KR101558718B1 - 터치 및 넛지 인터페이스를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

장치 하우징, 장치 하우징에 결합된 실질 평면 터치면, 및 터치면에 결합된 복수의 경사 센서를 포함할 수 있다. 복수의 경사 센서 각각은 터치면에 대해 실질적으로 경사진 센서면을 가질 수 있다. 복수의 경사 센서는 터치면에 평행인 터치력을 검출할 수 있다.

Description

터치 및 넛지 인터페이스를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR A TOUCH AND NUDGE INTERFACE}

본 발명은 터치 및 넛지 인터페이스를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 터치면에서의 터치 동작 및 넛지 동작의 검출에 관한 것이다.

현재, 오늘날 사회에서 사용되는 전자 디바이스들은 모바일 전화기, PDA(personal digital assistant), 휴대용 컴퓨터, 및 다양한 다른 전자 디바이스를 포함한다. 수많은 디바이스가 사용자 인터페이스를 위한 터치 스크린 또는 그 밖의 다른 터치면을 사용한다. 예를 들어, 터치 스크린은 사용자로 하여금 스크린에서 원하는 입력 아이콘 또는 그 밖의 다른 요소를 보고, 그 아이콘을 터치하여 입력을 활성화시키게 해준다. 다른 예시에서, 랩톱 컴퓨터에 있는 터치면은 사용자로 하여금 스크린에 있는 포인팅 디바이스를 제어하게 해준다. 일부 터치면은 사용자로 하여금 표면을 가로질러 손가락 또는 스타일러스를 슬라이딩하여 동작을 수행하게 해준다. 예를 들어, 사용자는 자신의 손가락을 슬라이딩하여 하나의 화면으로부터 후속 화면으로 전환하거나 윈도우 내의 아이템들을 스크롤할 수 있다.

유감스럽게도, 현재의 터치면들은 탭핑(tapping) 모션 또는 슬라이딩(sliding) 모션만을 허용하고 있다. 이들은 사용자로 하여금 표면에 있는 일정 위치에 손가락을 유지하면서 일 방향으로 손가락을 넛지하여 실질적으로 손가락을 이동시키지 않고 동작을 수행하게 할 수 없다. 이로 인해, 터치 및 넛지 인터페이스를 위한 방법 및 장치에 대한 필요성이 있다.

본 개시의 이점 및 특징들이 획득될 수 있는 방식을 설명하기 위해, 다양한 실시예들이 첨부 도면에 예시되어 있다. 이들 도면은 본 개시의 단지 통상적인 실시예들을 설명하며 그의 범위를 제한하지 않는다는 것을 염두에 두고, 본 개시는 도면의 사용을 통해 더 구체적으로 상세히 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 장치를 예시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 장치와 같은 디바이스를 예시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 감지 시스템을 예시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치면 및 3-센서 시스템의 각각의 센서에 관한 힘 대 시간을 예시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 3-센서 시스템 내의 특정 방향의 넛지를 예시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 시간 그래프에서의 x축 및 y축 출력을 예시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 x축 및 y축에 대한 시간에 따른 합성 벡터(resultant vector)의 예시다.
도 8은 일 실시예에 따른 보통의 숫자 키패드에 대한 비율 영역(ratio region)을 예시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 키 누름 이벤트와 이에 후속하는 더 긴 유지(hold)의 시간 반응 그래프를 예시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 기준 레벨의 그래프를 예시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 손가락 배치 간의 관계를 도시한 시스템을 예시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 센서들 사이에서 거의 동일한 거리에 있는 지점에서 누름 사이의 시간 신호에서의 차이점을 보여주는 그래프를 예시한다.
도 13은 일 실시예에 따른 하나의 센서 근처 지점에서의 누름 및 2개의 지점 간의 넛징(nudging) 또는 롤링(rolling)에 대한 시간 신호를 보여주는 그래프를 예시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 터치면 아래의 다수의 사다리꼴 센서 컴포넌트들을 포함하는 끝이 잘린 피라미드들을 갖는 시스템을 예시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 래더 전압 회로망(ladder voltage network)을 형성하는 피라미드 구조에 FSR 타입의 저항 센서들을 사용하는 피라미드 구조 시스템을 예시한다.
도 16은 일 실시예에 따른 피라미드 상호연결 방식을 예시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 직교 센서를 사용하는 회로망의 전압 출력의 그래프를 예시한다.

