KR101216489B1 - 입력장치 및 입력장치의 제어방법 - Google Patents

Abstract

입력장치는 입력을 접수하기 위한 터치 센서(11), 상기 터치 센서(11)의 터치면(11a) 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부(12), 상기 터치면(11a)을 진동시키기 위한 촉각제공부(13), 및 상기 하중검출부(12)에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면(11a)을 가압하고 있는 가압 대상(가압 수단)에 대하여 클릭 촉감이 제공되도록, 상기 촉각제공부(13)의 구동을 제어하기 위한 제어부(15)를 구비한다. 상기 제어부(15)는, 상기 클릭 촉감이 가압 시에 제공된 후 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 상기 하중검출부(12)에 의해 검출된 가압 하중이 충족하는 경우, 상기 클릭 촉감에 대응하는 해제 촉감이 제공되도록 상기 촉각제공부(13)의 구동을 제어한다. 이에 따라, 조작자가 터치 센서를 조작할 때, 푸시-버튼 스위치가 조작될 때 얻어지는 것과 유사한 리얼한 클릭 촉감이 조작자에게 제공되어, 조작자가 위화감없이 연속적인 입력 조작을 할 수 있도록 한다.

Description

입력장치 및 입력장치의 제어방법{INPUT APPARATUS AND CONTROL METHOD OF INPUT APPARATUS}

본 출원은 2009년 7월 29일에 출원된 일본특허출원 제2009-177079호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전문이 본 명세서에 인용참조된다.

본 발명은 터치 센서들을 구비하는 입력장치들과 상기 입력장치들의 제어방법들에 관한 것이다.

최근, 휴대 전화 등의 휴대 단말, 전자계산기, 매표기 등의 정보 기기, 전자레인지, 텔레비전, 조명 기구 등의 가전 제품, 산업용 기기(FA 기기) 등에는 사용자에 의한 입력 조작을 접수하기 위한 조작부, 스위치 등의 입력장치들로서, 터치패널, 터치스위치 등의 터치 센서들을 구비한 입력장치들이 널리 사용되고 있다.

이러한 터치 센서들로는, 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식 등의 여러가지 방식들이 알려져 있다. 하지만, 이들 여하한의 방식의 터치 센서들은, 손가락이나 스타일러스 펜에 의한 터치 입력을 접수하고, 상기 터치 센서들 자체는 터치되는 경우에도, 푸시-버튼 스위치들과 달리, 물리적으로 변위되지는 않는다.

상기 터치 센서들은 터치되는 경우에 물리적으로 변위되지 않으므로, 조작자는 터치 입력이 접수되는 경우에도 입력에 대한 피드백을 얻을 수 없게 된다. 그 결과, 조작자가 같은 위치(same spot)를 다수회 터치하여 잘못된 입력이 되기 쉽고, 조작자에게 스트레스를 줄 수도 있다.

이러한 잘못된 입력들을 방지하는 방법들로는, 예를 들면 터치 입력이 접수될 때, 소리를 울리거나 또는 눌려진 영역에 따라 표시부 상에 그래픽으로 도시된 입력 버튼 등의 입력용 오브젝트들의 컬러 등의 표시 상태를 변경함으로써, 청각이나 시각에 의해 입력 조작들을 확인할 수 있는 방법들이 알려져 있다.

하지만, 이러한 청각적 피드백은 소음 환경하에서의 확인이 곤란해질 수도 있고, 사용되고 있는 기기가 매너 모드에 있는 경우에는 적용불가능하게 된다. 또한, 이러한 시각적 피드백을 이용할 때, 상기 표시부 상에 표시되어 있는 입력용 오브젝트가 작은 경우, 특히 조작자가 손가락을 이용하여 입력되고 있는 경우에는, 손가락에 의하여 상기 입력용 오브젝트가 차단되므로, 상기 표시 상태의 변화를 확인할 수 없는 경우도 있다.

또한 청각이나 시각적 감각에 의하지 않고, 터치 센서가 입력을 접수하는 경우에는, 터치 센서를 진동시켜 조작자의 손 끝에 촉각(tactile sensation)을 발생시키도록 한 피드백 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조).

선행 기술문헌

특허문헌

특허문헌 1: 일본특허공개 제2003-288158호

특허문헌 2: 일본특허공개 제2008-130055호

하지만, 상기 특허문헌 1 및 2에 개시된 기술들은 단지 조작자의 손 끝에 진동에 의한 촉각을 발생시키는 것이다. 즉, 터치 센서를 진동시킴으로써, 터치면에 접촉하고 있는 조작자의 손 끝에, 단지 "스로빙(throbbing)" 촉감만을 제공하는 것이다.

이들 장치들은, 예를 들면 터치 센서 상에 그래픽으로 도시된 푸시-버튼 스위치(푸시형 버튼 스위치)들과 같은 버튼 스위치들을 구비하고, 조작자가 상기 푸시-버튼 스위치(푸시형 버튼 스위치)들을 푸시할 의도로 조작할지라도, 상기 "스로빙" 촉감을 제공한다.

그러므로, 조작자가 푸시형 버튼 스위치들을 푸시(푸시할 의도로 조작)하더라도, 상기 조작자는 상기 푸시형 버튼 스위치들이 푸시될 때에 얻어지는 "클릭(Click)"으로서 리얼한 클릭 촉감(realistic click sensation)이 느껴지지 않으므로 위화감을 가질 수도 있게 된다.

그 결과, 특히 푸시-버튼 스위치(푸시형 버튼 스위치)들과 같은 버튼 스위치들이 그래픽으로 상기 터치 센서 상에 도시되어 있고, 상기 터치 센서에 대한 입력을 접수하기 위한 임계값이 낮은 경우에는, 상기 터치 센서에 손가락 등이 가볍게 접촉할 때에 촉감이 제공된다. 이에 따라, 조작자가 푸시하기 전의 의도하지 않은 동작(터치)에 반응하여 오조작들을 유발할 수도 있거나 또는 조작자가 푸시하기 전의 의도하지 않은 동작(터치) 시에 조작자에게 위화감을 줄 수도 있다. 여기서, 터치에 의한 입력을 터치 센서가 접수하는 임계값은 상기 터치 센서가 반응하는 임계값인데, 예를 들면 저항막 방식의 센서에 있어서는, 상부 도전막이 하부 도전막에 접촉되는 가압력의 임계값이며, 정전 용량 방식에 있어서는, 접촉에 의한 전기적 신호의 검출 임계값이다.

또한, 조작자의 손 끝에 적절한 피드백을 제공하기 위한 장치로서, 설정된 하중 임계값을 가지면서, 터치 센서가 손가락에 의해 눌러질 때 검출되는 가압 하중이 증가하여 하중 임계값에 도달하는 경우 뿐만 아니라, 상기 터치 센서로부터 손가락이 떨어질 때 검출되는 가압 하중이 감소하여 하중 임계값에 도달하는 경우에도, 상기 터치 센서를 진동시키는 장치가 고려된다. 조작자에 의한 가압 조작 및 해제 조작 각각에 따라 터치 센서를 진동시킬 수 있으므로, 상기 장치는 조작자에게 적절한 조작감을 제공할 수 있게 된다. 하지만, 터치 센서가 눌려질 때의 가압 하중이 하중 임계값을 초과하지 않고, 상기 하중 임계값과 같은 값까지만 검출되는 경우에는, 상기 터치 센서가 해제 시에는 진동되지 않고 가압 시에만 진동되어, 조작자에게 위화감을 줄 수도 있다. 특히, 연속적인 입력 조작이 상기 터치 센서 상에 그래픽으로 도시된 단 하나의 입력용 오브젝트에 대해 수행되는 경우에는, 상기 터치 센서가 입력 조작 시에 가압할 때에만 진동될 수 있고, 다음 입력 조작 시에는 가압 및 해제 시 모두에서 진동될 수도 있는데, 이는 조작자에게 상당한 위화감을 유발하게 된다.

이에 따라, 이러한 사정들을 고려한 본 발명의 목적은, 조작자가 터치 센서를 조작하는 경우, 푸시-버튼 스위치가 조작될 때 얻어지는 것과 유사한 리얼한 클릭 촉감을 제공할 수 있고, 조작자가 위화감을 느끼지 않으면서 연속적인 입력 조작(반복적인 탭)을 할 수 있도록 하는 입력장치 및 입력장치의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1형태에 따른 입력장치는,

입력을 접수하기 위한 터치 센서;

상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부;

상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부; 및

상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 클릭 촉감(click sensation)이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하고,

상기 제어부는, 상기 클릭 촉감이 제공된 후 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 충족하는 경우, 상기 클릭 촉감에 대응하는 해제 촉감(release sensation)이 상기 가압 대상에 대하여 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2형태에 따른 입력장치의 제어방법은, 입력을 접수하기 위한 터치 센서, 상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부, 및 상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부를 포함하여 이루어지는 입력장치의 제어방법으로서,

상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 클릭 촉감이 제공되도록 상기 촉각제공부를 구동시킨 다음, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 충족하는 경우, 상기 클릭 촉감에 대응하는 해제 촉감이 상기 가압 대상에 대하여 제공되도록 상기 촉각제공부를 구동시키는 단계를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3형태에 따른 입력장치는,

입력을 접수하기 위한 터치 센서;

상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부;

상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부; 및

상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하고,

상기 제어부는, 상기 클릭 촉감이 제공된 후 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 충족하는 경우, 상기 촉각과 동일한 촉각이 상기 가압 대상에 대하여 제공되도록 상기 촉각제공부의 구동을 제어한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제4형태에 따른 입력장치는,

입력을 접수하기 위한 터치 센서;

상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부; 및

상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부; 및

상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록 상기 촉각제공부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하고,

상기 제어부는, 상기 촉각이 제공된 후에 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 충족하는 경우, 상기 촉각과 상이한 촉각이 상기 가압 대상에 대하여 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어한다.

