KR101555795B1 - 터치-감응 디스플레이 스크린에서의 압력차 이용 - Google Patents

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Abstract

터치-감응 스크린이 검출한 압력 차에 응답하는 사용자 인터페이스가 제시된다. 사용자는 스크린을 "가볍게" 터치해서 한 유형의 사용자-인터페이스 액션을 선택하고 좀더 압력을 가해서 다른 유형의 액션을 선택한다. 실시 예들은 싱글 터치, 터치-감응 스크린의 표면을 가로질러 확장되는 제스처 터치, 및 터치 과정 동안 사용자가 가한 압력이 변하는 터치에 응답할 수 있다. 어떤 실시 예들은 사용자가 인가하는 압력의 양을 얼마나 빠르게 변화시키는 가에 응답한다. 어떤 실시 예들에서, 사용자의 입력의 위치 및 압력은 저장된 제스처 프로파일에 비교된다. 입력이 저장된 제스처 프로파일에 "거의 충분히" 매치될 때만 액션이 취해진다. 어떤 실시 예들에서, 압력이 가벼운 누름과 무거운 누름 간의 임계값을 초과할 때 사용자에게 통보가 전달된다.

Description

터치-감응 디스플레이 스크린에서의 압력차 이용{USING PRESSURE DIFFERENCES WITH A TOUCH-SENSITIVE DISPLAY SCREEN}
본 발명은 일반적으로 개인용 전자장치에 관한 것이며, 특히는 터치-감응 디스플레이 스크린(touch-sensitive display screen)용 사용자 인터페이스에 관한 것이다.
터치-감응 디스플레이 스크린들은 많은 개인용 전자 장치의 잘 알려져 있는 컴포넌트이다. 사용자의 터치(보통은 손가락이나 스타일러스에 의함)를 인식해서 이에 응답함으로써, 이들 스크린은 많은 애플리케이션에 매우 매력적인 통합 방식으로 사용자 입력을 모아서 장치의 출력을 표현한다.
첫 번째 대중적인 터치-감응 디스플레이 스크린은 단지 한번에 하나의 터치 위치를 신뢰할 수 있게 인식할 수 있었다. 다수의 동시 터치가 있는 경우에, 이들 디스플레이 스크린은 혼동되고 예측이 불가능하였다. 그러나, 지금, 다양한 장치들은 수개의 동시 터치를 신뢰할 수 있게 추적하고 사용자가 가한 전체 압력을 측정할 수 있는 스크린을 탑재하고 있다.
터치-감응 디스플레이 스크린들의 매력적인 양태 중 하나는 적어도 일부 인스턴스들에서 이들이 좀더 전통적인 개인용 컴퓨터에서 발견되는 키보드 및 포인팅 장치(예로, 마우스 또는 트랙볼)를 대체할 수 있다는 것이다. 이는 이들 스크린을 키보드(여하튼 존재하는 경우)가 너무 작아서 열 손가락 타이핑에 최적이 아닌 스마트폰과 같은 매우 소형인 장치에 특히 유용하게 해준다.
자연스럽게, 터치-감응 스크린들을 위한 사용자-인터페이스 양식의 개발은 고정 키보드 및 마우스에 의해 개척된 이용을 따라잡았다. 사람들은 디스플레이 스크린을 간단히 터치하고 커서를 필요한 곳에 드래그하기 위해서 디스플레이 스크린의 커서를 마우스를 이용하여 제어하는 것으로부터 매우 쉽게 트랜지션된다.
위의 고려사항 및 다른 고려사항은 본 발명에 의해 다루어지며, 이는 명세서, 도면 및 특허청구범위를 참조함으로써 이해될 수 있다. 본 발명의 양태에 따르면, 압력차에 응답하는 어떤 현대의 터치-감응 스크린들의 능력은 장치의 사용자 인터페이스를 강화하는데 이용되고 있다. 사용자는 스크린을 "가볍게" 터치해서 한 유형의 사용자-인터페이스 액션을 선택하고 좀더 압력을 가해서 다른 유형의 사용자-인터페이스 액션을 선택한다. 예를 들어, 가벼운(light) 터치는 마우스 버튼의 전통적인 "싱글 클릭"으로 해석될 수 있는 한편 좀더 견고한(firmer) 터치는 "더블 클릭"으로 작용할 수 있다. 다른 예에서, 사용자는, 드로잉 애플리케이션 내에서, 가벼운 터치로 그림을 그리고 더 무거운 터치로 지운다.
어떤 터치-스크린들은 일정 범위의 사용자 압력에 대해 신뢰할 수 있게 보고한다. 본 발명의 실시 예들은 사용자가 스크린을 정확하게 얼마나 견고하게 누르는가에 따라서 사용자가 3 이상의 구별되는 액션을 선택할 수 있게 함으로써 이러한 범위의 이점을 취할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 미디어 프리젠테이션을 패스트-포워딩(fast-forwarding)하면, 패스트-포워딩의 속도는 직접 가해진 압력의 양에 의해서 변할 수 있다.
본 발명의 양태들은 싱글-터치 양식에 한정되지 않는다. 대신에, 실시 예들은 싱글 터치, 터치-감응 스크린의 표면(face)을 가로질러 확장되는 제스처 터치, 및 터치 과정 동안 사용자-행사 압력이 변하는 터치에 응답할 수 있다. 어떤 실시 예들은 사용자가 가해지는 압력의 양을 얼마나 빠르게 변화시키는 지에 응답한다.
어떤 실시 예들에서, 사용자 입력의 위치 및 압력은 저장된 제스처 프로파일에 비교된다. 액션은 입력이 저장된 제스처 프로파일에 "거의 충분히(closely enough)" 매치될 때만 취해진다. 예를 들어, 사용자가 그의 이름을 사인(sign)하면, 이 서명(signature)은 저장된 서명 프로파일에 비교된다. 이 서명이 매치되면 사용자는 제어 정보에 접근할 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 압력이 가벼운(light) 프레스 및 무거운(heavy) 프레스 간의 임계값을 초과할 때 통보가 사용자에게 전달된다. 예를 들어, 아이콘은 압력이 무거울 때 스크린에 나타날 수 있다. (이는 종종 전통적인 키보드에 연관해서 나타나는 "CAPS LOCK" 아이콘과 유사하다.) 사운드가 또한 플레이될 수 있고 또는 햅틱 피드백(사용자가 느끼는 "버즈(buzz)")이 제공될 수 있다.