터치 및 넛지 인터페이스를 위한 방법 및 장치가 개시된다. 도 1은 일 실시예에 따른 장치(100)를 예시한다. 장치(100) 및 다른 실시예에 개시된 요소들은 무선 전화, 셀룰러 전화, PDA(personal digital assistant), 호출기, 개인용 컴퓨터, 선택 호출 수신기, 게임 컨트롤러, 개인용 미디어 플레이어, 개인용 내비게이션 디바이스, 또는 사용자 입력을 수신하는 임의의 다른 디바이스와 같은 전자 디바이스에 포함될 수 있다. 장치(100)는 터치면(110) 및 센서들(120)을 포함할 수 있는데, 센서들(120)은 센서들(121, 122, 123, 및 124)을 포함할 수 있다. 센서들(120)은 센서 영역을 통해 접촉력(contact force)(130)을 전달하는 매개체 내에 터치면(110) 아래 위치할 수 있다. 예를 들어, 접촉력(130)은 손가락, 스타일러스, 또는 접촉력을 인가할 수 있는 그 밖의 다른 디바이스를 사용하여 인가될 수 있다. 각각의 센서면(125)은 터치면(110)에 대한 평행방향(140)과 수직방향(150) 사이의 경사 위치(126)로 배향되어 특정 매개체 및 구성에 대한 센서들(120)의 응답을 최적화할 수 있다. 접촉력(130)의 위치는 장치(100)에 위치한 4개의 코너, 4개의 측면 등의 각각에 위치한 감지면(125)에 대한 힘들의 비율에 의해 판단될 수 있다. 터치면에 대한 경사 센서(121)의 최적 각도는 감지 회로망 내의 센서면마다 상이하거나, 일정한 누름 방향에 유리하도록 4개의 센서(120) 사이에서 상이하거나, 원하는 구현예에 기반하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 4개의 센서(120)는 터치면(110)으로부터 45도로 배향될 수 있다. 이러한 시스템 내의 센서들(120)의 캘리브레이션은 프로세서로 하여금 센서들(120) 각각에 대한 힘들의 비율을 비교함으로써 터치면(110) 상의 접촉력의 위치를 계산하게 할 수 있다.

터치면(110)은 경질(rigid)일 수 있는데, 사용자 입력으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 터치면(110)은 디바이스의 외부 패널, 디바이스 전면, 후면, 측면 하우징의 임의의 부분일 수 있거나, 배터리 커버이거나, 렌즈이거나, 임의의 다른 터치면일 수 있다. 또한, 터치면(110)은 큰 변형을 나타내지 않으면서 부드럽고 연성이 있을 수 있지만, 예를 들어 고무 외면을 사용함으로써 압축 및 팽창을 나타낼 수 있다. 일반적으로, 경질의 압축 가능 표면들이 센서들(120)에 결합될 수 있는데, 그 센서들(120)의 감지면들(125)은 터치면(110)과 평행이 아닌 평면들로 배향될 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 장치(100)와 같은 디바이스(200)를 예시한다. 디바이스(200)는 센서들(220) 및/또는 센서들(230)을 포함할 수 있다. 센서들(220)은 센서들(205 내지 208)을 포함할 수 있으며, 센서들(230)은 센서들(201 내지 204)을 포함할 수 있다. 센서들(220)은 사용자가 자신의 손가락을 위에서 흔들 수 있는(rock over) 내비게이션 버튼으로서 작용하도록 일 세트로 구성될 수 있다. 내비게이션 버튼 배열은 끝이 잘린 피라미드 구조(225)의 표면에 배향된 센서들(220)과 함께 작용할 수 있다. 센서들(230)은 터치 및 넛지 검출을 가능하게 하는 전체 터치면에 대해 구성될 수 있다. 터치 센서 배열은 표면의 경계를 이루는 트러프(trough)의 에지에서 배향된 센서들(230)과 작용할 수 있다.

