部结构的经济性，而不是签字过程的人机工程学。签字是一种易于重复的，极易作假的活动，这种活动当然有必要有一个熟悉的环境。任何陌生的自然环境都会产生极具破坏性的作用。过多的所有当前签字捕捉装置，甚至在它们提供“电子墨水”反馈的地方，都有一个难看的外形，并且几乎没有或根本没有对签字的手进行支撑。类似地，当前的装置没有提出现在存在的问题，即在用不熟悉的工具在光滑的玻璃板或塑料表面书写时，光滑的感觉一开始就会扰乱那些习惯于用笔在纸上书写的人。
当前在市场上可买到的系统，使用数字转换器，以固定的频率(一般为100-200Hz)报告记录笔的位置。这些报告通过与主机串接来传递，并储存在主机内，供以后分析用。当前流行的计算机操作系统的设计规定，数字转换器信息由规定的尖端装置的标准输入子系统处理。
用于尖端装置的计算机输入系统尽管通常提供辅助数据，如数字转换器提供的压力，但一般用于确定鼠标的XY位置。该系统通常删除复制的报告；这样，例如，如果记录笔在半秒钟期间保持完全静止，则大约50％的报告将被作为副本删除。以这种方式删除的副本不可能精确地确定整个签字过程中记录笔的速度。
将签字捕捉在其它主机上的应用可通过在输入子系统一收到时间标记时就将其应用于输入的数据来减轻该问题。但是在实际中，当操作系统的过程调度程序允许时，签字捕捉的应用只能获得数字转换器数据。其它的较重要的优先项目的处理可能被大大延迟，从而造成失真。
总之，由于现在的操作系统处理作为较次要的优先项目的数字转换器数据，并且它的输入只记录了XY分量的重要性，所以传统的签字捕捉装置不能传递足够精确的时间信息来满足动态签字分析的需要。
还有一个末解决的问题是关于安全。假定单个的签字行为可用于个人授权的目的，则显然，相关数据被截取是不合乎需要的。目前的签字捕捉装置由于主机输入系统的要求，不能对输出的数据流进行加密。所以拦截数据流并用它进行重放攻击(replay attacks)是件很容易的事。
最后，本领域的记录笔感应装置不提供用于检验是否正确地核准的装置和单元的操作。所以，它们提供的数据不能确立该装置是否工作正常。这就使它们不适宜用来提供作为法院程序的证据的可接受的数据。
本发明从我们探索的工作的几个方面提供签字捕捉装置的实用的实施例，该装置向签字人尽可能提供与用普通笔在纸上签字的相似的体验，同时提供签字分析系统数据，这些数据比从传统装置中获得的更完整、更准确。
发明内容
按照本发明的第一个方面，我们提供了一种通过通信线路报告手、笔或记录笔的书写运动的方法，报告采取数字数据包的形式，如包含位置信息的数据包，这种数据包还包含实时信息。
利用“通信线路”的意思是能进行数据通信的任何形式的线路，不管是串行、并行或多路复用形式。这种线路包括网络，如Ethernet，或按TCP/IP协议操作的网络，包括Intranets和Internet。
实时信息最好采用分、秒和它们的几分之几，或分离的或结合的数字编码。另外，实时信息可采取连续数的形式。
从下面的说明书中可明显看出，与位置信息一起提供的实时信息是在现有技术中过去没有做的事，它在不同形式的书写检测的较宽范围内具有重要的优点。
该方法用于从多个外围站向主机报告签字，在这种情况下，数据包最好包括使用各签字的特定外围站的识别。
在本发明第二个方面中，我们提供用于记录在书写，如在进行书写签字的过程中记录笔的运动的设备，该设备包括一个数字转换器装置，它能感应记录笔的位置；及一个控制电路，它能在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少X和Y坐标取样，然后将所述坐标随实时信息一起通过数字通信线路传送，该实时信息被表示为连续数或时钟时间的绝对形式。
按照本发明该方面的装置提供比以前的设备更完整更准确的分析数据，数据包含数据流的实时信息，从而克服了由计算机输入系统带来的删除复制点、缓存不足引起的数据丢失或将数据以不合时宜的方式应用等问题。
最好通过使用数字转换装置来进一步改善数据，最好采取离散的数字转换器模块形式，这种形式能检测记录笔在Z及X和Y轴上的运动。
术语“记录笔”包括所有能在用于检测书写运动的设备内被检测的尖端装置。因此，该术语包括传统的指针和笔，例如包括静电发射器或谐振器。