다양한 터치-감응 스크린들은 다양한 기술을 구현하며, 이와 같이, 이들은 다양한 압력을 측정해서 보고하는 방법에 있어서 상이하다. 본 발명의 양태들은 임의 압력-감지 스크린도 연구 대상으로 한다. 특히, 어떤 스크린들은 터치 동안 일련의 데이터포인트를 보고하며, 각 데이터포인트는, 예를 들어, 순간 압력에 관한 진폭 및 터치와 연관된 사이즈를 포함한다. 본 발명의 어떤 실시 예들에서, 이러한 일련의 데이터포인트는 이 일련의 데이터포인트가 안정될 때까지 어떤 조치에 의해서 모니터된다. 데이터포인트들이 안정되면, 안정 데이터포인트("베이스라인"이라 불림)의 값은 터치와 연관된 압력을 판정하는데 미래의 데이터포인트와 함께 이용된다. 이 방법은 터치 입력을 "안정화하고" 좀더 일관된 사용자-인터페이스 체험을 제공한다.
첨부된 청구항들은 본 발명의 특징부들을 특정하게 제시하고 있더라도, 본 발명은 그의 목적 및 장점과 함께 첨부 도면에 연관된 다음의 상세한 설명으로부터 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 이용가능한 예시적인 개인용 전자 장치의 개략도이다.
도 2a 및 2b는 상이한 압력들에 응답하는 터치-감응 스크린의 양식화된 표현이다.
도 3a 및 3b는 함께 터치-감응 스크린이 보고하는 압력의 이점을 취한 제1 예시적인 사용자 인터페이스의 흐름도를 형성한다.
도 4a 및 4b는 함께 도 3a 및 3b의 사용자-인터페이스 방법의 특정 실시 예의 흐름도를 형성한다.
도 5는 터치 압력의 변화율(rate of change of the touch pressure)에 응답하는 예시적인 사용자 인터페이스의 흐름도이다.
도 6은 사용자의 터치 입력을 저장된 제스처 프로파일에 비교하기 위해서 본 발명의 가르침을 이용하는 예시적인 사용자 인터페이스의 흐름도이다.
도 7은 터치-감응 스크린으로부터의 압력 입력을 "안정화하기" 위한 예시적인 방법의 흐름도이다.
도면을 보게 되면, 동일 참조 번호는 동일 요소를 가리키며, 본 발명은 적합한 환경에서 구현되는 것으로 도시되었다. 다음의 설명은 본 발명의 실시 예들에 기초하고 있으며 여기에 명시적으로 기술되지 않은 대안적인 실시 예들에 관해서 본 발명을 제한하는 것으로 생각되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 포함하는 대표적인 개인용 전자 장치(100)(예로, 셀룰러 전화, PDA(personal digital assistant) 또는 개인용 컴퓨터)를 도시한다. 도 1은 메인 스크린(102)을 그의 사용자에게 제시하는 셀룰러 전화와 같은 장치(100)를 보여주고 있다. 통상, 메인 스크린(102)은 사용자와의 최고의 고신뢰도 상호작용을 위해 이용된다. 예를 들어, 메인 스크린(102)은 비디오 또는 정지 화상을 보여주는데 이용되고, 구성 설정을 바꾸기 위한 사용자 인터페이스의 일부이며, 통화 기록(call log) 및 연락처 목록을 보여주는데 이용된다. 이들 상호작용을 지원하기 위해서, 메인 스크린(102)은 해상도가 높고 장치(100) 내에 넉넉히 수용될 수 있을 정도로 크다. 어떤 상황에서는, 사용자가 메인 스크린(102)보다 훨씬 큰 스크린에 접근하는 것이 유용할 것이다. 이들 상황에서, 더 큰 외부 디스플레이가 전자 장치(100)에 연결되어 이 장치에 의해 제어될 수 있다(예로, 도킹 스테이션을 통해서). 장치(100)는 상태 메시지를 제시하기 위해서 제2 및 가능하게는 제3 스크린을 가질 수 있다. 이들 스크린은 일반적으로는 메인 스크린(102)보다는 작다. 이들은 현재 논의의 나머지에는 완전히 무시될 수 있다.
스크린(102)은 터치-감응 스크린이다. 장치의 사용자가 스크린(102)에 한 포인트에서 또는 다수의 포인트에서 압력을 가할 때, 스크린(102)은 터치의 위치를 보고한다. 터치와 연관된 압력도 또한 보고된다. 어떤 장치에서, 스크린(102) 그 자체는 압력 센서들을 포함하고 각 포인트에 가해진 압력을 측정할 수 있다. 다른 장치에서, 개별 압력 센서들(도시되지 않음)은 국지적 압력 측정치 또는 전체로서 스크린(102)에 가해진 전체 압력의 양을 보고한다. 과도한 언어를 이용하지 않고 이들 경우를 모두 커버하기 위해서, 본 논의는 장치(100)의 어느 컴포넌트가 실제로 압력을 측정하여 보고하는가에 관계없이 단문 "스크린(102)은 압력을 보고한다"를 이용한다.
본 발명은 또한 디스플레이 기능이 없는 터치-패드와 같이 터치-감응 디스플레이 스크린이 아닌 터치-감응 스크린에도 적용된다는 점에 유의하자. 이들은 오늘날에는 일반적이지 않으므로, 본 논의는 터치-감응 디스플레이 스크린인 예들에 중점을 둔다.