여기에 개시된 센서들(220, 230) 또는 임의의 다른 센서들은 컨트롤러(240)에 결합될 수 있다. 컨트롤러(240)는 센서 데이터를 프로세싱하여 아날로그 회로를 사용하거나, 시간 샘플링된 데이터의 디지털 신호 프로세싱을 사용하거나, 임의의 다른 유용한 프로세싱 방법을 사용하여 원하는 출력을 취득할 수 있다. 프로세싱되는 센서 신호는 전압과 같은 아날로그 신호이거나, 전위, 정전 전하, 또는 주파수를 표현하는 디지털 양이거나, 임의의 다른 센서 신호일 수 있다. 예를 들어, 힘 감지 저항(FSR) 타입의 센서들의 전압 출력에 대해 아날로그 프로세싱이 수행될 수 있다. 다른 실시예로서, 압전 변환기와 같이, 압전-세라믹 물질로부터의 전하에 대해 프로세싱이 수행될 수 있다. 압전-세라믹 물질은 시간이 지남에 따라 인지할 수 있을 만큼 압전-세라믹을 방전하지 않는 배선으로 센서들에 연결된 압전-세라믹 물질의 전하를 소멸시키지 않는 입력을 사용할 수 있다. 다른 실시예에서, 정전용량 변화로부터 기인한 신호 주파수 시프트에 대해 프로세싱이 수행될 수 있다.

도 3은 감지 시스템(300)을 예시한다. 시스템은 적어도 하나의 정전용량 센서(310) 및 적어도 하나의 아날로그 회로(350)를 포함할 수 있다. 정전용량 센서(310)는 이동판(330)과 고정판(340) 사이에 탄성중합체(320)를 포함할 수 있다. 아날로그 회로(350)는 발진기 스테이지(360) 및 발진기 출력(370)을 포함할 수 있다. 정전용량 센서(310)는 아날로그 회로(350)에서 발진을 생성할 수 있으며, 이는 그 후 일정 시간마다 샘플링되어 사용자(390)에 의한 디바이스의 조작을 판단하기 위한 추가 프로세싱에 사용될 수 있다. 프로세싱은 발진 주파수를 정량화하는 것을 포함할 수 있다. 힘 감지 정전용량을 전압으로 변환하는 임의의 다른 형태의 방법도 동일하게 작용할 수 있다. 2-평판 시스템의 정전용량의 변화는 평판들(330 및 340) 사이의 상대적 거리에 관련하여 회로(350)의 주파수 변화를 생성할 수 있다. 평판(330 및 340) 사이의 거리는 평판(330 및 340) 사이에 삽입된 탄성중합 유전체(320)로 인해 변경될 수 있다. 사용자(390)가 디바이스의 표면(380)을 터치하는 경우, 표면(380) 물질을 통해 이동판(330)에 힘이 가해질 수 있다. 이러한 힘은 탄성중합 유전체(320)를 압축하여 평판 분리를 감소시키고 센서(310)의 정전용량 변화를 일으킬 수 있고, 이는 발진기(350)의 주파수 변화를 초래할 수 있다. 분리를 이용하여 2개의 평판(330 및 340)에 의해 형성된 정전용량은 손가락 누름에 반비례한다. 그것은 단일 금속판을 사용하여 형성될 수도 있으며, 사용자의 손가락이 다른 평판을 형성할 수 있고 손가락 평판 분리는 손가락 누름에 반비례한다. 이와 같이 작용하기 위해, 사용자의 신체는 디바이스 그라운드에 대한 일정 레벨의 결합을 생성할 수 있다.

아날로그 디지털 변환기가 사용되는 경우 발진기 출력(370)은 디지털 스칼라 값(digital scalar value)일 수 있는 주파수 값으로 변환될 수 있거나, 아날로그 회로가 사용되는 경우 신호의 정류는 압력을 추적할 수 있는 DC 전압 레벨을 생성할 수 있다. 실시예들은 디지털 신호 프로세싱의 적용예를 예시할 수 있지만, 이러한 프로세싱은 스칼라 센서 출력의 신호 프로세싱을 통해 행해지거나, 아날로그 회로를 통해 실현될 수 있다.