더욱이, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제5형태에 따른 입력장치의 제어방법은, 입력을 접수하기 위한 터치 센서, 상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부, 및 상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부를 구비한 입력장치의 제어방법으로서,

상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록 상기 촉각제공부의 구동을 제어한 다음, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 충족하는 경우, 상기 촉각과 동일한 촉각이 상기 가압 대상에 대하여 제공되도록 상기 촉각제공부의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.

나아가, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제6형태에 따른 입력장치의 제어방법은, 입력을 접수하기 위한 터치 센서, 상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부, 및 상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부를 구비한 입력장치의 제어방법으로서,

상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록 상기 촉각제공부의 구동을 제어한 다음, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 충족하는 경우, 상기 촉각과 상이한 촉각이 상기 가압 대상에 대하여 제공되도록 상기 촉각제공부의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 터치 센서 상의 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족한다면, 상기 터치 센서의 터치면이 진동되어 조작자에게 클릭 촉감을 제공하게 된다. 그리고, 상기 터치 센서 상의 가압 하중이 상기 제1기준보다 낮은 제2기준을 충족한다면, 상기 터치 센서의 터치면이 진동되어 상기 클릭 촉감에 대응하는 해제 촉감을 조작자에게 제공하게 된다. 이에 따라, 푸시-버튼 스위치가 조작될 때에 얻어지는 것과 유사한 리얼한 클릭 촉감을 조작자에게 제공할 수 있게 되어, 상기 조작자가 위화감없이 연속적인 입력 조작(반복적인 탭핑)을 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 푸시-버튼 스위치의 일반적인 하중 특성을 예시한 도면;
도 2는 가압 하중들이 상이한 각종 푸시-버튼 스위치들의 조작들에 대한 감각 평가들의 결과들을 예시한 도면;
도 3은 스트로크들이 상이한 각종 푸시-버튼 스위치들의 조작들에 대한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면;
도 4는 푸시-버튼 스위치의 조작 시 푸시 버튼에 발생되는 진동들의 측정 결과의 일례를 예시한 도면;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 입력장치의 개략적인 구성을 예시한 블록도;
도 6은 도 5에 도시된 입력장치의 하우징 구조의 일례를 도시한 도면;
도 7은 도 5에 도시된 입력장치에 의한 동작들의 흐름도;
도 8은 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중과 촉각을 제공하기 위한 해제의 기준 하중이 동일하게 설정되는 경우, 도 5에 도시된 입력장치에 의해 제공된 클릭 촉감의 일례를 예시한 도면;
도 9는 촉각을 제공하기 위한 해제의 기준 하중이 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중보다 적게 설정되는 경우, 도 5에 도시된 입력장치에 의해 제공된 클릭 촉감의 일례를 예시한 도면;
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 입력장치의 개략적인 구성을 예시한 블록도;
도 11은 도 10에 도시된 입력장치의 정면도;
도 12는 터치 센서를 진동시키는 주파수를 변화시키는 경우의 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면;
도 13은 터치 센서의 진동 진폭을 변화시키는 경우의 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면;
도 14는 터치 센서를 진동시키는 구동 신호의 주기를 변화시키는 경우의 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면;
도 15는 터치 센서를 진동시키는 구동 신호의 파형을 변화시키는 경우의 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면;
도 16은 터치 센서를 진동시키는 구동 신호의 파형과 상기 터치 센서의 진동 진폭의 실제 파형을 예시한 도면;
도 17은 해제 촉감이 있을 때와 없을 때를 비교하여 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들의 예시적인 결과들을 도시한 도면;
도 18은 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중과 촉각을 제공하기 위한 해제의 기준 하중이 동일하게 설정되는 경우, 연속적인 입력 시에 제공되는 촉각들의 일례를 예시한 도면;
도 19는 촉각을 제공하기 위한 해제의 기준 하중이 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중보다 낮은 값으로 설정되는 경우, 연속적인 입력 시에 제공되는 촉각들의 예시를 도시한 도면;
도 20은 촉각을 제공하기 위한 해제의 기준 하중이 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중과 근사하게 설정되는 경우, 연속적인 입력 시에 제공되는 촉각들의 일례를 도시한 도면;
도 21은 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중이 1N으로 설정되는 경우, 연속적인 입력 시의 촉각들에 대한 감각적인 평가들의 예시적인 결과들을 도시한 도면;
도 22는 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중이 2N으로 설정되는 경우, 연속적인 입력 시의 촉각들에 대한 감각적인 평가들의 예시적인 결과들을 도시한 도면; 및
도 23은 촉각을 제공하기 위한 가압의 기준 하중이 3N으로 설정되는 경우, 연속적인 입력 시의 촉각들에 대한 감각적인 평가들의 예시적인 결과들을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예들의 설명에 앞서, 본 발명에 따른 입력장치에 적용되는 클릭 촉감(click sensation)을 제공하는 방법의 원리에 대하여 설명한다.

후술하는 클릭 촉감을 제공하는 방법의 원리는 본 발명의 발명자들을 포함하는 연구원들의 공동 연구에 의해 밝혀졌다. 본 발명의 출원인은 이러한 원리에 기초한 입력장치를 이미 제안하였다(예를 들면, 일본측허출원 제2008-326281호 참조).

사람이 촉감으로서 느끼는 요소로는, 대상물에 접촉하는 경우에 뼈와 근육에 전해지는 하중에 의해 대상의 단단함이나 연함 등의 촉감을 느끼는 압감(pressure sensation)을 담당하는 신경과 상기 대상에 접촉할 때의 피부 표면에 전해지는 진동을 검출하여 대상의 질감 등을 느끼는 촉각(tactile sensation)을 담당하는 또다른 신경이 있다. 즉, 압감은 하중을 검출하는 반면, 촉각은 진동을 검출한다. 또한, 촉감은 일반적으로 압감과 촉각의 조합이다. 이에 따라, 푸시-버튼 스위치를 조작할 때의 "압감" 및 "촉각"에 대한 것과 유사한 자극을 터치 센서의 터치면 상에서 재현함으로써, 조작자에게 클릭 촉감을 제공하는 것이 가능해진다.

다른 한편으로, 정보기기 및 가전제품들에 사용되는 푸시-버튼 스위치로는, 예를 들면 메탈돔스위치(metal dome switch), 엠보스스위치(emboss switch), 러버스위치(rubber switch), 택타일스위치(tactile switch) 등이 널리 알려져 있다. 이러한 스위치들의 종류에 따라 푸시-버튼의 스트로크 및 인가되는 하중(가압력)에 있어서의 차이들은 있지만, 상기 일반적인 푸시-버튼 스위치들은 기본적으로 도 1에 도시된 바와 같은 하중 특성들을 가진다.

도 1에서의 가압 시의 하중 특성들에 있어서, A점에서 B점까지의 기간은, 상기 푸시 버튼의 가압 시작부터 압하(pressing down)하는 것에 거의 비례하여 하중이 증가하는 기간을 나타낸다. B점에서 C점까지의 기간은, 푸시 버튼의 압하에 의해 메탈돔 등의 볼록한 탄성부재가 버클링되어 하중이 급격하게 감소되는 기간을 나타낸다. C점에서 D점까지의 기간은, 상기 스위치의 접점이 폐쇄되어 압하에 거의 비례하여 하중이 증가하는 기간을 나타낸다.

다소의 히스테리시스(hysteresis)가 있지만, 해제 시의 푸시 버튼의 하중 특성들은 가압 시의 하중의 변화를 재추적한다. 즉, D점에서 E점까지의 기간은, 해제의 개시로부터 해제에 거의 비례하여 하중이 감소하는 기간을 나타내고, 상기 스위치의 접점이 닫힌 상태를 유지하는 기간이다. E점에서 F점까지의 기간은, 푸시 버튼의 해제에 의해 탄성부재가 버클링된 형태(buckled form)로부터 볼록한 형태로 복원되어 하중이 급격하게 증가하는 기간으로, 이 기간의 개시에 의해 상기 스위치의 접점이 개방된다. F점에서 G점까지의 기간은, 상기 탄성부재의 복원 이후 상기 푸시 버튼으로부터 손가락이 해제되는 기간을 나타내고, 상기 해제에 거의 비례하여 하중이 감소하는 기간이다.