오늘날, 다양한 기술이 터치-감응 스크린(102)을 구현하는데 이용되고 있다. 본 발명은 모든 기존의 터치-감응 기술과 어떤 미래-개발될 터치-감응 기술을 대상으로 한다.
개인용 전자 장치(100)의 전형적인 사용자 인터페이스는 터치-감응 스크린(102) 이외에도 키패드와 다른 사용자-입력 장치를 포함한다. 키패드는 터치-감응 스크린(102)에 디스플레이되는 가상 키를 포함해서 물리적이거나 가상적일 수 있다. 어떤 장치(100)는 장치의 사용자에게 통보하기 위한 오디오 출력 및 햅틱 장치를 포함한다.
도 1은 개인용 전자 장치(100)의 좀더 중요한 내부 컴포넌트들 중 일부를 보여주고 있다. 네트워크 인터페이스(104)는 미디어 프리젠테이션, 관련 정보 및 다운로드 요청을 전송하고 수신한다. 프로세서(106)는 장치(100)의 동작을 제어하고, 특히 이하 논의되는 도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같은 본 발명의 양태들을 지원한다. 프로세서(106)는 그의 동작에 메모리(108)를 이용한다. 특정 장치들에 의한 이들 컴포넌트의 특정 이용은 이하 적절하게 논의된다.
도 2a는 터치-감응 스크린(102)이 다수의 중간(moderate) 압력 터치에 어떻게 응답하는지를 보여주고 있다. 블랙 영역들(200a, 202a 및 204a)은 사용자가 스크린(102)에 등록할 수 있을 정도로 충분히 강하게 누른 곳을 나타낸다. (이들 영역(200a, 202a 및 204a)은 어떠한 방식으로든 스크린(102)의 사용자에게 디스플레이될 필요는 없다.) 원형 영역(200a)은 스타일러스 팁 또는 사용자의 손가락 팁의 결과일 수 있다. 영역(202a)은 좀더 가늘고 길며 이는 가능하게는 스타일러스나 손가락을 일정 각도로 푸시-다운(pushing down)한 결과이다. 204a는 시간을 통해서 확장되는 트레이스이다. 이는 스크린(102)의 출력에 응답하는 소프트웨어에 따라 "드래그" 모션 또는 제스처로서 해석될 수 있다.
어떤 실시 예들에서, 스크린(102)은 터치(200a, 202a 및 204a) 각각의 실제 공간 범위에 대해 보고한다. 이들 실시 예에서, 도 2a는 스크린(102)에 의해 보고되는 것에 대한 기본적인 디스플레이이다. 다른 실시 예들에서, 스크린(102)은 가해진 압력을 보고하지만, 터치의 실제 영역은 보고하지 않는다. 예를 들어, 터치(200a)는 특정 양의 압력에 연관된 스크린(102) 상의 싱글 포인트로 보고될 수 있다. 이들 실시 예에서, 도 2a는 있는 그대로라기보다는 암시적인 것으로 스크린(102)이 보고하는 것에 대한 표현으로 간주하여야 한다.
도 2b에서, 도 2a의 터치들은 더 높은 압력으로 반복된다. 원형 터치(200a)는 더 큰 압력에 의해 원형 영역(200b)으로 확장되었다. 더 큰 압력에 의하면, 가늘고 긴 터치(202b)는 더 큰 압력 때문에 면적은 더 크고 모양도 바뀌어서 약간 덜 가늘고 길게 되었다. 트레이스(204b)는 트레이스(204a)와 동일한 시작과 끝 포인트를 갖지만, 트레이스(204b)의 폭은 더 큰 압력 때문에 훨씬 더 넓다. 실제로 터치의 면적에 대해 보고하지 않는 스크린 실시 예들에서, 트레이스(204b)는 트레이스(204a)와 동일한 위치(시간을 통해서)로 보고되지만, 더 큰 압력 값에 연관되어 있다.
도 3a 및 도 3b는 사용자 인터페이스 내의 터치-감응 스크린(102)에 의해 제공된 압력 정보를 이용하는 제1 예시적인 방법을 보여주고 있다. 도 3a의 단계 300에서, 개인용 전자 장치(100)의 프로세서(106)는 스크린(102)상의 터치에 대한 정보를 수신한다. 본 논의는 자연스럽게 터치와 연관된 압력 정보에 대해 중점을 두지만, 종래와 같이 터치에 대한 정보는 일반적으로 적어도 하나의 터치 위치를 포함한다(단계 302). 도 2a의 트레이스(204a)와 같은 제스처 터치의 경우에, 터치 정보는 스크린을 가로지르는 공간 경로를 포함한다(단계 304). (공간 경로는 일반적으로 일련의 터치 위치들로 보고된다.).
도 2a의 트레이스(204a)의 모션은 "터치"가 의미할 수 있는 것을 논의하기에 좋은 소재이다. 트레이스(204a)는 공간과 시간을 통해서 확장되는 일 회 터치인 것으로 생각할 수 있다. 대안으로, 트레이스(204a)는 한 터치 후 바로 다른 터치가 있는 긴 일련의 터치들로 생각할 수 있고, 각 터치는 터치-감응 스크린(102)상의 특정 포인트에 연관되고 시간에 있어 한 특정 순간에 연관된다. 이러한 구분은 사용자가 한 압력 값으로 누르기 시작한 다음 압력을 전체적으로 풀지않고 다른 압력 값으로 변경하는 경우 본 논의에 있어 중요할 수 있다. 어떤 사용자 인터페이스는 이를 시간에 따라서 압력이 변하는 싱글 터치로 고려하는 한편, 다른 사용자 인터페이스는 이를 각각 압력 값은 일정하나 시간상 인접한 적어도 두 개의 터치로 고려한다. 사용자의 제스처를 1 이상의 "터치"로 나누는 다양한 정의는 사용자가 어떤 신호들을 전송하는 지에 대해 이해하는데 유의미할 수 있고, 본 발명은 임의 그러한 정의를 연구 대상으로 한다.