회로(350)의 주파수 출력은 프로세서의 주파수 카운터 기능을 이용하여 스칼라 숫자로 변환될 수 있다. 센서(120)가 터치면(110)의 평면에 있지 않기 때문에, 센서들(120)이 표면(110)에 대해 90도 이외의 어떤 각도에 있는 경우 센서 출력과 관련된 전압 또는 스칼라 숫자는 터치면(110)을 가로질러 터치면(110)에 수직인 축을 따라 놓여 있는 벡터 성분들을 가질 수 있다. 센서들이 터치면(110)에 대해 90도이면, 터치면(110)의 평면에 수직인 정보를 검출하지 않고 면내(in-plane) 넛지들이 검출될 수 있다. 또한, 고무 스킨 터치면의 경우, 3D 공간에서의 고무 변형으로 인해 고무 변형이 여전히 90도 배향 센서들에 영향을 미칠 수 있다. 터치면(110)이 센서(120)에 단단히 부착되어 있으면, 센서들(120)은 터치면(110)에 대해 0도 또는 90도가 아닌 어떤 각도에 있을 수 있으며, 센서들은 평형값(equilibrium value)일 수 있는 것보다 크고 작은 압력 또는 변위들 사이의 구별을 가능하게 할 수 있다. 이에 따라, 넛지 정보는 협각(included angle)이 터치 평면으로부터 90도인 2개의 센서로 전체 터치면(110)을 가로질러 감지될 수 있다. 예를 들어, 이를 위해 센서들(201 및 202 또는 205 및 206)이 사용될 수 있다. 2개의 센서가 사용되는 경우, 센서들이 터치면(110)에 대해 90도로 설치되어 서로 직교하지 않으면, 터치면(110) 쪽으로 배향된 힘이 하나의 횡방향의 힘과 혼동될 수 있다. 터치면(110)에 대해 90도, 즉 서로 직교하도록 센서들을 실장하는 경우, 사용자에 의해 가해진 아래 방향의 힘의 양이 존재하지 않을 수 있다.

센서들(120)은 멀리 투영되면 터치면과 교차할 평행 라인들을 형성하는 대향 센서 평면들을 갖는 4개의 세트로 설치될 수 있다. 게다가, 터치면(110)과 센서들의 투영 교차(projected intersection)가 수직인 라인들이면, 인접 센서들은 단순한 계산을 제공할 수 있다. 예를 들어, 센서들(205 내지 208)이 가상 조이스틱으로서 사용될 수 있는 센서 세트를 형성할 수 있다. 다른 실시예로서, 센서들(201 내지 204)이 넛지 및 힘 검출 능력을 갖는 매핑 가능(map-able) 터치면으로서 사용될 수 있는 센서 세트를 형성할 수 있다. 터치 센서들(120) 평면의 일 구성은 모두 터치면(110)에 대해 45도 기울어진 센서 면들(125)을 가질 수 있다.

디바이스의 원하는 사용자 인터페이스 제어에 의존하여, 쌍을 이룬 센서들의 세트가 상이한 방식으로 프로세싱될 수 있다. 예를 들어, 터치면(110)에 대한 터치 또는 넛지의 위치를 판단하기 위해 대향 센서들의 비율이 계산될 수 있다. 센서의 출력이 센서에 가해지는 압력과 양의 상관관계에 있는 값인 시스템의 경우, 사용자 입력을 넛지 또는 위치 정보와 관련시키는 프로세싱은 "상방(up)" 센서를 "하방(down)" 센서로 나눈 것이 상하(up/down) 넛지 크기 및 방향과 같은 것으로서 간단히 표시될 수 있다. “상방”, “하방”, 및 다른 관계 용어들이 설명을 위한 하나의 기준 프레임에서의 상대적 방향성에 사용되고, 실시예들을 특정 방향으로 제한하지 않는다. 이로 인한 상하 넛지 크기 및 방향 비가 1인 것은 상하 배향으로 넛지가 없다는 것을 나타낼 수 있으며, 1보다 큰 비율은 증가하는 크기의 상방 너지일 수 있고, 1보다 작은 비율은 하방으로의 넛지일 수 있다. 마찬가지로, 동일한 것이 좌우 배향에 적용될 수 있다. 대각 넛지(diagonal nudge)가 상하 방향 및 좌우 방향의 성분들을 가질 수 있다. 정전용량(압력)의 변화에 따라 발진기 주파수를 변경하는 정전용량 센서 시스템의 경우, 아래와 같이 될 수 있다.

up_down output = [(c+1)-c*(upval/n)] / [(c+1)-c*(dnval/n)]

right_left output = [(c+1)-c*(rtval/n)] / [(c+1)-c*(ltval/n)]

여기서, c = 인터셉트 상수; n = 센서의 고정 "비-누름(no-press)" 출력; upval = 상방 센서(201)의 순시 출력; dnval = 하방 센서(203)의 순시 출력; rtval = 우방 센서(202)의 순시 출력; 및 ltval = 좌방 센서(204)의 순시 출력이다.