도 1에 도시된 하중 특성들에 있어서, 상기 푸시 버튼의 최대 스트로크는, 예를 들어 메탈돔스위치, 엠보스스위치 및 택타일스위치의 경우에는 1 mm 이하이고, 러버스위치의 경우에도 3 mm 이하로 작다. 또한, B점에 있어서의 하중은, 메탈돔스위치, 엠보스스위치, 택타일스위치의 경우에 있어서, 예를 들면 1N 내지 6N 전후이며, 러버스위치의 경우에는 예를 들면 0.5N 전후이다. 상기 여하한의 푸시-버튼 스위치들을 조작하는 경우에도 조작자는 클릭 촉감을 느낄 수 있다.

이와 같이, 상기 연구자들은 푸시-버튼 스위치가 어떠한 움직임을 행한 경우에 "압감" 및 "촉각"에 의해 생성되는 클릭 촉감을 제공하는지에 관하여 연구하였다. 우선, 클릭 촉감, 스트로크의 변화 또는 가압 하중의 변화를 야기하는 것이 어떤 것인지를 연구하였다.

도 2는 가압 하중들이 상이한 다양한 푸시-버튼 스위치들을 조작하는 경우에 조작자가 어떻게 느끼는지에 관한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면이다. 가로축은 실제 가압 하중을 나타내고, 세로축은 푸시-버튼 스위치에 관하여 조작자가 무겁거나 가볍다고 느끼는지를 1점 ~ 7점의 규모로 나타낸다. 조작자로서 피험자들은 휴대 단말들의 사용에 익숙한 5명의 사람이었다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 가압 하중들이 높은 푸시-버튼 스위치들은 무거운 것이라고 인식할 수 있고, 가압 하중들이 낮은 푸시-버튼 스위치들은 가벼운 것이라고 인식할 수 있다는 것이 도시되어 있다.

도 3은 스트로크들이 상이한 다양한 푸시-버튼 스위치들을 조작하는 경우에 조작자가 어떻게 느끼는지에 관한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면이다. 가로축은 실제 스트로크들을 나타내고, 세로축은 푸시-버튼 스위치들에 관하여 조작자들이 길거나 짧다고 느끼는지를 1점 ~ 7점의 규모로 나타낸다. 조작자로서 피험자들은 도 2에 도시된 감각적인 평가들에 수반되는 것과 동일한 휴대 단말의 사용에 익숙한 5명의 사람이었다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 미소한 스트로크가 길었거나 짧았는지의 여부를 명확하게 인식할 수는 없다.

상기 제시된 감각적인 평가들의 결과들은, 사람이 하중의 차이는 인식할 수 있지만, 미소한 스트로크의 차이는 인식할 수 없다는 것을 보여준다.

그러므로, 상기 연구자들은 가압 하중의 변화에 초점을 맞추었다. 즉, 인간이 스트로크의 차이를 인식할 수 없기 때문에, 터치 센서 등의 한 평면상에서의 가압 하중, 즉 압감에 대한 자극이 도 1의 A, B 및 C 점들과 같이 변화되는 경우, 사람이 클릭 촉감을 느낄 수 있는지의 여부를 연구하였다. 그러므로, 수직방향으로 변위가능한 플레이트를 가지는 실험 장치가 준비되었다. 그리고, 상기 플레이트가 도 1에 도시된 A점에서 B점까지 압하되었고, 하중이 B점에서의 하중에 도달한 시점에, 상기 플레이트가 순간적으로 하방으로 약간 변위되어 B, C 점들 간의 하중의 변화를 재현하였다.

그 결과, 푸시-버튼 스위치를 "눌렀다"라고 말하는 "압하감"이 얻어졌지만, 예컨대 메탈돔스위치를 조작하는 경우에 얻어질 수도 있는 리얼한 클릭 촉감은 얻어지지 않았다. 즉, 리얼한 클릭 촉감을 얻기 위해서는, 스트로크와 하중 간의 관계에 의해 판명될 수 없는 또다른 요소가 있다는 것이 밝혀졌다.

이와 같이, 상기 연구자들은 다음으로 "압감" 뿐만 아니라 또다른 감각인 "촉각"에 관해서도 주목하여 연구하였다. 이에 따라, 메탈돔스위치들의 푸시-버튼 스위치들을 구비한 입력장치가 탑재된 다양한 휴대 단말에 의하면, 상기 연구자들은 푸시 버튼들이 조작되었을 때에 푸시 버튼들에 생기는 진동들을 측정하였다. 그 결과, 가압 하중이 도 1의 B점에 도달한 시점에, 즉 메탈돔이 버클링되기 시작한 시점에, 상기 푸시 버튼은 대략 100～200 Hz의 주파수에서 진동한다는 것이 판명되었다.

도 4는 이러한 측정 결과의 일례를 예시한 도면이다. 가로축은 가압 경과 시간을 나타내는 반면, 세로축은 진동 진폭을 나타낸다. 이러한 푸시-버튼 스위치는, 도 1의 B점에 있어서 도 4에 실선으로 도시된 바와 같이 진동한다. 이에 따라, 이러한 푸시-버튼 스위치를 가압할 때, 사람이 대략 6 ms(대략 170 Hz의 주파수)의 진동 자극의 1 주기분을 받는다는 것이 판명되었다. 또한, 해제 시에 상기 푸시-버튼 스위치 상의 가압 하중이 도 1의 F점에 도달한 시점, 즉 메탈돔이 버클링된 상태로부터 복원된 시점에, 상기 푸시-버튼 스위치는 도 4에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 진동하였다. 이에 따라, 상기 푸시-버튼 스위치를 해제시킬 때, 사람이 대략 8 ms(대략 125 Hz의 주파수)의 진동 자극의 1 주기분을 받고 있는 것으로 판명되었다.

이에 따라, 터치 센서와 같은 플레이트 형태의 터치면이 압하되는 경우에는, 도 1에 도시된 A점에서 B점까지 하중이 있을 때에 조작자가 진동없이 상기 터치면을 자발적으로 압하하게 하여 상기 입력장치가 압감을 자극하고, B점에서는, 예를 들면 주파수 170 Hz로 상기 터치면을 1 주기분으로 진동시켜 촉각을 자극하면, 또는 실제로 푸시-버튼 스위치로부터 측정된 진동 파형을 조작자에게 제공하여 촉각을 자극한다면, 조작자에 대하여, 도 4에 도시된 바와 같이 측정의 결과에 관련된 푸시-버튼 스위치를 조작하는 경우에 얻어지는 것과 유사한 클릭 촉감을 제공할 수 있게 된다.

상기 원리에 기초한 본 출원인에 의한 상기 제안의 입력장치에 따르면, 상기 터치면이 가압되는 경우, 가압 하중이 입력을 접수하기 위한 소정의 기준을 충족시킬 때까지는 압감이 자극되고, 상기 기준이 충족되는 경우, 상기 진동부에 의해 소정의 구동 신호, 즉 일정 주파수, 구동 시간인 주기(파장), 파형 및 진동 진폭으로 상기 터치면을 진동시켜 촉각이 자극된다.

또한, 상기 푸시-버튼 스위치를 조작하는 경우, 가압 시 뿐만 아니라 해제 시에도 사람이 상기 푸시-버튼 스위치로부터 손가락에서의 촉각에 대하여 도 4에 도시된 바와 같이 자극을 얻는다. 이와 같이, 본 출원인에 의한 본 발명에 따른 입력장치는 해제 시에도 클릭 촉감을 조작자에게 제공한다(이하, 해제 시의 클릭 촉감을 임의로 해제 촉감이라고도 함). 이에 따라, 상기 입력장치가 상기 푸시-버튼 스위치를 압하할 때에 얻어지는 것과 유사한 보다 리얼한 클릭 촉감을 조작자에게 제공하게 된다.

더욱이, 이동 단말들에 채택된 본 출원인에 의한 상기 제안에 따른 입력장치에 있어서는, 예컨대 클릭 촉감을 제공하기 위한 가압의 기준에 대응하는 해제 촉감을 제공하기 위한 기준이 적절하게 설정되어, 동일한 입력용 오브젝트가 계속해서 입력되어, 입력되어 있는 전화번호, 메시지 등에서 종종 수행되는 소위 반복적인 탭에 있어서 위화감을 느끼지 않으면서 조작자에게 리얼한 클릭 촉감을 제공하게 된다.

상술된 원리를 기초로 본 발명의 실시예들을 첨부 도면들을 참조하여 설명한다.

본 발명은 터치 센서가 입력을 접수하는 동작과는 별도로 가압 하중을 검출하고, 상기 터치 센서를 진동시킴으로써, 상기 터치 센서의 조작자에 대하여 푸시-버튼 스위치가 압하될 때에 얻어지는 것과 유사한 리얼한 촉감을 제공한다. 즉, 터치 센서가 조작되는 경우, 상기 터치 센서가 입력을 접수하는 동작과는 별도로 가압 하중이 검출되고, 상기 터치 센서의 터치면에 대한 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 기준을 충족시킨다면, 조작자에게 위화감을 주지 않으면서 리얼한 클릭 촉감이 제공되도록 상기 터치면이 진동된다.