在我们的优选结构中，数字通信线路由用作与主机通信的数字通信接口的串行接口提供。但是，任何其它种类的数字通信接口，如并行接口或多路复用接口也可替代使用。
该设备最好还包括一个LCD装置，并且它最好采用离散的LCD模块形式，该装置的LCD显示器基本上与数字转换器模块共同延伸并基本上处在相同的平面上。记录笔的内接触运动可用“电子墨水”的划痕来表示，从而为签字人提供更熟悉的签字体验。
以前试图将一个LCD装置与活动签字区结合在一起，而这可能导致LCD控制电路与数字转换器的操作相互干扰，早在1995年由Schomacher等在他们的关于Esprit MIAMI的项目中就强调了该问题，但以前从未得到过彻底的解决。如下文所述，在克服该问题的一个方法中，LCD模块设计成使驱动电路偏离活动签字区的侧部，最好是它的上方或下方(在图示的实施例是在下方)。尽管初看上去，这似乎是一个初步的方案，但实际上，本领域的专业人员保留了传统的LCD几何形状，并尝试另一种战略，以努力避免该问题(例如，参见Ballare等的US专利6,124,848)。凭其本身的能力或资格，这种简单的被认为是新颖的措施，可以大大地改进设计和提高性能。
因此，本发明在第三个方面中提供了一种用于在书写过程中，例如在进行手写签字时，记录记录笔的运动的设备，该设备包括能感应记录笔的位置的数字转换器装置，该数字转换装置限定了一个签字区；
一个LCD装置，它具有与该数字转换器装置大体上共同延伸并基本上处于相同的平面上的LCD显示器，LCD装置具有从活动签字区的(最好从下部)平面偏离到侧部的驱动电路；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少X和Y坐标取样。
现有装置中的签字区的不自然的感觉很早以前就被人承认了(例如，参见Chang，L，&Mackenzie，I.S.，的“用于以笔为基础的计算机的两种书写标识符的比较”，CASCON 94年学报，多伦多IBM加拿大，和Schomaker等，Ibid.)。在装有LCD装置的本发明的设备中，由于提供了具有纹理表面的签字区，所以使签字的体验更加自然，该纹理表面最好设计成能提供相似的记录笔的笔尖划过纸的表面的运动阻力。这种以前没有被其它人建议的简单措施，对申请人来说是熟知的，该简单措施提供了人机工程学的改进。
因此，在了本发明第四个方面中，提供一种用于在书写过程，例如在进行签字时记录记录笔的运动的设备，该设备包括一个具有笔尖的记录笔；能感应记录笔的位置的数字转换器装置，该数字转换装置限定了一个签字区；一个LCD装置，它具有与该数字转换器装置大体上共同延伸并基本上处于相同的平面上的LCD显示器；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少直角X和Y坐标取样；签字区具有纹理表面，纹理表面使记录笔的笔尖划过它的阻力基本上与用钢笔或铅笔的笔尖在纸上划过的阻力相同。
其它的人机工程学的改进通过使用数字转换器装置来提供，该装置能检测记录笔在Z轴及X和Y轴上的运动，因此可使签字人避免必须被施加比正常压力更大的压力。该装置最好装在外壳内，并对左手和右手的签字人都提供舒适的人机工程学的支撑。
该设备也可利用主机显示文本和图像，它们是签字捕捉的并是独立的。它们是关于签字捕捉的优选实施例中的特定值，用于安全或金融交易目的，因为可将有关签字的基本信息，如时间和日期、要求的签字人身份及签字的原因，如交易的金融细节等显示在签字表面。
控制电路最好包括用于在它本身与主机系统之间的通信进行加密的逻辑电路，加密可使用任何传统的加密系统。这可防止冒充的拦截人盗用签字数据和为某些非授权目的再使用它们。
利用设备中的一个随机数发生器，每天给加密密码更新，该发生器用于在与电源接通时，自动地产生随机数加密密码，临时产生的随机数被显示在设备上并需要直接输入到主计算机内，供主计算机从设备中读取坐标信息。