단계 306에서, 압력 값은 수신된 터치 정보에 연관되어 있다. 이를 성취할 수 있는 방법은 다양하며, 이들 방법 간의 차이는 보통 터치-감응 스크린(102)을 구현하는데 이용될 수 있는 다양한 기술에 기초하고 있다.
단계 306a는 스크린(102) 그 자체가 압력 값을 보고하는 경우들을 커버한다. 터치가 스크린(102)상의 싱글 포인트보다 많은 포인트를 커버할 때, 어떤 스크린들(102)은 이 터치 내의 각 포인트의 압력 값에 대해 보고한다. 다른 스크린들(102)은 간단하게 터치에 대한 전체 또는 평균 압력 값을 제공할 수 있다. 도 2a의 트레이스형(204a)은 개별 압력 값들의 긴 리스트를 포함할 수 있을 것이며, 개별 압력 값은 트레이스를 따른 각 포인트에 대한 것이다.
단계 306a는 터치-감응 스크린(102)에 연관된 컴포넌트(예로, 압력 센서)가 압력 값을 보고하는 경우를 커버한다. 매우 간단한 경우에, 전체 스크린(102)은 압전 압력 센서에 의존할 수 있다. 스크린(102)이 터치될 때, 압력 센서는 가해진 압력의 전체 양을 보고한다. 이러한 매우 간단한 시스템은, 물론, 공간에서 확장되는 각 터치의 포인트에 가해진 압력을 보고할 수 있을 것이다. 다른 예에서, "스마트" 스타일러스는 사용자가 가하고 있는 압력을 측정하고 이 정보를 개인용 전자 장치(100)에 보고한다. 일반적으로, 스타일러스는 단지 전체 압력을 보고한다.
단계 306b는 터치와 연관된 압력이 직접 보고되지 않지만 압력을 계산할 수 있을 정도로 충분한 정보가 제공되는 경우를 커버한다. 어떤 터치-감응 스크린(102)은 터치에 포함되어 있는 "포인트"의 수를 보고한다. 이는 터치를 등록하기에 충분한 압력을 받은 스크린(102)의 면적이다. 이들 스크린(102)의 경우, 도 2a의 가벼운 터치(200a) 및 도 2b의 무거운 터치(200b)는 무거운 터치(200b)에 의해서 영향받는 면적이 더 크다는 사실에서 구별된다. 어떤 스크린(102)에서, 이 면적은 터치에 의해 영향받은 채널(또는 포인트)의 수로 보고된다. 어떤 스크린(102)은 터치의 압력에 어떤 식으로든 비례하는 더 강한 신호를 보고한다. 스크린(102)이 터치의 면적(또는 영향받은 채널의 수) 및 전체 압력에 비례하는 신호를 보고하면, 이들 두 값을 비교해서 평균 압력이 계산될 수 있다. 그러므로, 스크린(102)의 큰 영역에 걸친 매우 가벼운 터치는, 전체 스크린(102)이 받은 전체 압력이 이들 두 경우에 동일하더라도, 작은 영역에 집중된 무거운 터치와 구분된다.
대다수의 기술에 있어서, 보고된 압력은 평방 미터당 뉴턴(newtons)의 실제 값이라기보다는 상대적인 값이라는 점은 유념해야 한다. 본 발명은 완벽하게 실제 또는 상대 압력 측정치를 대상으로 하고 있다. 실로, 단계 306에서 터치와 연관된 압력 값은 그룹: "임계값 위(above a threshold)" 및 "임계값 아래(below a threshold)"에서 선택될 수 있을 것이다. 물론, 터치-감응 스크린(102)은 또한 질의가 있으면 제로 압력 값(즉 순간에 터치가 검출되지 않음")에 대해 보고할 수 있지만, 이 경우, 도 3a 및 도 3b의 방법이 인보크되지는 않을 것이다.
단계 308에서, 터치와 연관된 압력은 비-제로(non-zero) 임계값에 비교된다. (이 임계값은 본 발명이 가벼운 터치와 무거운 터치를 구별하기 때문에 비-제로이고, 제로 임계값은 단순히 터치와 비-터치(no-touch)를 구분한다.) 실제 임계값은 터치를 처리하는 애플리케이션에 따라 변할 수 있다(도 3b의 단계 310 및 312)는 것에 유의한다. 그러나, 사용자들이 얼마나 큰 압력이 임계값을 가로질러 가해지는지에 대한 "느낌"을 획득할 수 있도록 일관된 임계값의 이용이 권장된다.
사용자 인터페이스의 가장 간단한 실시 예는 도 3b의 단계(310 및 312)만을 포함한다. 요약하면, 압력이 임계값 아래이면, 하나의 액션이 실행되고(단계 310), 그렇지 않으면 다른 액션이 실행된다(단계 312). 사용자-인터페이스 액션은, 예를 들어, 터치-감응 스크린(102)에 디스플레이된 아이콘을 선택하는 것, 스크린(102)에 디스플레이된 아이콘에 연관된 파일을 여는 것, 스크린(102)에 디스플레이된 아이콘에 연관된 프로그램을 실행하는 것, 및 제어 파라미터의 값을 수정하는 것을 포함할 수 있다. 특정 예로서, 드로잉 애플리케이션이 현재 터치에 응답하고 있다면, 드로잉 애플리케이션은 스크린(102)에 그림을 그림으로써 임계값 아래의 터치에 응답할 수 있는 한편, 무거운 터치는 이미 그려진 것을 지울 수 있다.