(제1실시예)

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 입력장치의 개략적인 구성을 예시한 블록도이다. 이러한 입력장치는, 터치 센서(11), 하중검출부(12), 촉각제공부(13), 표시부(14), 및 전체 동작들을 제어하기 위한 제어부(15)를 구비한다. 상기 터치 센서(11)는 상기 표시부(14)에 대한 손가락 등에 의한 입력을 접수하는 것으로, 예를 들면 저항막 방식, 정전 용량 방식, 광학 방식 등의 공지된 방식의 것으로 구성될 수도 있다. 상기 하중검출부(12)는, 상기 터치 센서(11)의 터치면에 인가된 가압 하중을 검출하는 것으로, 예를 들면 스트레인 게이지 센서(strain gauge sensor), 압전 소자(piezoelectric element) 등의 하중에 대하여 선형으로 반응하는 소자를 포함할 수도 있다. 상기 촉각제공부(13)는, 상기 터치 센서(11)의 터치면을 진동시키는 것으로, 예를 들면 압전 진동자(piezoelectric vibrator)를 포함할 수도 있다. 상기 표시부(14)는, 상기 푸시-버튼 스위치(푸시형 버튼 스위치)와 같은 입력 버튼 등의 입력용 오브젝트를 표시하는 것으로, 예를 들면 액정 표시 패널, 유기 EL 표시 패널 등으로 구성될 수도 있다.

도 6은 도 5에 도시된 입력장치의 하우징 구조의 일례를 도시하고 있고; 도 6(a)는 주요부의 단면도이며, 도 6(b)는 상기 주요부의 평면도이다. 상기 표시부(14)는 하우징(21) 안에 수납되어 있다. 상기 표시부(14) 상에는, 탄성 부재들로 이루어진 인슐레이터(22)들을 통해 상기 터치 센서(11)가 배치되어 있다. 본 실시예에 따른 입력장치에 있어서, 상기 표시부(14) 및 상기 터치 센서(11)는 평면도로 볼 때 직사각형의 모양이고, 상기 터치 센서(11)는 도 6(b)에 이점쇄선으로 도시된 상기 표시부(14)의 표시 영역 A 외부의 네 코너들에 배치된 인슐레이터(22)들을 통해 상기 표시부(14) 상에 배치되어 있다.

또한, 상기 하우징(21)에는, 상기 표시부(14)의 표시 영역 외부에 상기 터치 센서(11)의 표면 영역을 커버하고 있는 상부커버(23)가 제공되어 있다. 상기 상부커버(23)와 상기 터치 센서(11) 사이에는, 탄성 부재로 이루어진 인슐레이터(24)가 배치된다.

도 6에 도시된 터치 센서(11)는, 예컨대 투명 필름이나 유리로 구성되고, 이면 부재는 유리나 아크릴로 구성되는 터치면(11a)을 가지는 표면 부재를 구비할 수도 있다. 상기 터치 센서(11)는, 상기 터치면(11a)이 압하되는 경우, 푸시된 부분이나 그 구조체가 상기 가압력에 따라 약간 구부러지도록(변형되도록) 설계될 수도 있다.

상기 터치 센서(11) 상에 인가된 하중(가압력)을 검출하기 위한 스트레인 게이지 센서(31)가, 상기 상부커버(23)에 의해 덮혀지는 각각의 주변부에 근접한 위치에서 상기 터치 센서(11)의 표면 상에 접착 등에 의해 제공된다. 또한, 상기 터치 센서(11)의 이면 상에는, 대향하는 2개의 변 각각에 근접한 위치에, 상기 터치 센서(11)를 진동시키기 위한 압전 진동자(32)가 접착 등에 의해 제공되어 있다. 즉, 도 6에 도시된 입력장치는, 4개의 스트레인 게이지 센서(31)들을 포함하는 도 5에 도시된 하중검출부(12) 및 2개의 압전 진동자(32)를 포함하는 촉각제공부(13)를 구비한다. 또한, 상기 촉각제공부(13)는 상기 터치 센서(11)를 진동시켜 상기 터치면(11a)을 진동시키게 된다. 도 6(a)에 도시된 하우징(21), 상부커버(23) 및 인슐레이터(24)는 도 6(b)에는 생략되어 있다는 점에 유의해야 한다.

도 7은 본 실시예에 따른 입력장치의 동작들의 흐름도이다. 상기 제어부(15)는, 상기 터치 센서(11)에 대한 입력을 모니터링하는 것과 함께, 상기 하중검출부(12)에 의해 검출되는 하중을 모니터링한다. 그리고, 상기 제어부(15)는 상기 터치 센서(11)에 대한 손가락, 스타일러스 펜 등의 가압 대상(가압 수단)에 의한 입력이 상기 표시부(14) 상에 표시된 입력용 오브젝트에 대한 입력인 지의 여부를 검출한다(단계 S701). 그 결과, 상기 입력용 오브젝트에 대한 입력인 것으로 검출하는 경우에는, 상기 제어부(15)가 상기 표시부(14) 내의 가압 대상(가압 수단)에 의하여 접촉된 부분(입력 부분)의 표시 상태를, 색을 바꾸는 등에 의하여 변경한다(단계 S702).

또한, 상기 제어부(15)는, 상기 하중검출부(12)에 의해 검출되는 가압 하중이 상기 터치 센서(11) 상의 가압에 의해 증가하여, 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는지의 여부도 검출한다(단계 S703). 그 결과, 상기 가압 하중이 기준을 충족시킨 것으로 검출되는 경우에는, 상기 제어부(15)가 상기 촉각제공부(13)를 소정의 구동 신호로 구동시킨다. 이에 따라, 상기 터치 센서(11)가 소정의 진동 패턴으로 진동되어 클릭 촉감을 제공하게 된다(단계 S704). 상기 하중검출부(12)는, 예를 들면 4개의 스트레인 게이지 센서(31)들의 평균 출력값으로부터 하중을 검출한다는 점에 유의해야 한다. 또한, 상기 촉각제공부(13)는, 예를 들면 2개의 압전 진동자(32)를 동상으로(in phase) 구동시킨다.

여기서, 단계 S703에서 검출될 촉각을 제공하기 위한 가압 하중의 제1기준은, 예를 들면 도 1에 도시된 B점에서의 하중이다. 이에 따라, 상기 가압 하중의 제1기준은, 의도된 푸시-버튼 스위치의 가압 시의 하중 특성에 따라 적절하게 설정될 수도 있다. 예를 들면, 상기 가압 하중의 제1기준은, 상기 터치 센서(11)가 반응하는 하중과 같게 설정될 수도 있고(상기 촉각을 제공하는 타이밍을 상기 터치 센서(11)에 의한 반응 타이밍과 동일하게 설정함), 또는 상기 터치 센서(11)가 반응하는 하중보다 높게 설정될 수도 있다(상기 터치 센서(11)에 의한 반응 타이밍보다 느리게 상기 촉각을 제공하는 타이밍을 설정함). 특히, 휴대 단말에 적용되는 경우에 있어서는, 상기 터치 센서(11)가 반응하는 하중 이상(상기 터치 센서(11)의 반응 타이밍보다 상기 촉각을 제공하는 타이밍을 느리게 설정함)으로 상기 가압 하중의 기준을 사용자가 자유롭게 설정할 수도 있어, 연배의 사용자가 그것을 보다 무겁게(보다 느리게) 설정할 수 있는 반면, 메시지들을 빈번하게 기록하는 사용자는 그것을 보다 가볍게(보다 빠르게) 설정할 수 있게 된다.

또한, 단계 S704에서 상기 촉각제공부(13)를 구동하기 위한 소정의 구동 신호, 즉 촉각을 자극하는 일정 주파수, 주기(파장), 파형 및 진동 진폭은 제공될 클릭 촉감에 따라 적절하게 설정될 수도 있다. 예를 들어, 휴대 단말들에 사용되는 메탈돔스위치로 대표되는 클릭 촉감을 제공하기 위해서는, 상기 제1기준의 가압 하중이 인가되는 상기 시점에, 예컨대 170 Hz의 주파수를 갖는 사인파로 이루어지는 1 주기분의 구동 신호에 의해 상기 촉각제공부(13)가 구동되어, 상기 제1기준의 가압 하중이 그 위에 인가되는 상태에서 상기 터치면(11a)을 대략 15 ㎛로 진동시키게 된다. 이에 따라, 상기 조작자에게 리얼한 클릭 촉감을 제공할 수 있게 된다.