因此，按照本发明第五个方面，提供一种对在外围设备与可与之相连的主计算机之间的通信进行加密的方法，该方法包括通过下面方式给所述外围设备产生加密密码，即给外围设备提供一个适合于接收预定信号，以产生用于该外围设备的随机数加密密码，该密码是为所需要的所述外围设备产生的，并被直接输入到所述主计算机，以使主计算机能从所述外围设备中读取数据。
该设备的控制电路还装有一个包含唯一数的非易失存储器，利用该唯一数，可识别特定的设备。然后该标识符通过通信方式传送到主机系统，并可利用自测结果联系签字数据，并还强化了它们认定的证据效果。此外，该标识符可与签字数据相关联，并用作签字人位置的证据。
因此，在本发明的第六个和其它可选择的方面中，提供一个用于记录书写签字的系统，包括一个主计算机系统；及多个外围设备，每个外围设备都适合于记录签字；各所述外围设备包括用于在进行签字时记录记录笔的运动的设备，该设备包括能感应记录笔的位置的数字转换器装置；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少X和Y坐标取样，然后将所述坐标随实时信息一起，通过数字通信线路传送到所述主计算机，该实时信息表示为连续数或时钟时间的绝对形式。
单个的所述外围设备的控制电路分别包括一个装有外围设备用的标识符的非易失存储器装置；及各所述控制电路适合于将所述标识符与带有所述坐标和所述实时信息的所述主计算机相关联，因而，所述主计算机可在所述外围设备进行特定的签字书写时和所述外围设备在该主计算机上书写时进行识别。
下面将参照附图更具体地描述本发明，其中图1是示意地表示按本发明构成的设备的一个典型实施例的主模块的透视图；图2，3和4分别表示图1的设备在LCD模块的一个实施例的前，侧和顶部立视图；图5表示用于图1的设备的模块及与主计算机连接的方框电路图，及图6是表示可在图1至6的设备的LCD板上显示出的显示装置的一个例子。
具体实施例方式
我们这里描述一个用于在亲笔签字时，精确地向主计算机系统20记录和报告记录笔的运动的装置。在图1所示的一个典型实施例中，该装置包括一个控制电路模块1、一个数字转换器模块2和一个LCD模块3，所有这些模块都装在一个符合人机工程学的外壳4内。该LCD模块具有LCD显示器，它基本上与数字模块共同延伸并基本上位于同一平面上。因此，在图示的实施例中，LCD模块3的显示器直接位于数字转换器模块2的下方。
图2，3和4中所示的一个典型实施例的LCD模块3是一个适宜安装在印刷电路板(PCB)10上的320×240mm的透反射图形液晶显示屏7。控制和驱动电路9偏置到显示器7的侧部和底部，而不是通常的后部。这样可防止LCD电路9干扰直接位于其下方的数字转换器模块2。
LCD模块3带有白色的LED背景光。在该典型实施例中，6个LED8的阵列处于LCD屏7的右侧。这样就最接近于纸的颜色和外观，因而就尽可能给使用者提供了熟悉的环境。LED还具有其它优点，即它们与更普通的CCFL管和EL背景光不同，不会造成干涉。
LCD7适合于提供其间具有较小间隔的高密度象素。这不仅有助于提高签名表示法的清晰度，而且能显示高清晰度的图像。如下文所述，当衬垫不用于捕捉签名时，可显示一些广告或其它有用的面向用户的信息。适用的LCD是由台湾的Ampire有限公司和日本的Densitron公司生产的。
可注意到，上述数字转换器电路2基本上与大体上共同延伸的LCD显示器7处于同一平面。因此，在该优选实施例中，它直接位于LCD模块3的下方，并且它的活性区在四个边上与LCD显示器7重叠。
在该优选实施例中，电路2是一个电磁传感器，它检测产生电磁场的记录笔是否存在。它具有78×58mm的活性区，及每时500线的分辩率。它捕获有关在X，Y和Z轴上的记录笔5的位置的信息，并以每秒超过100个数据包的速率报告该信息。
适用的数字转换器包括由日本东京的Wacom有限公司生产的Graphire 2和台湾台北和KYE系统公司生产的Genius数字转换器。
控制电路1可设置在数字转换器电路2的顶部或侧部，或者也可设置在下部。它与LCD模块3和数字转换器电路2相连。它还通过串行接口14与主机系统20相连。它的微型控制器21驱动LCD模块3和数字转换器电路2。