표면에서의 위치 매핑은 상하 배향 및 좌우 배향 모두 1의 비를 갖는 중심 위치를 가짐으로써 획득될 수 있다. 상하 계산에서 1보다 점점 더 큰 비율은 터치면(110) 위로 증가하는 위치와 관련될 수 있다. 상하 계산에서 1보다 점점 더 작은 비율은 터치면(110) 아래로 감소하는 위치와 관련될 수 있다. 1보다 큰 비율이 중심의 우방 위치들에 관한 것이고, 1보다 작은 비율 값들이 중심의 좌방 위치들에 관한 것일 수 있는 좌우 계산들에 동일한 내용이 따를 수 있다. 터치가 없을 때 중심 "터치" 위치를 방지하기 위해, 이러한 비율 방법은 일단 비-정지(non-resting) 힘이 센서들 중 하나 이상에서 검출되면 위치를 검출하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이것은 계산된 Z-힘이 일정한 트리거 레벨을 초과하는 것에 의해 트리거링될 수 있다.

넛지 검출은 적어도 2가지 방식으로 수행될 수 있다. 제1 방식은 터치 지점의 절대 위치를 배제하기 위해 재캘리브레이션 프로세스(recalibration process) 후에 대향 센서들의 비율을 지켜보는 것일 수 있다. 다른 넛지 케이스는 대향 센서들의 차이로부터 얻을 수 있는데, 이는 피라미드 형상의 센서 구성(225)과 가장 잘 작용한다. 이 구현예는 상방 센서에서 하방 센서를 뺀 것이 (출력의 부호로부터) 상하 넛지 크기 및 방향과 동일할 것일 만큼 단순할 수 있다. 그 후, 전체 넛지 벡터는 상하 넛지 및 좌우 넛지의 직교 값들로부터 계산될 수 있다. 정전용량(압력)의 변화에 따라 발진기 주파수를 변경하는 정전용량 센서 시스템의 경우, 아래와 같이 될 수 있다.

up_down output = [c-c*(upval/n)] - [c-c*(dnval/n)]

right_left output = [c-c*(rtval/n)] - [c-c*(ltval/n)]

여기서, c = 인터셉트 상수; n = 센서의 고정 “비-누름” 출력; upval = 상방 센서(207)의 순시 출력; dnval = 하방 센서(205)의 순시 출력; rtval = 우방 센서(206)의 순시 출력; 및 ltval = 좌방 센서(208)의 순시 출력이다.

트러프(230) 또는 피라미드(220) 케이스에서, z축 압력 레벨은 푸쉬 또는 넛지에 대한 배향 벡터에 대한 크기를 설정하는데 사용될 수 있다. 이는 센서들 전부의 단순한 합산을 거치거나, 또는 합해지거나 차이 신호들의 수학적 조합을 통해 신호의 z축만의 기여를 추출하여 4개의 센서 전부에 가해진 공통 신호를 판단함으로써 얻어질 수 있다.

배향 벡터의 각도 또는 각도 및 크기가 x축 및 y축 압력 차분으로부터 획득될 수 있다. 단지 각도의 경우, x 성분과 y 성분의 각도의 합이 정규화된 후, 크기 벡터는 이 신호에 z-크기를 곱함으로부터 얻을 수 있다. x축 및 y축 신호로부터 유래하는 각도 및 크기 모두의 경우, x 성분과 y 성분의 각도 합은 정규화되지 않을 수 있고, 이로 인한 면내 크기(in-phase magnitude)는 사용자 인터페이스에서 벡터의 크기일 수 있다. 사용자가 이들 2개의 시스템과 상호 작용하는 방식 사이의 차이점은 벡터만이 x 및 y 정보로부터 획득되는 경우에 존재한다. 사용자가 디바이스를 세게 누를수록, 벡터의 진폭은 더 커질 수 있다. 각도 및 크기 모두가 x 및 y 정보로부터 획득되는 경우, 사용자가 넛지의 면내 방향(in-plane direction)으로 세게 누를수록, 벡터의 크기는 더 높을 수 있다. 이 케이스는 얼마나 세게 사용자가 실제 디바이스를 눌렀는지를 상쇄하고, 횡력(lateral force) 또는 면내력(in-plane force)만을 지켜본다.

도 4는 일 실시예에 따른 터치면 및 3-센서 시스템(400)의 각각의 센서(420)에 관한 힘 대 시간을 예시한다. 시스템(400)은 터치면(410) 및 센서들(420)을 포함할 수 있다. 터치면 및 센서 시스템(400)은 캘리브레이션되어 프로세서로 하여금 터치면(410)에서의 접촉력의 위치를 계산하게 할 수 있다. 센서의 출력은 센서에 대한 힘을 나타낼 수 있다. 키패드 누름과 같은 단일 터치는 단기간 동안 3개의 센서(420) 전부에 비교적 일정한 힘을 제공할 수 있다. 센서들(420) 사이의 힘들의 비율은 각각의 센서로부터 접촉력의 상대적 거리를 나타낼 수 있다.