다른 예로서, 터치는 미디어-재생 애플리케이션에 전송될 수 있다. 패스트-포워드 아이콘에 대한 가벼운 터치는 제1 속도로 미디어 프리젠테이션을 패스트-포워딩하지만, 무거운 터치는 더 빠른 속도로 이 프리젠테이션을 패스트-포워딩할 것이다. 도 3a의 단계 306에서 터치와 연관된 압력이 단순히 "임계값 위" 또는 "임계값 아래"보다 더 유용한 정보라면, 이러한 2-속도 패스트-포워드 제어는 그의 응답이 연관된 압력과 임계값 간의 차에 비례하게 함으로써 단계 312a에서 개선될 수 있다. 말하자면, 2개의 속도 간의 간단한 전환이라기보다는, 속도는 사용자가 더 강하게 누를수록 증가할 수 있다. 물론, 이러한 유형의 압력-감응 제어는 공지된 기술과 용이하게 결합하여 사용자가 콘트롤을 계속 푸시-다운(push-down)할 때 속도가 증가하게 할 수 있다. 이러한 예는 사용자-인터페이스 디자이너에게 터치-감응 스크린에 전통적으로 연관된 것들을 넘어서는 가능성이 제공될 때 본 발명의 실제 장점을 보여주기 시작한다.
어떤 실시 예들은, 압력 증가에 따라 응답이 선형으로 증가하기보다는, 단순히 적어도 하나 이상의 비-제로 임계값을 포함할 수 있다(단계 312b). 이는 위의 예에서의 2-속도 패스트-포워드 제어를 3-속도 제어 등으로 전환한다.
어떤 실시 예에서, 사용자-인터페이스 디자이너는 사용자의 압력이 임계값을 가로지른다는 통보가 사용자에게 제공되는 단계 312c의 구현을 선택할 수 있다. 예를 들어, 압력이 임계값보다 크다는 것을 나타내는 아이콘이 터치-감응 스크린상에 나타날 수 있고, 사운드가 플레이될 수 있고, 또는 아마도 가장 유용하게는, 물리적 버튼이 스프링을 더욱더 강하게 누를 때 조우하는 피드백을 미믹(mimic)하는 햅틱 응답이 제공될 수 있다. 다양한 사용자 인터페이스는 다양한 통보를 구현할 것이다.
위에 주어진 예들에서, 가해진 압력과 선택된 사용자-인터페이스 액션 간에 선험적(a priori) 논리 연결이 없음을 유의하자. 이러한 점을 반대 예로 보여주기 위해서, 드로잉 애플리케이션에서는, 사용자의 터치는 터치-감응 스크린(102)에 그래픽으로 표현되고: 사용자가 도 2a의 트레이스(204a)와 같은 트레이스를 생성할 때 스크린(102)에는 선이 디스플레이된다. 물리적인 브러시(brush)는 더 강하게 누를수록 더 폭이 넓은 선을 그리기 때문에, 도 2b의 트레이스(204b)에서와 같이, 압력이 무거울 때 드로잉 애플리케이션이 더 넓은 선을 디스플레이하는 것이 논리적일 것이다. 이 예에서, 그러므로, 가해진 압력과 스크린(102)에 도시된 트레이스의 폭 간의 선험적 논리 연결이 사용자의 마음에 존재한다. 그러나, 이전 예들이 보여주는 바와 같이, 본 발명은 이들 선험적 논리 구현에 결코 한정되지 않는다.
위의 논의는 매우 일반적인 것으로서 많은 가능한 실시 예를 커버한다고 할 수 있다. 구체적인 예로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 방법을 고려해 보자. 이 방법은 도 4a의 단계 400으로 시작한다. 이 단계 400은 실세계의 터치가 시간과 공간(터치-감응 디스플레이 스크린(102) 상에서)을 통해서 확장될 수 있음을 강조한다. 이 경우에, 스크린(102)은 주기적인 메시지를 전송하고(또는 프로세서(106)에 의해 주기적으로 질의를 받으며), 이 결과는 일련의 위치 값과 연관 압력이다. 즉, 단계 400은 터치가 계속되는 동안 계속되는 처리 루프(단계 408을 통한)를 도입하고 있다. 일반적으로, 터치는 완성된 것으로 고려되고, 스크린(102)으로부터 보고된 압력 값이 0으로 떨어질 때 루프는 단계 410으로 나간다.
터치에 대한 정보가 수신될 때, 프로세서(106)는 단계 402에서 시작하는 정보를 평가한다. 여기서, 압력 값은 현재 순간의 터치와 연관된다. 도 3a의 단계 306에 대한 위의 논의는 물론 여기에서도 적용된다. 현재 압력 값은 단계 404에서 압력 임계값에 비교된다.
프로세서(106)는 터치에 의해 커버되는 거리를 계속 추적한다. 일반적으로, 프로세서(106)는 주기적인 터치-위치 보고로부터 이 거리를 계산한다. 단계 406에서, 터치에 현재 연관된 전체 거리는 거리 임계값에 비교된다. 거리 임계값이 초과되면, 그리고 이 터치가 이미 "하드 프레스(hard press)"로서 분류되어 있지 않다면(단계 408 참조), 이 터치는 "스와이프(swipe)"로 분류된다.
유사하게, 단계 408에서, 현재 압력은 압력 임계값에 비교된다(위에서 논의된 도 3a의 단계 308에서와 같이). 압력 임계값을 초과하면, 그리고 이 터치가 이미 "스와이프"로서 분류되어 있지 않으면(단계 406 참조), 이 터치는 "하드 프레스"로서 분류된다.
처리 루프(단계 400 내지 408)는 터치의 지속기간 동안 계속된다. 터치가 완성될 때, 터치가 달리 분류되어 있지 않다면, 이 터치는 단계 410에서 "탭(tap)"으로 분류된다.
단계 406 내지 410의 결과는 모든 터치가 "하드 프레스", "스와이프" 및 "탭" 중 하나로 정확히 분류된다는 것이다. "하드 프레스" 및 "스와이프" 중에서, 트리거된(적절한 임계값을 초과함으로써) 첫 번째 것은 다른 것을 능가(trump)한다. 예를 들어, 터치가 "하드 프레스"로 분류되면, 이 터치는 "스와이프"가 될 수 없다. 임계값을 초과하지 않으면, 디폴트 분류는 "탭"이다. 명확하게, 이들 3개의 분류를 이용하는 다른 구현 선택도 가능하다.