如图5所示，控制电路1包括一个微型处理器12、至少一个非易失性存储器装置13、至少一个易失性存储器12、一个实时时钟11、一个串行接口14和支持电路。它还包括用于LCD模块3和数字转换器2的接口。适用的微型控制装置包括Motorola公司的M68HC05，M68HC08和M68HC11，及Philips公司的80C51。
如图5所示，串行接口14连接到开关15上，该开关使串行的输入和输出20RS232口16和USB口19之间转换，它们中的一个口可分别连接到主机系统20的串行口18或USB口19。通过符合WinTab规范中的协议布置(protocolslaid out)的串行接口14进行通信(看http//www.pointing.com/)，但在不违反本发明的精神的情况下也可通过对应的其它类似协议进行通信。
像大多数外围设备一样，所描述的布置采用与主机系统20通信的串行接口。但必须强调，在不违反本发明的精神的情况下，可用任何种类的通信接口，如并行接口或多路复用接口替代。可直接或通过一个扩充网络，如Ethernet或采用TCP、IP协议的网络，如Internet进行连接。
在通电或复位时，微型控制器测试存储装置12和13、串行接口14、实时时钟11、LCD模块3和数字转换器电路2的正确操作，以确保它们在规定的范围内操作和运行。所以，它监测串行接口14，等待来自主机20的指令。还应在规定的时间间隔重复通电测试。
控制电路1可通过一个储存在非易失存储器(ROM)13的唯一识别符识别。该识别符是在制造时形成的。该唯一识别符可与由装置捕捉的签字结合在一起储存，从而提供签字执行的位置的证据，并可把自动测试数据与一个产生给定签字的特定单元联系起来。
在通过串行接口14接收主机20的第一指令时，微型控制器21进行自动测试。这种例程测试LCD模块3、数字转换器电路2和实时时钟11的操作功能，以确保它们符合规范地运行。然后将数据包传送给主机20，并指示测试的结果。在一个优选实施例中，该数据包可包含指示测试数字转换器电路2的结果的编码、指示测试实时时钟的结果的编码、指示测试LCD模块3的结果的编码、指示测试数字转换器电路2的结果的编码、指示实时时钟11的当前状态的编码及唯一对控制电路1进行识别的识别符。唯一识别符向数据包的证据值提供加权(lends weight)，这是由于它能在签字捕捉操作过程中，利用主机20识别从该装置传送的签字数据的缘故。然后将自动测试数据包存档，以后再证实该装置在实际时间(material time)正确地操作。
在通过串行接口14接收主机20的第二指令时，控制电路1进行校准，以确保数据正确地显示在LCD7上，并描绘出记录笔的位置。校准时要考虑由于记录笔处于不同角度而产生的偏差。将一组光标线(cross hairs)显示在LCD7上，并利用也同样显示在LCD7上的指令请用户使记录笔接触光标线。然后对结果进行处理，以计算LCD7的位置与在数字转换器2上读取实际位置之间的角度。在完成校准后，可通过串行接口14将数据包传送到主机20。然后可将这种校准信息相对于给定的个人存储起来，因而将有关记录笔5所处角度的信息预先储存起来。这种校准确保在签字时，电子墨水显示出的位置与使用者感觉的记录笔的位置相一致。换句话说，电子墨水应看起来像从使用者的记录笔中“流出”来的。同时，这种校准应传达给主机，以有效地校准显示在主机的屏幕上的签字位置。
在通过串行接口14，随校准信息一起接收主机20的第三指令时，控制电路1根据所述校准信息设定数字转换器2的校准值。因此，该装置可自动地根据特定用户的记录笔角度进行校准。
在该装置的另一个实施例中，利用记录笔顶端的第二发射器或谐振器测量记录笔角度。根据由第二发射器或谐振器传送的信号的X，Y和Z坐标进行计算来对该发射器的位置做三角测量。结果可在进行签字时，将记录笔的角度信息实时地记录下来，并可将大量证据值一起补充到签字数据中。
在该装置的另一个实施例中，利用装在记录笔5内的倾斜测量装置的角度来测量在进行签字时的倾斜角度。
在通过串行接口14，随校准信息一起接收主机20的第四指令时，控制电路1使所述显示信息显示在LCD7上。该指令通常被用于形成显示如图4中所示的例子。