도 5는 3-센서 시스템(500) 내의 특정 방향의 넛지를 예시한다. 시스템(500)은 터치면(510) 및 센서들(520)을 포함할 수 있다. 터치 패드에 접촉력(540)을 가하는 손가락(530) 또는 디바이스가 원래의 접촉 위치로부터 이동하지 않고 소정의 방향을 향해 눌려지는 경우, 센서들(520)을 둘러싸는 매개체 내에 힘 벡터를 생성할 수 있는 넛지가 일어날 수 있으며, 이에 따라 각각의 센서에서 보이는 힘이 변할 수 있다. 각각의 센서에 대한 통상적인 힘 응답(551, 552, 및 553)이 도시된다. 캘리브레이션된 시스템은 넛지에 의해 생성된 힘 벡터의 크기 및 방향을 판단할 수 있다. 이 응답은 손가락(530)으로 하여금 벡터 방향으로 터치면(510)을 가로질러 슬라이딩하게 하고, 접촉력의 연속 배치를 매핑 아웃하는 것으로부터의 응답과 유사하다. 벡터 크기 및 방향 감지는 캘리브레이션된 터치 시스템에서 내비게이션 키를 생성하는데 사용될 수 있다. 사용자가 원하거나 핵심적인 기능 또는 설계가 요구함에 따라, 내비게이션 키 기능이 터치면(510)에 대한 다수의 위치에 이동 및/또는 재캘리브레이션될 수도 있다. 벡터 크기만 감지하는 것은 소정의 방향을 따라 활용되어 볼륨 제어와 같은 증가/감소하는 타입의 기능들을 제어할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 시간 그래프(600)에서 x축(610) 출력 및 y축(620) 출력을 예시한다. 도 7은 일 실시예에 따른 x축(720) 및 y축(730)에 대한 시간에 따른 예시적인 합성 벡터의 예시(700)이다. 트러프-타입의 센서 레이아웃(230)에서, 숫자 및/또는 영숫자 키패드 레이아웃이 구현될 수 있으며, 키 누름이 검출될 수 있다. 전술한 비율 시스템을 이용하면, 키 위치 각각에 관한 비율 영역의 정의를 통해 이러한 검출이 행해질 수 있다. 시스템(230)으로 하여금 사용자 입력에 빠르게 응답하게 하도록 키 누름에 대해 안정화 임계치가 도입될 수 있다. 각각의 x 배향 및 y 배향으로 평형점(equilibrium point)으로부터 매우 빠른 램프(ramp)와 이에 후속하여 원하는 키 영역 위에 비교적 일정한 유지 기간이 있을 수 있다. 따라서, 키 누름의 최종 멈춤 장소를 판단하고 다른 매핑 가능 지점들을 통한 빠른 이행을 무시하기 위해 지연이 사용될 수 있다. 예시(700)에서의 각각의 위치의 라인(710)과 같은 라인의 끝(tip)은 예를 들어, 그래프(600)에서 시간 T1 내지 T6에서의 매핑된 위치일 수 있다. 실제 키 입력을 위한 대기 기간은 사용자 테스트로부터 도출된 고정 시간 지연일 수 있거나, 시간 신호의 기울기를 지켜볼 수 있다. 기울기가 소정의 한도보다 크면, 그 위치는 위치로서 전달되지 않을 수 있다. 기울기가 소정의 임계치 미만이면, 그 위치는 디바이스의 소프트웨어에 의한 추가적인 사용을 위해 전달될 수 있다. 도 8은 일 실시예에 따른 보통의 숫자 키패드(800)를 위한 이러한 타입의 비율 영역(ratio region)을 예시한다.