그리고, 상기 하중검출부(12)에 의해 검출된 하중이 촉각을 제공하기 위한 제2기준을 충족시키는 것을 해제 시에 검출하는 경우에는(단계 S705), 상기 제어부(15)가 소정의 구동 신호로 상기 촉각제공부(13)를 구동시켜, 가압 시와 동일한 방식으로 소정의 진동 패턴으로 상기 터치 센서(11)를 진동시킴으로써(단계 S706), 상기 터치 센서(11)를 가압하고 있는 가압 대상(가압 수단)을 통해 해제 촉감이 조작자에게 제공되도록 한다. 또한, 상기 촉각제공부(13)를 구동하는 것과 거의 동시에, 상기 제어부(15)는 원래 상태로 리턴시키는 것 등에 의하여 상기 가압 대상(가압 수단)에 의해 접촉된 상기 표시부(14) 상의 위치(입력 위치)의 표시 상태를 변화시킨다(단계 S707). 이에 따라, 입력 조작이 완료된 것을 조작자가 인식하게 된다.

여기서, 단계 S705에서 해제 시에, 즉 클릭 촉감이 가압 시에 제공된 이후 검출될 촉각을 제공하기 위한 제2기준의 하중은, 단계 S703에서 검출된 가압 시의 하중보다 낮게, 바람직하게는 후술하는 바와 같이 가압 시의 하중의 50~80%의 범위 내의 여하한의 값으로 설정된다. 또한, 단계 S706에서 해제 시, 상기 촉각제공부(13)를 구동하는 구동 신호는 단계 S704에서 가압 시의 상기 구동 신호와 동일하거나 상이하게 이루어질 수도 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 가압 시의 구동 신호는 170 Hz의 주파수를 가질 수도 있는 한편, 해제 시의 구동 신호는 125 Hz의 주파수를 가질 수도 있다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 입력장치는, 상기 하중검출부(12)에 의해 검출된 상기 터치 센서(11)에 인가되는 하중이 상기 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시킬 때까지 압감을 자극하고, 상기 제1기준이 충족되는 경우, 상기 촉각제공부(13)를 소정의 구동 신호로 구동시켜, 상기 터치면(11a)이 소정의 진동 패턴으로 진동되도록 상기 촉각을 자극시킨다. 이에 따라, 상기 입력장치가 상기 조작자에 대하여 클릭 촉감을 제공하여, 상기 입력 조작이 완료된 것을 조작자에게 인식시키게 된다. 따라서, 푸시-버튼 스위치(푸시형 버튼 스위치) 등의 버튼 스위치가 상기 터치 센서 상에 그래픽으로 도시되어 있는 경우에도, 상기 푸시-버튼 스위치를 조작하는 경우에 얻어지는 것과 유사한 리얼한 클릭 촉감을 느끼는 입력 조작을 조작자가 수행할 수 있으므로, 상기 조작자가 위화감을 느끼지 않게 될 수 있다. 더욱이, 조작자가 상기 터치 센서(11)를 "눌렀다"라고 하는 의식과 연계하여 입력 조작을 행할 수 있으므로, 단순한 탭핑에 의해 야기되는 잘못된 입력도 방지하게 된다.

또한, 촉각을 제공하기 위한 가압 하중의 제1기준이, 상기 터치 센서(11)가 반응하는 하중보다 높게 설정되는 경우(상기 터치 센서(11)에 의한 반응 타이밍보다 느리게 상기 촉각을 제시하는 타이밍을 설정함), 상기 입력장치는 상기 터치면(11a)에 대한 터치 조작에 따라 입력 위치를 결정하고, 상기 표시부(14)의 대응하는 부분에서의 입력용 오브젝트의 표시 상태를 변경한다. 그리고, 상기 하중검출부(12)에 의해 검출된 상기 터치면(11a) 상의 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우에는, 상기 입력장치가 상기 촉각제공부(13)를 구동하여 클릭 촉감을 제공하여, 상기 입력 위치를 확정하여 소정의 처리를 실행하도록 하는 것이 가능해진다. 이 경우, 상기 조작자는, 상기 표시부(14) 상에 표시된 입력용 오브젝트의 표시 상태의 변화를 살펴 상기 입력용 오브젝트가 선택된 것을 확인할 수 있다. 더욱이, 상기 터치면(11a)을 가압할 때에 조작자에게 제공된 클릭 촉감에 의하면, 상기 선택된 입력용 오브젝트가 결정된 것을 상기 조작자가 인식할 수 있게 된다. 이에 따라, 소위 방황하는 손가락(wandering finger)에 의한 잘못된 입력을 방지하게 된다.

더욱이, 본 실시예에 따른 입력장치는, 상기 클릭 촉감이 가압 시에 제공된 이후 해제 시에 제1기준보다 낮은 제2기준을, 상기 하중검출부(12)에 의해 검출된 하중이 충족시키는 경우, 가압 시와 동일한 방식으로 소정의 진동 패턴으로 상기 터치 센서(11)를 진동시키기 위하여 소정의 구동 신호와 함께 상기 촉각제공부(13)를 구동시키므로, 가압 시에 상기 클릭 촉감에 대응하는 해제 촉감을 제공할 수 있게 된다. 이에 따라, 가압 시의 클릭 촉감과 조합하여, 상기 푸시-버튼 스위치와 더욱 유사한 클릭 촉감을 조작자에게 제공할 수 있게 된다.

예를 들어, 상기 촉각제공부(13)를 구동시키는 것과 동일한 기준 하중이 가압 시와 해제 시에 설정되는 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 가압 시의 최대 하중이 기준 하중을 초과한다면, 가압 및 해제 시의 클릭 촉감과 각각 유사한 클릭 촉감 및 해제 촉감을 제공할 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 푸시-버튼 스위치의 것과 더욱 유사한 클릭 촉감을 조작자에게 제공할 수 있게 된다. 하지만, 가압 대상(가압 수단)이 가압의 기준 하중에서 후퇴되는 경우에는, 상기 촉각제공부(13)가 해제 시에 구동되지 못할 수도 있고, 또는 상기 조작자가 상기 기준 하중에서 가압 하중을 유지하고자 하는 경우에는 예상치 못한 해제 촉감이 제공될 수도 있어, 조작자에게 위화감을 줄 수도 있다는 우려가 있다.

이와는 대조적으로, 본 실시예에 따른 입력장치에 따르면, 해제 시에 상기 촉각제공부(13)를 구동시키기 위한 제2기준하중이 도 9에 도시된 바와 같이 가압 시의 제1기준보다 낮게 설정되므로, 해제 시의 해제 촉감 및 그에 따른 상기 푸시-버튼 스위치와 더욱 유사한 클릭 촉감을 조작자에게 확실하게 제공하게 된다. 특히, 해제 시 상기 촉각제공부(13)를 구동시키기 위한 제2기준이 가압 시 상기 촉각제공부(13)를 구동시키기 위한 제1기준하중의 50~80% 범위 내의 값으로 설정되는 경우에는, 상기 터치 센서(11) 상에 그래픽으로 도시된 단 하나의 입력용 오브젝트에 대한 연속적인 입력 시 리얼한 클릭 촉감에 의하여 매끄러운 연속 입력 조작을 가능하게 한다. 도 8, 도 9 및 기타 도면들에 있어서, "Cli" 및 "Ck"는 사람이 느끼는 클릭 촉감을 나타낸다는 점을 유의해야 한다.

(제2실시예)

도 10 및 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 입력장치를 예시하고 있고; 도 10은 개략적인 구성의 블록도이며, 도 11은 정면도이다. 상기 입력장치는, 예를 들어 휴대 단말 상에 탑재되는 것으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 입력을 접수하기 위한 터치 센서(41), 상기 터치 센서(41) 상의 입력 위치에 기초한 정보를 표시하기 위한 표시부(43), 상기 터치 센서(41)에 대한 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부(44), 상기 터치 센서(41)를 진동시키기 위한 촉각제공부(45) 및 전체 동작들을 제어하기 위한 제어부(46)를 구비한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 상기 터치 센서(41) 상에는, 미리 인쇄나 접착 등에 의해 숫자키 등의 복수의 입력용 오브젝트(41a)가 제공되어 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 입력장치에 있어서는, 각각의 입력용 오브젝트(41a)가 터치면을 구성하고 있다. 인접하는 복수의 입력용 오브젝트(41a)들을 가압하는 오입력을 방지하기 위해서는, 입력을 접수하기 위한 각각의 입력용 오브젝트(41a)의 유효 가압 영역이 상기 입력용 오브젝트(41a)의 배치 영역보다 작게 설정된다. 도 10에 있어서, 상기 하중검출부(44) 및 상기 촉각제공부(45)는, 도 6에 도시된 입력장치의 경우와 동일한 방식으로, 각각 스트레인 게이지 센서 및 압전 진동자들을 구비한다는 점을 유의하여야 한다.

상기 제어부(46)는, 상기 터치 센서(41)에 대한 입력 및 상기 하중검출부(44)에 의해 검출되는 하중을 각각 모니터링한다. 상기 하중검출부(44)에 의해 검출되는 가압 하중이 상기 터치 센서(41) 상의 가압에 의해 증가하면서 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 제어부(46)는 상기 촉각제공부(45)를 소정의 구동 신호로 구동하여 상기 터치 센서(41)를 미리 설정한 소정의 진동 패턴으로 진동시킴으로써, 상기 터치면(11a)을 진동시키게 된다.