在通过串行接口14，随校准信息一起接收主机20的第五指令时，控制电路1继续传递包含记录笔位置信息的数据包。这些数据包包含记录笔5的X位置、记录笔5的Y位置、录笔5的Z位置(或压力)及指示进行测量的时间的编码。它们可优选地包含记录笔5的倾斜角度、记录笔5的定向角度的信息，及由数字转换器2感应的其它信息。
同时，控制电路1还继续地通过在LCD上的点或连线将其划出，以显示记录笔5的X和Y位置。进行这项工作时不能直接影响主机系统20。对于签字者来说，这种写划的效果将作为“电子墨水”显示出来，并将用于提供视觉反馈，这与以正常方式书写在纸上时，墨水提供的视觉反馈非常相同。
包含在各所述记录笔测量数据包中时间编码可以是实时印迹或连续数字印迹，它们可从构成控制电路1的一部分的实时时钟电路11中得到。主机系统20可通过传递到串行接口14上的6个指令选择实时印迹或连续数字印迹。实时印迹可采用时钟时间的数字编码。这可采用各种不同的标准方式。例如一个众所周知的时间和日期表示法是用32比特数，它是从1970年1月1日午夜起所经过的秒数。为此可增加另一个表示微秒数的32比特数，以使间隔尺寸分得更细。
时间标记克服了由将信息缓存，或减慢或间断在该装置与在主机系统20上的签字捕捉软件之间的通信联络而产生的问题。它能使笔的运动更准确地作为时空现象记录下来。即使在某些数据丢失时，在主机系统20上的记录软件也能测量许多数据，并因此在进行签字过程中的任何给定运动时， 能更可靠地确定记录笔5的速度和位置。
提供克服通信错误的时间标记是上述结构的重要和新颖的特性，并具有比使用产生电磁场的尖端的实施例更广泛的应用。本领域的专业技术人员将很容易想到，该特征可体现在使用触摸屏装置、不透明数字转换器或其它能检测使用其它形式的记录笔(甚至包括在触摸屏装置情况下的手指)的书写运动的装置的另一种结构中，该结构具有上面详细描述的最少变化。任何变化都在本领域的任何专业人员不再需要进一步创新的例程设计技能范围内。
在一种优选结构中，控制电路1在将记录笔的位置数据发送到主PC机之前，给记录笔的位置数据加密。这种加密用于防止感应的生物测量信息被拦截。适用的加密方法包括在现有技术中已熟知的8比特Triple DES和DUKPT方法。
但是，在应用任何上述加密方法的新颖和特定的安全加密系统中，可在通电时在设备中自动产生该设备的随机数加密密码，该随机数密码被临时显示在该设备上，并需要在主机能从该设备中读取数据之前直接输入主机。主机和签字捕捉装置相互处在合理的物理距离内，例如在一个银行或建筑协会分机构内，这样可保证在没有任何可能被拦截的电子通信的情况下，可将当日的加密密码输入到系统中。
随机数发生器和很容易从市场上买到，并且它与设备的结合是在本领域的普通专业人员的知识范围内。
用于上述模块的外壳4被牢固地固定，并为进行签字提供了稳定舒适的环境，并具有类似书写垫的较低外形。LCD7和活动签字区这样定位造成一个较大的、连接到底部、左部和右部的非活动边界。该区是平滑的，并在进行签字时起支承手的舒适表面的作用。LCD7和活动签字区也通过改变表面纹理或表面高度的轻微变化而交界，从而为有视觉损害的人的操作提供触觉注册。
活动签字区是有纹理的，以对记录笔5的尖端6产生阻力，这样可重新形成尽可能接近于使用普通的笔在纸上写的感觉。签定的体验越熟悉，签字就越自然。该纹理必须是耐久和有刮擦阻力的；必须不会聚集灰尘或皮肤颗粒；必须是有色彩的；它不应过度地摩擦记录笔的笔尖；它不应产生静电；并且必须是透明的，具有良好的光学质量。我们已发现，通过在作为签字区的签字区材料上的产生纹理，可满意地形成有纹理的表面。我们优选的材料是具有较细前表面纹理的铸型用丙烯酸或铸型用聚碳酸酯，并采用具有中等抗炫光光洁度的类型。现已发现，表面硬度在3H和6H之间较为理想。
但是，其它的方案也可在已经形成的签字区的材料上产生纹理。我们已发现，一般说来，磨擦的表面并不比用与基底材料兼容和适用的另一种塑料材料涂覆的细磨擦给定表面更好，这种材料可以是例如更软的、对记录笔笔尖来说稍粘的材料或具有能强化磨擦的较细内含物的材料。