도 9는 내비게이션 이벤트의 시작을 개시하는, 키 누름 이벤트와 이에 후속하는 더 긴 유지의 시간 반응 그래프(900)를 예시한다. 키 누름과 조이스틱 내비게이션 이벤트 사이를 구별하기 위한 타이밍을 사용하는 개념은 키 누름을 위한 타이밍의 개념과 매우 관련되어 있다. 이러한 프로세스는 기간의 길이에 기초할 수 있는데, 여기서 신호의 절대 크기는 0이 아니고 일정한 허용 한계 내에 있다고 측정될 수 있다. 제1 괄호 시간 프레임(910)은 키 누름 이벤트를 위한 시간 제한 내에 있는 이벤트를 나타낼 수 있다. 제2 시간 프레임(920)은 키 누름을 초과하는 시간 프레임을 나타낼 수 있고, 제3 시간 프레임(930)은 내비게이션 정보가 디바이스에 의해 수신되고 있는 기간을 나타낼 수 있다. 이러한 내비게이션 기간은 신호가 0이 아니고 고정적으로 유지되는 키 누름 이벤트보다 더 긴 소정의 기간이 경과한 후 시작될 수 있다. 이러한 키 누름 이벤트는 신호가 소정의 기간 동안 원래 기준 레벨로 복귀하거나, 신호가 새로운 기준 레벨에 대한 제2의 넓은 허용도(tolerance)를 벗어날 때 종료될 수 있다. 도 10은 새로운 기준 레벨(1010)의 그래프(1000)를 예시한다. 내비게이션 동작 모드를 개시하는데 사용되는 누름 유지 시간 동안 기준 레벨이 평균 레벨이라고 판단될 수 있다. 새로운 기준 레벨들은 트러프 타입의 시스템이 사용되는 경우 서로 상이할 수 있다. 그래프(1000)는 상방 넛지(1020), 우방 넛지(1030), 우상방(up-right) 대각 넛지(1040), 및 좌상방(up-left) 대각 넛지(1050)에 관한 내비게이션 이벤트를 예증할 수 있다. 각도 기준이 리셋될 수 있을 뿐 아니라, 크기도 리셋될 수 있다. 이는 가상 조이스틱이 표면에서의 임의의 지점에서 임의의 개시 손가락 힘에 상대적으로 생성되게 할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 손가락 배치 간의 관계를 도시한 시스템(1100)을 예시한다. 시스템(1100)은 연질의(flexible) 탄성중합체 터치면(1141), 그 터치면(1141) 아래의 대응 구조(1151 내지 1153), 관련된 유효 등가 회로도들(1161 내지 1163), 및 각각 상이한 손가락 누름에 대한 관련 출력들(1171 내지 1173)을 보여준다. 손가락이 T형-상단(T-top)(1151) 사이를 누를 수 있으며, 이로써 유효 회로(1161) 및 대응 출력(1171)을 생성할 수 있다. 손가락이 T형-상단(1152) 사이를 일정 각도로 누를 수 있으며, 이로써 유효 회로(1162) 및 대응 출력(1172)을 생성할 수 있다. 손가락이 하나의 T형-상단(1153)의 상단을 누를 수 있으며, 이로써 유효 회로(1163) 및 대응 출력(1173)을 생성할 수 있다.

내비게이션을 위해, 손가락의 정적 배치와 넛지 또는 롤 사이의 차이가 시간 파형에서의 전압 변이를 통해 검출될 수 있다. 브릿지의 전압 오프는 고정 시간 레이트로 샘플링될 수 있다. 이들 샘플의 수집은 센서 분할기 시간 파형을 형성할 수 있다. 도 12는 일 실시예에 따른 센서들 사이에서 거의 동일한 거리에 있는 지점에서 누름 사이의 시간 신호에서의 차이를 보여주는 그래프(1200)를 예시한다. 도 13은 하나의 센서 근처 지점에서의 누름 및 2개의 지점 간의 넛징 또는 롤링에 대한 시간 신호를 보여주는 그래프(1300)를 예시한다. 그래프(1200)는 2개의 지점에서 별개의 터치들을 도시하며, 그래프(1300)는 넛지 또는 롤 제스처를 도시한다.

손가락 누름 하에, 센서들을 커버하는 연질의 스킨 영역은 변형될 수 있으며, 이로써 내부 감지면에서의 검출 가능 변화들을 초래한다. 이러한 변화는 힘 감지 저항(FSR) 센서들, 압전 센서, 정전용량 센서, 및 다른 감지 기술들과 같은 피라미드 구조들의 상단에 통합된 다수의 내장 센서를 통해 감지될 수 있다. 일 실시예는 수직 벽 표면을 따라 위치하는 센서들을 갖는 수직 벽들을 사용할 수 있다. 다른 실시예는 경사진 표면 각도를 갖는 피라미드 벽을 사용할 수 있다. 또 다른 실시예는 곡선, 톱니, 구형 등과 같이 센서들을 설치하기 위한 임의의 다른 구조를 사용할 수 있다.