즉, 상기 터치 센서(41)에 의한 입력용 오브젝트의 유효 가압 영역에 대한 입력의 검출과는 별도로, 상기 제어부(46)는 가압 하중을 검출하고, 상기 제1실시예에 따른 입력장치의 경우와 동일한 방식으로, 상기 터치 센서(41) 상의 하중이 증가하면서 촉각을 제공하는 제1기준을 충족시키는 시점에, 예를 들면 170 Hz의 일정 주파수를 갖는 사인파로 이루어지는 1 주기분의 구동 신호에 의해 상기 촉각제공부(45)를 구동시켜, 상기 터치 센서(41)가 대략 15 ㎛로 진동되는 한편, 상기 제1기준을 충족시키는 하중이 그 위에 인가되게 된다. 이에 따라, 조작자에 대하여 클릭 촉감이 제공되게 된다. 또한, 상기 제어부(46)는, 상기 터치 센서(41) 상에서 검출된 입력을 접수함으로써, 상기 표시부(43)를 제어하여 상기 입력에 응답하여 표시하게 된다.

그리고, 상기 하중검출부(44)에 의해 검출된 하중이 상기 제1기준보다 낮은 해제 시의 촉각을 제공하기 위한 제2기준을 충족시키는 것으로 검출되는 경우, 상기 제어부(46)는 제1실시예에 따른 입력장치와 동일한 방식으로 소정의 구동 신호를 가지고 상기 촉각제공부(45)를 구동시켜, 상기 터치 센서(41)를 소정의 진동 패턴으로 진동시키게 된다.

이에 따라, 상기 촉각을 제공하는 기준 가압 하중이 상기 터치 센서(41)가 반응하는 하중 이상으로 설정되는 경우, 상기 조작자는, 상기 제1실시예와 동일한 방식으로, 상기 푸시-버튼 스위치를 조작할 때에 얻어지는 것과 유사한 리얼한 클릭 촉감을 느끼면서 상기 터치 센서(41) 상에서 입력 조작을 수행할 수 있으므로, 상기 조작자가 위화감을 느끼지 않게 된다. 더욱이, 조작자가 상기 터치 센서(41)를 "눌렀다"라고 하는 의식과 연계하여 입력 조작을 행할 수 있으므로, 단순한 탭핑에 의해 야기되는 잘못된 입력을 방지하게 된다.

또한, 가압 시에 촉각이 제공된 이후 해제 시, 상기 하중검출부(44)에 의해 검출된 가압 하중이 가압 시의 제1기준보다 낮은 제2기준을 충족시킨다면, 상기 촉각제공부(45)가 소정의 구동 신호로 구동되어, 가압 시와 동일한 방식으로 소정의 진동 패턴으로 상기 터치 센서(41)를 진동시킴으로써, 가압 시의 클릭 촉감에 대응하는 해제 촉감을 확실하게 제공하게 된다. 이에 따라, 가압 시의 클릭 촉감과 조합하여, 상기 푸시-버튼 스위치와 더욱 유사한 클릭 촉감을 조작자에게 제공할 수 있게 된다. 특히, 해제 시 상기 하중검출부(44)를 구동하기 위한 제2기준이 가압 시 상기 하중검출부(44)를 구동시키기 위한 제1기준하중의 대략 50~80%의 범위 내의 값으로 설정된다면, 리얼한 클릭 촉감을 가진 매끄러운 연속 입력 조작을 가능하게 한다.

이하, 상술된 클릭 촉감 제공 방법의 원리에 대한 탐구와 함께, 상기 연구자들이 행한 상기 실시예들에 따른 입력장치의 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들의 결과들에 대해서 설명한다. 후술하는 감각적인 평가들의 결과들은, 상술된 본 출원인에 의해 앞서 제안된 입력장치를 이용하여 행하여졌다.

단말들의 기종들에 따라 어느 정도의 편차는 있지만, 시판되는 휴대 단말들에 널리 사용되는 메탈돔스위치들은 대체로 6 N 이하, 일반적으로는 3 N 이하의 소정의 하중이 그 위에 인가되면, 급격하게 하중이 감소하는 하중 특성을 가지고 있다. 이와 같이, 상기 연구자들은 우선 진동부(본 발명의 촉각제공부에 대응됨)가 가압 시에만 구동되는 경우에 클릭 촉감의 감각적인 평가들을 행하였다. 이러한 감각적인 평가들에 있어서는, 가압 시 상기 진동부의 구동 개시를 위한 터치 센서 상의 하중(도 1의 B점에서의 하중)이 1.5 N으로 설정되었고, 파라미터들은 구동 신호의 주파수, 주기(파장) 및 파형이었다.

상기 평가들의 예시적인 결과들이 도 12 내지 도 15에 도시되어 있다. 도 12 내지 도 15에 있어서, 피험자들은 도 2 및 도 3에 도시된 감각적인 평가들에 수반되는 것과 동일한 5명의 사람이었다. 3가지 평가 항목들은 "클릭 촉감을 느낌", "느낌이 좋음" 및 "휴대 단말과 유사한" 촉감이었다. 상기 항목 "클릭 촉감을 느낌"에 있어서는, "느끼지 않는다"가 1점이고 "강하게 느낀다"가 7점이다. 상기 항목 "느낌이 좋음"에 있어서는, "나쁘다"가 1점이고 "좋다"가 7점이다. 상기 항목 "휴대 단말과 유사함"에 있어서는, "유사하지 않음"이 1점이고 "매우 유사함"이 7점이다. 각 항목의 점수는 5명의 평균점을 나타낸다.

도 12는 주파수를 변화시키는 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 상기 감각적인 평가들에 있어서는, 상기 진동부를 구동하기 위한 구동 신호의 주기(파장), 즉 구동 시간이 1 주기이고, 파형이 사인파이며, 주파수는 50～250 Hz의 범위에서 변화되었다. 상기 구동 신호의 진폭은, 상기 터치 센서 상에 소정의 기준 하중이 인가되어 있는 상태에서, 15 ㎛의 진동 진폭이 얻어질 수 있는 레벨로 설정되었다.

그 결과, 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 170 Hz의 주파수에서 최고의 평가가 얻어졌지만, 사람은 140 Hz 이상의 주파수에서 휴대 단말과 유사한 클릭 촉감을 얻을 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

도 13은 구동 신호의 진폭을 변화시키는 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 상기 감각적인 평가들에 있어서는, 상기 진동부를 구동하기 위한 구동 신호의 주파수가 170 Hz 였고, 주기는 1 주기였으며, 파형은 사인파였다. 상기 신호 진폭은, 상기 터치 센서가 가압되지 않은 무부하 상태에서, 상기 터치 센서가 1～35 ㎛의 범위 내의 소정의 진폭으로 진동되도록 변화되었다. 부하가 없는 진동 진폭의 조건 하에, 상기 터치 센서에 1.5 N의 하중이 인가될 때에 상기 진동부가 구동되어, 각각의 항목을 평가하였다. 도 13의 가로축은 상기 터치 센서 상의 부하가 없는 진동 진폭에 대응하여 1.5 N의 하중이 인가된 경우의 진동 진폭을 나타낸다. 그 결과, 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 1.5 N의 하중이 가해진 상태에서는, 상기 진동 진폭이 15 ㎛ 이상인 경우, 사람이 클릭 촉감을 충분하게 느낄 수 있다는 것을 확인하였다. 즉, 상기 터치 센서 상에 1.5 N의 하중이 인가되는 상태에서, 170 Hz의 일정 주파수로, 상기 터치 센서가 15 ㎛ 이상의 진동 진폭을 가지고, 단지 1 주기분 동안만 진동되는 경우에 사람이 클릭 촉감을 느낄 수 있다.

도 14는 상기 주기(파장), 즉 구동 시간을 변화시키는 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 상기 감각적인 평가들에 있어서는, 상기 진동부를 구동하기 위한 구동 신호의 파형이 사인파였고, 신호 진폭은 상기 터치 센서 상에 소정의 기준 하중이 인가되는 상태에서 15 ㎛의 진동 진폭을 얻도록 설정되었으며, 주파수는 170 Hz였고, 주기는 1/4 내지 3 주기의 범위에서 변화되었다. 1/4 주기 및 1/2 주기에 있어서, 상기 신호 진폭은 상기 터치 센서 상의 진동 변위가 다른 주기들과 거의 동일하도록, 즉 대략 15 ㎛의 진동 진폭을 얻도록 설정되었다. 그 결과, 도 14에서 볼 수 있는 바와 같이, 주기(파장)이 1 주기인 경우에 가장 높은 평가가 얻어졌다. 또한, 5/4 주기 및 1 주기 미만이라도 대체로 양호한 결과가 얻어졌지만, 3/2 주기 이상이 되면, 휴대 단말의 클릭 촉감과 상이하다는 것도 확인할 수 있었다.