记录笔的笔尖6的硬度和弹性也是很重要的。到目前为止的笔尖一般是用乙酰基制成的；虽然耐用，但材料的刚性产生不正确的惯性外形。相反，我们已发现，聚丙烯在具有耐用的优点的同时，还能以更调和的方式抓牢表面，并且几乎不对在签字时的记录笔5的加速和减速造成影响。
我们在考虑采用人机工程学的所有改进的特性的最好成果的同时，还应在省略了LCD和签字表面不透明的这些实施例中对传统现有技术结构进行重大改进。
从上述中可明显看出，所描述的装置具有许多对现有技术的重要改进，在许多情况下，凭其本身的能力或资格，可以说就是新颖的。
因此增加由绝对时间或连续数形式的实时信息的前签字捕捉装置发出的同种类的数据包，可使签字分析软件确定数据包是否丢失或被主机系统的数据输入系统省略，并从而在签字时能更可靠地重建笔在任何给定点上运动的速度。
在逻辑控制电路中的内含物不仅测试各个部件的正确功能，而且向主机装置报告测试的结果，该内含物允许主机装置保持自动测试结果的日志，这大大增强了由该装置报告的单个签字测量的可信度。
用于对本身与主机系统之间的通信加密的逻辑控制电路的内含物可防止冒充的拦截者盗用签字数据和为某些未被授权的目的再使用它们。
LCD模块可这样设计驱动电路偏离活动签字区的底部和侧部。虽然初看上去这是一个初步的解决方案，但如上所述，它具有重要的设计优点，并看起来是一个使在该快速发展领域的专业技术人员不能理解的方案，尽管在1995年已有人报告了该问题。
给控制电路装上包含有利用它可识别特定装置的唯一标识符的非易失存储器能使该标识符与主机系统相关联，并用于使签字数据与自动测试结果相互关联，而且还进一步强化了它们经证实的证据效果。此外，该标识符可与签字数据相关联并从而用作签字位置的证据。
通过为活动签字区的给定表面提供纹理，并选择签字表面和记录笔的笔尖的材料，可提供与在使用普通笔在纸上签字时所经受的自然感觉的过程相当的磨擦程度。另外，这初步看起来只是一个小措施，但如上所述，自从早在1994年以来该问题就已被提出，并且以前没有被解决。
活动签字区的周围和水平结构的表面纹理的不同，以使使用者更容易通过视觉确定活动签字区的位置。
权利要求
1.一种通过通信线路报告手、笔或记录笔的书写运动的方法，报告采取数字数据包的形式，如包含位置信息的数据包，这种数据包还包含实时信息。
2.按照权利要求1的方法，其中实时信息采用分、秒和它们的几分之几，或分离的或结合的数字编码。
3.按照权利要求1的方法，其中实时信息可采取连续数的形式。
4.按照前述任何一个权利要求的方法，其中对至少一个位置信息进行加密。
5.一种用于记录在书写，如在进行书写签字的过程中记录笔的运动的设备，该设备包括一个数字转换器装置，它能感应记录笔的位置；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少直角X和Y坐标取样，然后将所述坐标随实时信息一起通过数字通信线路传送，该实时信息被表示为连续数或时钟时间的绝对形式。
6.按照权利要求5的设备，其中数字转换器装置适合于感应记录笔和活动书写区之间的书写接触点，其中控制电路适合于对书写接触点的X和Y坐标取样。
7.按照权利要求5或6的设备，其中数字转换器装置限定一个活动签字区，它的位置通过接触来确定。
8.按照权利要求7的设备，其中活动签字区的位置由纹理的变化显示出来。
9.按照权利要求7的设备，其中活动签字区的位置由抬高的边界显示出来。
10.按照权利要求7的设备，其中活动签字区的位置由表面高度的变化显示出来。
11.一种用于在书写过程中，例如在进行手写签字时，记录记录笔的运动的设备，该设备包括能感应记录笔的位置的数字转换器装置，该数字转换装置限定了一个签字区；一个LCD装置，它具有与该数字转换器装置大体上共同延伸并基本上处于相同的平面上的LCD显示器，LCD装置具有从活动签字区的(最好从下部)平面偏离到侧部的驱动电路；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少X和Y坐标取样。