마지막으로, 도 4b의 단계 412에서, 사용자-인터페이스 액션은 터치에 의해서 트리거되고, 특정 액션은 터치의 분류에 기초한다. 많은 경우에, 단계 412의 액션은 터치가 완성될 때까지 대기할 필요가 없음을 유념하자. 터치가 "하드 프레스"로 분류되면, 예를 들어, "스와이프"나 "탭"으로 재분류될 수 없으므로, 사용자 인터페이스는 터치가 완성되기 전이라도 적절한 액션을 취할 수 있다.
이 점의 예로서, 도 2b의 트레이스(204b)를 고려해 보자. 사용자가 압력 임계값을 초과하기에 충분히 강하게 누름으로써 트레이스(204b)를 시작한다고 가정하자. 그러면, 이 트레이스(204b)는 "하드 프레스"로 분류된다(도 4a의 단계 408). 한 실시 예에서, 트리거된 사용자 액션(도 4b의 단계 412)은 "드래그 앤 드롭(drag and drop)"이다. 트레이스(204b)의 시작시에 위치한 스크린 아이콘은 이 트레이스가 분류되자마자(단계 408) "그랩(grabbed)"되고, 트레이스(204b)의 경로를 따라서 이용되고, 이후 트레이스(204b)가 종료될 때 셋 다운(set down)된다.
도 5는 이전의 예들과 함께 이용될 수 있는 개선을 보여주고 있다. 이들 이전 예들은 모두 터치 압력을 모니터한다; 도 5의 방법은 또한 압력 값의 시간 변화율을 모니터한다. 이 방법은 단계 500에서 시작하고, 이 단계에서는 "데이터포인트"가 터치-감응 스크린(102)으로부터 수신된다. (데이터포인트는 이전 방법들을 벗어난 것이 아니다: 이들은 스크린(102)과 사용자 인터페이스 간의 관계를 단순히 다른 방식으로 설명하는 것이다.). 도 4a 및 도 4b의 확장된 터치와 마찬가지로, 도 5의 방법은 터치의 지속기간 동안 연속하는 루프로 시작한다. 단계 500에서, 스크린(102)은 터치 위치에 대해 주기적으로 보고한다.
단계 502에서, 압력 값들은 데이터포인트들 중에서 적어도 몇몇에 연관된다. 이 단계는 도 3a의 단계 306과 도 4a의 단계 402와 유사하다.
단계 504는 본 발명에서 새로운 것이다. 압력의 변화율은 수신된 데이터포인트의 세트에 연관되어 있다. 일반적으로, 프로세서(102)는 단계 502의 연관된 압력들을 데이터포인트들의 타임스탬프에 매핑(mapping)해서 변화율을 계산한다(단계 500으로부터). 이 변화율은 단계 506에서 사용자 인터페이스로의 입력으로서 이용된다. 단지 일례로서, 특정 사용자-인터페이스 액션은 사용자가 터치의 압력을 매우 빠르게 증가시킬 때만 트리거될 수 있다.
선택적인 단계 508은 사용자에게 압력 변화율을 통보한다. 이는 압력이 임계값을 초과한다고 사용자에게 통보하는 것과 유사하지만(도 3b의 단계 312c), 정직하게 말하면, 통보는 변화율을 나타낼 때가 가벼운 압력과 무거운 압력 간의 전환을 나타낼 때보다 적은 값을 갖는 것으로 생각된다.
마지막 구체적인 예는 본 본의를 완성하기에 충분하다. 도 6은 위에 논의된 능력에 구축되는 사용자-인터페이스 방법을 나타낸다. 이 방법은 앞서 논의된 방법들 중 어떤 방법이 하는 것처럼 확장된 터치를 분석한다. 처리 루프는 단계 600으로 시작하고, 이 단계에서 데이터포인트들이 터치-감응 스크린(102)으로부터 수신된다. 압력 값들은 단계 602에서 데이터포인트들에 연관된다. 이들 2 단계는 도 3a의 단계 300 및 306, 도 4a의 단계 400 및 402, 및 도 5의 단계 500 및 502를 반영한다.
단계 604에서, 데이터포인트 정보는 저장된 제스처 프로파일에 비교된다. 예를 들어, 각 데이터포인트(또는 아마도 대표 데이터포인트들)의 압력과 위치는 저장된 제스처 프로파일 내의 유사 데이터포인트들에 비교된다.
저장된 제스처 프로파일은, 예를 들어, 사용자가 터치-감응 스크린(102)에 그의 이름을 다수 회 사인함으로써 생성될 수 있다. 위치와 압력 정보를 이용해서 그의 서명을 특성화하는 프로파일이 생성된다. 일 실시 예에서, 서명들은 비교되고, 가장 안정된 파트들만이 프로파일에 표현된다. 프로파일은 사용자가 그의 이름을 사인할 때 이 사용자가 위치 및 압력 정보를 얼마나 많이 가변하는지를 정확하게 보여주는 매우 특별한 임계값 정보를 포함할 수 있다. 도 5의 기술은 또한 위치 및 압력 값 정보와 함께 압력 변화율을 저장함으로써 저장된 제스처 프로파일에 적용될 수 있다.
단계 606에서, 비교 각각이 임계값 이내에 있다면(또는 비교들 중 미리-정의된 퍼센티지가 임계값 이내에 있다면), 수신된 데이터포인트 세트가 저장된 제스처 프로파일의 매치(match)로서 취급된다. 서명 예가 계속되면서, 사용자는 그의 이름을 사인하도록 프롬프트될 수 있다. 그의 서명은 단계 600 내지 606에서 수신되어 분석된 터치이다. 그의 현재 서명이 저장된 제스처 프로파일에 매치되면, 그는 인증되어 제어 정보에 접근할 수가 있다. 이와 같이, 도 6의 방법은 표준 텍스트-엔트리 메커니즘보다 훨씬 더 손상시키기 어렵고 표준 서명-기반(즉, 순수 위치-기반) 보안 메커니즘보다도 훨씬 우수한 패스워드 보안 레벨을 제공한다.