도 15는 구동 신호의 파형을 변화시키는 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 상기 감각적인 평가들에 있어서는, 상기 진동부를 구동하기 위한 구동 신호의 파형으로서 사인파, 구형파, 삼각파가 사용되었다. 또한, 각 신호는 170 Hz의 주파수를 갖고, 신호 진폭은 터치 센서에 소정의 기준 하중이 인가되는 상태에서 진동 진폭이 15 ㎛를 유도하는 레벨로 설정되었으며, 주기는 1 주기였다. 그 결과, 도 15에서 볼 수 있는 바와 같이, 사인파에 의해 가장 높은 평가가 얻어졌다.

여기서, 사인파의 구동 신호(구동부의 입력 전압)는, 도 16에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 위상 0도로부터 전압이 증가한 다음 감소하는 1 주기에 한하지 않고, 위상 180도로부터 전압이 감소한 다음 증가하는 1 주기 등의 여하한의 위상으로부터의 1 주기의 전압일 수도 있다. 도 16은 또한 일점쇄선으로 도시된 입력 전압에 의해 구동부가 구동되는 경우, 무부하 시의 상기 터치 센서의 진동 진폭의 파형(파선)과 1.5 N의 하중 하에 상기 터치 센서의 진동 진폭의 파형(실선)을 보여주고 있다.

상술된 평가들의 예시적인 결과들로부터, 상기 터치 센서 상에 소정의 기준을 충족시키는 하중이 인가되는 시점에, 예를 들면 5/4 주기 이하, 바람직하게는 주파수 140 Hz 이상, 바람직하게는 170 Hz의 주파수를 갖는 사인파의 1 주기, 및 대략 15 ㎛ 이상으로 진동부를 진동시키는 진폭의 구동 신호로 상기 진동부가 진동되는 경우, 조작자에게 리얼한 클릭 촉감을 제공할 수 있게 된다는 것을 확인할 수 있었다.

다음으로, 상기 연구자들은 상기 진동부가 상술된 바와 같이 가압 시에만 구동되는 경우 및 가압 시 및 해제 시 양자 모두에서 구동되는 경우에 클릭 촉감에 대한 감각적인 평가들을 행하였다. 이하, 이러한 평가들의 결과들에 대하여 설명한다.

도 17은 이들 평가들의 예시적인 결과들을 도시한 도면이다. 도 17에서, 좌측에 있는 바아들은 상기 진동부가 가압 시, 즉 "해제 촉감이 없을 때"에만 구동되었을 때의 평가들의 결과들을 나타내는 반면, 우측에 있는 바아들은 상기 진동부가 가압 시와 해제 시, 즉 "해제 촉감이 있을 때" 양자 모두에서 구동되었을 때의 평가들의 결과들을 나타낸다. 피험자들은 도 2 및 도 3에 도시된 감각적인 평가들에 수반되는 것과 동일한 5명의 사람들이었다. 평가 항목들은 도 12 내지 도 15의 3가지 평가 항목들 이외에 "피드백 좋음(인식 용이)"을 포함하는 4가지 항목들이었다. 각각의 항목은 1 내지 7점의 점수가 매겨지고, 각 항목의 점수는 5명의 평균 점수를 나타낸다. 상기 항목 "피드백 좋음"에 있어서는, "나쁘다"가 1점이고, "좋다"가 7점이다. 또한, 상기 진동부를 구동하기 위한 소정의 가압 기준 하중 및 해제 기준 하중이 동일하게 설정되고, 동일한 구동 신호가 가압 시와 해제 시에 사용된다. 여기서, 상기 소정의 기준 하중은 1.5 N이었다. 또한, 상기 구동 신호는 주파수가 170 Hz이고 1.5 N의 가압 하에 대략 15 ㎛로 상기 터치 센서를 진동시키는 진폭을 갖는 사인파의 1 주기분이었다.

도 17의 평가들의 결과들에서 볼 수 있는 바와 같이, 해제 촉감이 해제 시에도 터치 센서를 진동시켜 제공되는 경우에는, 클릭 촉감이 휴대 단말들의 푸시-버튼 스위치와 더욱 유사하게 되어, 좋은 피드백(인식)이 얻어질 수 있게 된다는 것을 확인하였다.

상기 연구자들은 또한 상술된 바와 같이 가압 시와 해제 시 양자 모두에서 클릭 촉감이 제공될 때 연속적인 입력에 있어서의 클릭 촉감에 관한 감각적인 평가들을 행하였다. 이하, 이들 평가들의 결과들에 대하여 설명한다.

예를 들어, 사람이 연속 입력을 신속하게 행하는 경우, 다음 입력은 일반적으로 가압 하중이 "0"으로 되돌아가기 전에 개시되어, 가압 시의 최대 하중이 변한다. 이러한 점에서, 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중과 해제의 기준 하중이 동일하게 설정되는 경우에는, 가압 하중이 도 18에 도시된 바와 같이 연속 입력 시에 기준 하중에서 후퇴된다면, 상기 진동부가 입력을 위한 해제 시에 구동되지 않거나, 또는 조작자가 해제되는 것을 인식하기 전에 다음 입력의 클릭 촉감이 제공된다. 이에 따라, 상기 입력 조작과 촉각이 매칭되지 않아, 조작자가 위화감을 느끼게 된다. 도 18은 4가지 연속 입력들에 있어서 제3입력에 관한 가압 하중이 상기 기준 하중에서 후퇴되는 경우를 보여준다.

다른 한편으로, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중과 비교하여 너무 낮게 설정되는 경우, 그리고 도 19에 도시된 바와 같이 연속 입력 시 상기 하중이 해제의 기준 하중으로 되돌아가기 전에 다음 입력 조작이 수행되는 경우에는, 동기화되지 않은 촉각 때문에 조작자에게 위화감을 줄 수도 있다. 도 19는 제2입력에 관한 해제의 하중이 해제의 기준 하중에 도달하기 전에 4가지 연속 입력들의 제3입력이 조작되는 경우를 보여준다. 또한, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 상술된 바와 같이 너무 낮으면, 그것으로 되돌아가는데 시간이 걸린다. 그 결과, 조작자가 제공된 촉감으로부터 위화감을 받지 않으면서 연속해서 입력하고자 원하는 경우에도 다음 입력을 허용하는데 시간이 걸리는데, 이는 조작자로 하여금 신속한 연속 입력을 조작하는 것을 방해하게 된다. 이에 따라, 연속 입력(반복 탭) 시의 조작성을 열화시킬 수도 있다는 우려가 있다.

이와는 대조적으로, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중에 근사하게 설정되는 경우에는, 보다 신속한 연속 입력이 가능해진다. 하지만, 조작자가 연속 입력 시 가압된 상태를 유지(홀드)하고자 시도한다면, 예상치 못한 해제 촉감이 제공되어 조작자에게 위화감을 줄 수도 있게 된다. 즉, 연속 입력 시 가압된 상태가 유지되는 경우, 조작자가 가압 하중을 일정하게 유지하고자 원하더라도 상기 하중이 약간 변한다. 그러므로, 도 20에 도시된 바와 같이, 예컨대 가압의 기준 하중과 해제의 기준 하중 간의 하중 범위가 상술된 바와 같이 홀딩 상태의 하중 변동 범위보다 작은 경우에는, 조작자가 직접 홀딩을 생각하더라도 조작자에게 해제 촉감이 제공되므로, 위화감을 주게 된다.

이와 같이, 상기 연구자들은 가압 시 진동부를 구동하는 하중에 대하여 해제 시 진동부를 구동하는 하중을 변화시켜 클릭 촉감에 관한 감각적인 평가들을 행하였다.

도 21 내지 도 23은 이러한 감각적인 평가들의 결과들을 예시한 도면들이다. 도 21 내지 도 23에서, 피험자들은 도 17에 도시된 감각적인 평가들에 수반되는 것과 동일한 5명의 사람이었다. 평가 항목들은 도 17의 4가지 항목 이외에 "반복적인 탭 용이(easy for repetitive tap)"를 포함하는 5가지 항목들이었다. 각각의 항목은 1 내지 7점의 점수가 부여되고, 각 항목의 점수는 5명의 평균 점수를 나타낸다. 상기 항목 "반복적인 탭 용이"에 있어서는, "아니다"가 1점이고, "그렇다"가 7점이다. 또한, 가압 시와 해제 시 양자 모두에 있어서, 상기 진동부를 구동하기 위한 구동 신호(본 발명에 따른 촉각제공부에 대응함)는, 촉각을 제공하기 위한 기준 하중이 충족된 경우, 주파수가 170 Hz이고 대략 15 ㎛로 상기 터치 센서를 진동시키는 진폭을 갖는 사인파의 1 주기분이었다.

도 21은 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중이 1 N이고, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 0 N, 0.5 N 및 1 N인 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 도 21에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중이 1 N이라면, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 0.5 N인 경우에 모든 항목들에 대하여 최고 평가들이 얻어졌다.

도 22는 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중이 2 N이고, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 0 N, 0.5 N, 1 N, 1.5 N 및 2 N인 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 도 22에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중이 2 N이라면, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 1 N 및 1.5 N인 경우에 높은 평가들이 얻어졌다. 모든 항목들에 대한 최고의 평가들은 특히 1.5 N에서 얻어졌다.