12.一种用于在书写过程，例如在进行签字时记录记录笔的运动的设备，该设备包括一个具有笔尖的记录笔；能感应记录笔的位置的数字转换器装置，该数字转换装置限定了一个签字区；一个LCD装置，它具有与该数字转换器装置大体上共同延伸并基本上处于相同的平面上的LCD显示器；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少直角X和Y坐标取样；签字区具有纹理表面，纹理表面使记录笔的笔尖划过它的阻力基本上与用钢笔或铅笔的笔尖在纸上划过的阻力相同。
13.按照权利要求11或12的设备，其中LCD装置适合于以电子墨水的形式显示书写的签字。
14.按照权利要求11，12或13的设备，其中控制电路适合于将有关所述坐标的信息随实时信息一起通过数字通信线路传送，该实时信息用连续数或时钟时间的绝对形式表示。
15.按照权利要求5，6或14的设备，其中除了记录笔在活动签字区平面的位置外，数字转换装置还适合于检测活动签字区的平面在Z方向上的记录笔的运动，其中控制电路适合于对记录笔的X，Y和Z坐标取样，并将有关所述坐标的信息通过所述通信线路传送。
16.按照权利要求5，6，14或15的设备，其中在通过所述数字通信线路传送之前，对所述坐标信息加密。
17.按照权利要求5至16中的任何一项的设备，还包括一个控制电路，它适合于检验数字转换装置的正确操作，并将该检验结果通过数字通信线路传送给主机系统。
18.按照权利要求5至16中的任何一项的设备，其中唯一标识符与所述装置相关联，所述标识符储存在非易失存储装置中，该设备适合于将所述唯一标识符通过串行接口传送到主机装置。
19.一个用于记录书写签字的系统，包括一个主计算机系统；及至少一个外围设备，每个外围设备都适合于记录签字；各所述外围设备包括用于在进行签字时记录记录笔的运动的设备，该设备包括能感应记录笔的位置的数字转换器装置；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的至少直角X和Y坐标取样，然后将所述坐标随实时信息一起，通过数字通信线路传送到所述主计算机，该实时信息表示为连续数或时钟时间的绝对形式。单个的所述外围设备的控制电路分别包括一个带有外围设备用的标识符的非易失存储器装置；及各所述控制电路适合于将所述标识符与装有所述坐标和所述实时信息的所述主计算机相关联，因而，所述主计算机可在所述外围设备进行特定的签字书写时与所述外围设备在该主计算机上书写时进行识别。
20.按照权利要求19的系统，其中至少一个所述坐标信息被加密。
21.按照权利要求20的系统，其中各所述外围设备包括一个适合于接收预定信号，以产生用于外围设备的随机数加密密码的随机数发生器，需要将这样产生的所述外围设备的该密码输入到所述主计算机内，以使主计算机从所述外围设备中读取坐标信息。
22.按照权利要求21的系统，其中所述预定信号包括将操作电源连接到所述外围设备上的步骤。
23.一种对在外围设备与可与之相连的主计算机之间的通信进行加密的方法，该方法包括通过下面方式给所述外围设备产生加密密码，即给外围设备提供一个适合于接收预定信号，以产生用于该外围设备的随机数加密密码，该密码是为所需要的所述外围设备产生的，并被直接输入到所述主计算机，以使主计算机能从所述外围设备中读取数据。
24.按照权利要求23的系统，其中所述预定信号包括将操作电源连接到所述外围设备上的步骤。
全文摘要
通过数字通信线路报告手、钢笔或记录笔的书写运动，这种报告采取数字数据包的形式，数据包还包含实时信息。本发明公开了一种在手写签字时，记录记录笔的运动的设备。该设备包括一个数字转换器装置，它能感应记录笔的位置；及一个控制电路，它能对在记录笔靠近所述数字转换器装置的活动签字区平面上的至少直角X和Y坐标取样，然后将所述坐标随实时信息一起通过数字通信线路传送。该实时信息被表示为连续数或时钟时间的绝对形式。
文档编号G06F3/0488GK1688960SQ03823758
公开日2005年10月26日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年10月4日
发明者威廉·鲍威尔, 亨利·鲍威尔, 大卫·桑德斯, 吉尔斯·特科斯伯里, 史蒂芬·欧文－怀特, 罗伯特·帕特里克·鲍威尔 申请人:威廉·鲍威尔, 亨利·鲍威尔