도 6의 방법은 사용자가 행한 임의 제스처를 인식하고 입증하는데 이용될 수 있다. 이 방법은, 예를 들어, 필적-인식 프로그램의 신뢰성을 개선할 수 있다.
위에 주어진 예들은 실행된 실제 액션들이 사용자 인터페이스의 디자이너에 의해 선택되며 압력 값은 단순히 개인용 전자 장치(100)의 사용자에 의해 사용자 인터페이스에 전송된 신호임을 보여주고 있다.
위의 방법들이 잘 작동하더라도, 이들은 모두 사람들이 터치-감응 스크린(102)과 실제로 상호작용하는 방법에 대한 연구에 기초하여 개선될 수 있다. 통상적인 사용자는 종종 터치 과정 동안 터치의 특성을 부지불식간에 바꾸는 것으로 밝혀졌다. 사용자는, 예를 들어, 그가 가하는 압력의 양을 약간 바꿀 수 있고, 또는 그는 스크린(102)을 터치하는 손가락의 "물렁물렁한(squishy)" 부분(예로, 손가락의 패드)이 "덜 물렁물렁한" 영역(예로, 실제 손가락 팁)으로 대체되거나 그 역이 되게 그의 손가락을 회전시킬 수 있다. 스크린(102)은 압력과 터치된 영역의 변화 값들을 보고함으로써 이들 사용자 변화를 반영한다. 그러나, 이들 부지불식간의 변화는 사용자-인터페이스의 관점에서 볼 때 유의미한 것은 아니며, 이들 변화를 엄격하게 따르는 것은 사용자에게 인터페이스 체험을 모호하고 불확실하게 할 수 있다. 이들 부지불식간의 변화를 평탄화함으로써 터치 입력을 "안정화하는" 것이 더 나을 것이다.
도 7은 앞서 언급한 것을 실행하기 위한 방법을 보여주고 있다. 도 7의 방법은 도 3a의 단계 306의 개선, 즉 특정 압력 값을 터치와 연관시키는 개선된 방법으로 볼 수 있다.
도 7의 처리 루프는 터치가 시간을 통해 확장되는 것을 강조하는 단계 700으로 시작한다. (도 4의 예에서와 같이, 처리 루프는 터치-감응 스크린(102)에 의해 보고된 압력 값이 0으로 떨어질 때까지 계속된다.)
단계 702에서, 터치-감응 스크린(102)은 데이터포인트를 전송함으로써 그의 순간 상태에 대해 보고한다. 도 3의 단계 306b를 참조하여 위에 논의한 바와 같이, 어떤 실시 예들에서, 데이터포인트는 진폭 값(어떤 방식에서는 터치의 압력에 비례함) 및 사이즈(어떤 방식에서는 터치를 등록하기에 충분한 압력을 수신한 스크린(102)의 영역에 비례함)를 포함한다. 이 사이즈는 터치의 면적(가능하게는 터치를 등록하는 스크린(102)상의 포인트의 수로 표현됨), 또는 이 면적에 관련된 선형 치수(예로, 터치된 면적의 폭이나 지름)일 수 있다. (위에 논의된 바와 같이, 데이터포인트들은 일반적으로 또한 터치-위치 정보를 포함하지만 이 정보는 본 논의에는 관련이 없다.)
단계 704는 연속 데이터포인트들의 값을 서로에 대해 비교한다. 통상적인 터치는 사용자의 손가락(또는 스타일러스)이 먼저 터치-감응 스크린(102)을 터치할 때 작은 압력 진폭으로 시작한다. 압력은 사용자가 의도한 값으로 빠르게 증가한 다음 대략 일정한 값에 머문다. 이러한 전형적인 터치 패턴을 수용하기 위해서, 연속 값들의 비교는 이들 값에서의 변동(variation)이 미리-정의된 "안정" 기준을 만족할 때까지 계속된다. 어떤 실시 예들은 이들 비교에 진폭 및 사이즈를 이용하는 한편, 다른 실시 예들은 이들 값 중 단지 하나만을 이용한다. 하나의 기준은 연속 데이터포인트들의 진폭 값들이 서로 동일하거나 이들이 단지 아주 작은 양만큼 다른 것일 수 있다. 다른 기준은 터치의 시작으로부터 상승하는 진폭들이 감소하기 시작하는 것일 수 있다. 사이즈 값들은 또한 유사한 기준을 이용하여 비교될 수 있다.
어떤 경우에, 일련의 데이터포인트들에 있어서의 변동이 안정 기준을 만족하면, 현재 데이터포인트가 단계 706에서 "베이스라인" 데이터포인트로 취급된다.
베이스라인이 단계 706에서 설정됨으로써, 터치와 연관된 압력은, 가능하게는 또한 현재 데이터포인트의 값들을 이용하여, 후속 데이터포인트들에서 베이스라인 데이터포인트의 함수로서 설정된다(단계 708). 일 실시 예에서, 예를 들어, 연관된 압력은 베이스라인 사이즈의 제곱근에 의해 나눠진 현재 데이터포인트의 진폭으로 계산된다. 다른 계산도 가능하다.
이러한 베이스라인의 이용은 사용자에게 현재 보고된 진폭과 현재 보고된 사이즈의 함수로서 연관된 압력을 계산하는 보다 직접적인 기술에 비교할 때 터치 인터페이스에 대한 좀더 일관된 "느낌"을 제공한다.
(단계 710은 도 7의 일반적인 개선에 대한 선택적인 개선을 제시한다. 베이스라인은 미리-정의된 기준이 충족되면 터치의 과정 동안 재설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 데이터포인트 내의 사이즈가 이전에 설정된 베이스라인 사이즈보다 적다면, 베이스라인 사이즈는 현재 사이즈로 재설정된다.)