도 23은 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중이 3 N이고, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 0 N, 0.5 N, 1 N, 1.5 N, 2 N, 2.5 N 및 3 N인 경우의 평가들의 결과들을 보여준다. 도 23에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중이 3 N이라면, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 1.5 N, 2 N 및 2.5 N인 경우에 높은 평가들이 얻어졌다. 모든 항목들에 대한 최고의 평가들은 특히 2 N에서 얻어졌다.

상술된 평가들의 예시적인 결과들로부터, 상기 진동부를 구동하기 위한 해제의 기준 하중이 상기 진동부를 구동하기 위한 가압의 기준 하중의 대략 50~80%의 범위 내의 값으로 설정된다면, 순차 입력과 연속 입력(반복 탭핑) 시 촉각을 제공하기 위한 타이밍을 동기화시킬 수 있게 되므로, 위화감을 주지 않으면서도 리얼한 클릭 촉감이 제공될 수 있다는 점이 확인되었다. 즉, 가압의 기준 하중보다 작은 해제의 기준 하중을 설정하여 위화감을 방지할 수 있고, 가압의 기준 하중의 대략 50% 이상의 값으로 해제의 기준 하중을 설정함으로써, 연속 입력 시의 조작성을 현저하게 개선시킬 수 있게 된다. 또한, 가압의 기준 하중의 대략 80% 이하의 값으로 해제의 기준 하중을 설정함으로써, 연속 입력 시의 홀딩 상태에서 상기 하중의 약간의 변동들도 처리할 수 있게 된다.

상기 감각적인 평가들의 결과들을 기초로 하여, 본 발명의 상기 실시예들 각각에 따른 입력장치에 따르면, 예컨대 가압 시 촉각을 제공하기 위한 제1기준이 1 N으로 설정된다면, 해제 시 촉각을 제공하기 위한 제2기준은 0.5 N 내지 0.8 N의 여하한의 값으로 설정된다. 또한, 상기 촉각을 제공하기 위한 가압의 제1기준이 높으면, 상기 홀딩 상태에서의 하중 변동 범위가 상기 제1기준이 낮은 경우보다 넓어지게 된다. 이러한 경우에도, 상기 촉각을 제공하기 위한 해제 시의 제2기준은, 상기 촉각을 제공하기 위한 가압 시(제1기준)의 대략 50~80%의 범위에서 설정된다. 예를 들어, 상기 가압 시의 제1기준이 높은 값인 6 N으로 설정된다면, 상기 해제 시의 제2기준은 3 N ~ 4.8 N으로 설정된다. 이에 따라, 예상치 못한 해제 촉감을 제공하지 않아 위화감을 주지 않으면서도 연속 입력에 응답하여 리얼한 클릭 촉감을 제공할 수 있게 된다. 가압 시의 제1기준 및 해제 시의 제2기준은 고정식으로 또는 사용자가 임의로 선택가능하게 설정될 수도 있다.

본 발명은 상술된 실시예들로 국한되는 것은 아니며, 다양한 변형들과 변경들이 구현될 수도 있다는 점을 이해하여야 한다. 예를 들어, 상기 하중검출부는 여하한의 개수의 스트레인 게이지 센서들로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 하중검출부는, 상기 터치 센서의 입력 검출 방식에 따라 하중을 검출할 수 있다면, 즉 정전 용량 방식을 이용하여 캐패시턴스의 변화를 토대로 또는 저항막 방식을 이용하여 접촉 면적에 따른 저항 변화에 기초한 출력 신호의 변화로부터 하중을 검출할 수 있다면, 상기 스트레인 게이지 센서를 이용하지 않고도 구성될 수 있다. 또한, 상기 촉각제공부는, 여하한의 개수의 압전 진동자, 상기 터치 센서의 전체 표면 상에 제공된 투명한 압전 소자, 또는 편심 모터를 상기 구동 신호의 1 주기분으로 360도 회전시키도록 하여 구성될 수도 있다. 더욱이, 상기 하중검출부 및 상기 촉각제공부는, 양자 두 유닛들이 상기 압전 소자들로 구성된다면, 상기 압전 소자들을 공유할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 터치 센서에 의해 검출되는 입력 위치를 토대로, 상기 촉각제공부를 구동하는 구동 신호를 변경하여 클릭 촉감을 변경하는 것 같이 구성될 수도 있다.

본 발명은 상기 터치 센서가 온/오프 동작을 행하는 터치 스위치로서의 역할을 하는 입력장치에 유효하게 적용가능하다. 또한, 본 발명에 따른 입력장치는, 상기 터치 센서가 가압되고 있는 동안, 상이한 기준(하중)들에 대하여 순차적으로 클릭 촉감을 제공하여, 2단계 스위치(가압된 이후 추가로 가압됨) 등의 다단계 스위치의 촉각을 제공할 수도 있다. 이에 따라, 예를 들면 카메라의 릴리즈 버튼에 상기 입력장치가 적용되는 경우에는, 로크 포커스(lock focus)의 필링(제1스텝)과 릴리즈의 필링(제2스텝)을 제공할 수 있다. 또한, 상기 표시부와 조합하여, 상기 입력장치는 가압의 스텝들에 따라 메뉴 화면 등의 표시를 여러가지로 변경할 수 있다. 더욱이, 다단계 스위치의 필링들을 제공하는 경우에는, 각 단계에서 상기 촉각제공부에 의해 터치면을 진동시키는 구동 신호를 변경하여, 각 단계에 있어서 상이한 클릭 촉감을 제공하는 것도 가능해진다.

본 발명에 따르면, 상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 기준(제1기준 또는 제2기준)을 충족시키는 경우에 상기 촉각제공부가 구동된다. 여기서, "상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 기준을 충족시키는 경우"는, "상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 기준 하중에 도달하는 경우", "상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 기준 하중을 초과하는 경우", 또는 "상기 하중검출부에 의해 촉각을 제공하기 위한 기준 하중이 검출되는 경우"를 나타낼 수도 있다.

또한, 상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 기준(제1기준 또는 제2기준)을 충족시키는 경우, 상기 제어부는 상기 촉각제공부를 구동시켜, 상기 터치 센서를 소정의 진동 패턴으로 진동시키게 된다. 가압 시의 소정의 진동 패턴은 도 4의 실선으로 도시된 것일 수도 있는 반면, 해제 시의 소정의 진동 패턴은 도 4의 일점쇄선으로 도시된 또다른 것일 수도 있다. 이러한 방식들로 상기 터치 센서를 진동시킴으로써, 조작자에 대하여, 푸시-버튼 스위치를 조작할 때에 얻어지는 것과 동일한 클릭 촉감(진동 자극)을 제공할 수 있게 된다.

11 터치 센서
11a 터치면
12 하중검출부
13 촉각제공부
14 표시부
15 제어부
21 하우징
22 인슐레이터
23 상부커버
24 인슐레이터
31 스트레인 게이지 센서
32 압전 진동자
41 터치 센서
41a 입력용 오브젝트
43 표시부
44 하중검출부
45 촉각제공부
46 제어부

Claims (4)

1. 입력을 접수하기 위한 터치 센서와,
   상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부와,
   상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부와,
   상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 촉각이 제공된 후, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 상기 제1기준보다 낮은 촉각을 제공하기 위한 제2기준을 충족한 경우, 상기 가압 대상에 대하여 상기 촉각과 같은 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하는 입력장치.
2. 입력을 접수하기 위한 터치 센서와,
   상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부와,
   상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부와,
   상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하기 위한 제어부를 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 촉각이 제공된 후, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 상기 제1기준보다 낮은 촉각을 제공하기 위한 제2기준을 충족한 경우, 상기 가압 대상에 대하여 상기 촉각과는 다른 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하는 입력장치.
3. 입력을 접수하기 위한 터치 센서와,
   상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부와,
   상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부를 포함하는 입력장치의 제어방법으로서,
   상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록 상기 촉각제공부를 구동시킨 후, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 상기 제1기준보다 낮은 촉각을 제공하기 위한 제2기준을 충족한 경우, 상기 가압 대상에 대하여 상기 촉각과 같은 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하는 입력장치의 제어방법.
4. 입력을 접수하기 위한 터치 센서와,
   상기 터치 센서의 터치면 상의 가압 하중을 검출하기 위한 하중검출부와,
   상기 터치면을 진동시키기 위한 촉각제공부를 포함하는 입력장치의 제어방법으로서,
   상기 하중검출부에 의해 검출되는 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 제1기준을 충족시키는 경우, 상기 터치면을 가압하고 있는 가압 대상에 대하여 촉각이 제공되도록 상기 촉각제공부를 구동시킨 후, 상기 하중검출부에 의해 검출된 가압 하중이 촉각을 제공하기 위한 상기 제1기준보다 낮은 촉각을 제공하기 위한 제2기준을 충족한 경우, 상기 가압 대상에 대하여 상기 촉각과는 다른 촉각이 제공되도록, 상기 촉각제공부의 구동을 제어하는 입력장치의 제어방법.

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