도 7의 기술이 인터페이스를 "안정화"하기 위해서 위 예들 어떤 것에도 적용될 수 있음에 유의하자. 즉, 도 7은 도 4의 단계 402, 도 5의 단계 502 및 도 6의 단계 602를 개선하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 원리가 적용될 수 있는 많은 가능한 실시 예들에 비추어 볼 때, 도면에 관련해서 여기에 기술된 실시 예들은 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 인정되지 않음을 인식해야 한다. 예를 들어, 다양한 사용자 인터페이스에 그리고 다양한 방면에 본 발명의 넓고 다양한 이용을 생각해 볼 수 있다. 그러므로, 여기에 기술된 바와 같은 본 발명은 모든 그러한 실시 예들을 첨부 청구항들의 범위와 이들의 균등물의 범위 내에 속하는 것으로 생각한다.

Claims (10)

  1. 개인용 전자 장치(100)의 터치-감응 스크린(102) 상의 터치를 수신하는 단계(300) - 상기 터치를 수신하는 단계는 상기 터치와 연관된 일련의 데이터포인트들을 수신하는 단계(700, 702)를 포함하고, 상기 일련의 데이터포인트들에서 각 데이터포인트는 개별 진폭 및 개별 사이즈를 포함함 -;
    상기 개인용 전자 장치에 의해, 상기 일련의 데이터포인트들로부터 제1 데이터 포인트의 값과 연속 데이터포인트의 값 간의 차이가 미리 정의된 기준을 만족할 때까지, 상기 일련의 데이터포인트들에서 데이터포인트들의 값들을 서로 비교하는 단계(704);
    상기 미리 정의된 기준이 만족된다는 결정에 응답하여, 베이스라인 데이터포인트의 값을 상기 제1 데이터포인트의 값과 동일한 것으로 정의하는 단계(706);
    상기 개인용 전자 장치에 의해, 상기 베이스라인 데이터포인트의 진폭 및 상기 베이스라인 데이터포인트의 사이즈 중 적어도 하나의 함수로서 상기 터치의 연관된 압력을 계산하는 단계(708);
    상기 연관된 압력을 비-제로(non-zero) 임계값과 비교하는 단계(308);
    상기 연관된 압력이 상기 비-제로 임계값 미만인 경우, 제1 사용자-인터페이스 액션을 수행하는 단계(310); 및
    상기 연관된 압력이 상기 비-제로 임계값 이상인 경우, 상기 제1 사용자-인터페이스 액션과는 상이한 제2 사용자-인터페이스 액션을 수행하는 단계(312)
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    비교되는 연속 데이터포인트들의 진폭들 간의 차이가 임계값 아래인 경우, 상기 미리 정의된 기준이 만족되는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    비교되는 연속 데이터포인트들의 사이즈들 간의 차이가 임계값 아래인 경우, 상기 미리 정의된 기준이 만족되는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    현재 데이터포인트의 진폭이 이전 데이터포인트의 진폭보다 낮은 경우, 상기 미리 정의된 기준이 만족되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    현재 데이터포인트의 사이즈가 이전 데이터포인트의 사이즈보다 작은 경우, 상기 미리 정의된 기준이 만족되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치의 연관된 압력을 계산하는 단계는, 비교되는 상기 일련의 데이터포인트들의 상기 베이스라인 데이터포인트의 진폭 및 현재 데이터포인트의 진폭 중 하나를 상기 베이스라인 데이터포인트의 사이즈의 제곱근으로 나누는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치의 연관된 압력을 계산하는 단계는, 상기 베이스라인 데이터포인트의 진폭을, 비교되는 상기 일련의 데이터포인트들의 상기 베이스라인 데이터포인트의 사이즈의 제곱근 및 현재 데이터포인트의 사이즈의 제곱근 중 하나로 나누는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정의된 기준은 제1 미리 정의된 기준을 포함하고,
    상기 베이스라인 데이터포인트가 정의된 후에, 상기 일련의 데이터포인트들에서 현재 데이터포인트와 그 연속 데이터포인트의 값들을 비교하는 경우, 제2 미리 정의된 기준이 만족된다는 결정에 응답하여, 상기 베이스라인 데이터포인트의 값을 상기 현재 데이터포인트의 값과 동일한 것으로 재-정의하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 개인용 전자 장치(100)로서,
    터치-감응 스크린(102); 및
    상기 터치-감응 스크린(102)에 동작가능하게 연결된 프로세서(106)
    를 포함하고,
    상기 프로세서(106)는,
    상기 터치-감응 스크린 상의 터치를 수신하고(300) - 상기 터치의 수신은 상기 터치와 연관된 일련의 데이터포인트들을 수신(700, 702)하는 것을 포함하고, 상기 일련의 데이터포인트에서 각 데이터포인트는 개별 진폭 및 개별 사이즈를 포함함 -;
    상기 일련의 데이터포인트들로부터 제1 데이터 포인트의 값과 연속 데이터포인트의 값 간의 차이가 미리 정의된 기준을 만족할 때까지, 상기 일련의 데이터포인트들에서 데이터포인트들의 값들을 서로 비교하고(704);
    상기 미리 정의된 기준이 만족된다는 결정에 응답하여, 베이스라인 데이터포인트의 값을 상기 제1 데이터포인트의 값과 동일한 것으로 정의하고(706);
    상기 베이스라인 데이터포인트의 진폭 및 상기 베이스라인 데이터포인트의 사이즈 중 적어도 하나의 함수로서 상기 터치의 연관된 압력을 계산하고(708);
    상기 연관된 압력을 비-제로 임계값과 비교하고(308);
    상기 연관된 압력이 상기 비-제로 임계값 미만인 경우, 제1 사용자-인터페이스 액션을 수행하고(310); 및
    상기 연관된 압력이 상기 비-제로 임계값 이상인 경우, 상기 제1 사용자-인터페이스 액션과는 상이한 제2 사용자-인터페이스 액션을 수행하도록(312) 구성되는, 개인용 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 개인용 전자 장치는 모바일 전화, 개인용 통신 장치, 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 키오스크, 디지털 사인(digital sign) 및 게임 콘솔로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인, 개인용 전자 장치.
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