시스템(1100)은 일 실시예에 따른 수직 T-벽 구조를 보여준다. 시스템(1100)은 T-벽 구조(1120)의 수직면 벽을 따라 위치하며, 손가락 압력 하에서 변형될 수 있는 고무 같은 물질(1130)로 덮인 FSR 물질들(1110)을 사용할 수 있다. 이러한 수직벽 구조(1120)는 고무 물질(1130)을 이용하여 센서가 터치 스크린에 수직으로 위치할 수 있는 지점을 전달하여 수직 누름을 계속 검출하는데 사용될 수 있다.

예를 들어, 시스템(1100)은 수직 센서들(1151 내지 1153)에 대한 손가락 누름으로 인해 일어나는 고무(1130) 변형의 영향을 도시할 수 있으며, 이는 별개의 전압 출력들(1171 내지 1173)을 생성하는 균등한 저항 래더(1161 내지 1163)에 영향을 미친다. 사용자가 2개의 T-벽(1151) 사이에 있는 중심 영역을 누르는 경우, FSR 등가 저항들이 감소할 수 있으며, 이로 인해 누름이 센서들에 동등하게 영향을 미치면 불변의 순수 효과를 초래할 수 있다. 손가락이 T-벽 감지면들(1110) 중 하나를 향하는 바이어스 방향(1152)으로 짜내기 때문에, 고무 스킨(1130)은 1172에 도시된 바와 같이 출력 전압을 증가하게 하는 방식으로 센서를 작동시킬 수 있는 방식으로 변형될 수 있다. 사용자가 손가락을 T-벽의 상단(1153)에 위치시킬 때, 벽의 양 측면에는 대략 동등하게 영향이 미치며, 다이얼링 애플리케이션에 사용될 수 있는 키 위의 누름을 표시할 수 있는 출력 전압(1173)을 초래한다. 다른 예시로서, 센서(1110)는 손가락 슬라이딩 없이 변형되는 고무를 통해 손가락 누름의 방향 제어를 위해 각진 손가락 누름으로 1153의 위치에서 작용될 수 있다.

도 14는 일 실시예에 따른 터치면(1410) 아래의 사다리꼴 센서 컴포넌트들(1420)을 갖는 시스템(1400)을 예시한다. 사다리꼴 센서 컴포넌트들(1420)은 기울어진 표면과 같은 경사면(1425)이 있는 피라미드 타입의 구조일 수 있다. 넛지가 고무 오버레이 터치면(1410)에 의해 커버되는 수직 및 수평 성분 벡터들(1435)을 포함할 수 있기 때문에 기울어진 표면(1425)은 사용자 누름 또는 넛지에 더 민감할 수 있다. 이러한 구현예는 고무 스킨(1410)의 상단에 사용자의 손가락을 슬라이딩하지 않고, 사용자로 하여금 줌, 볼륨, 내비게이션, 갤러리, 또는 다른 제어들과 같은 다이얼링 애플리케이션 또는 방향 제어를 위해 고무 물질(1410)에서의 임의의 위치를 누르게 할 수 있다. 고무 물질(1410)은 이중 목적을 갖는데 밑에 있는 키패드 센서(1420) 및 디바이스 내의 그 밖의 다른 하드웨어에 대한 수밀봉(water seal) 및 낙하 보호 커버(drop protection cover) 역할을 할 수도 있다. 탄성중합 물질은 또한 그립을 개선하기 위한 기능을 수행할 수 있고, 일부 사용자들에게는 디바이스를 사용하면서 터치 컴포트 인터페이스를 부여할 수 있다.

예를 들어, 다수의 감지 표면 또는 면(face)을 갖는 3차원 감지 컴포넌트(1420)는 터치 감지면(1410) 아래 내장될 수 있으며, 표면(1410)에 대한 터치의 위치를 표시하는데 사용될 수 있다. 이들 3차원 센서(1420)는 접촉 지점으로부터 모든 방향(1435)으로 균일하게 힘을 전송하는 물질 내에 내장될 수 있다. 센서들(1420)은 다수의 감지 페이스(1425)를 갖는 사다리꼴 컴포넌트들로 구성될 수 있다. 수직선(1427)으로부터 터치면(1410)으로, 0도 내지 90도의 각도로 센서 페이스(1425)를 위치시키는 실시예들이 도출될 수 있다. 수직선(1427)에 대한 또는 그 반대로 터치면(1410)에 대한 감지 페이스(1425)의 각도는 매개체의 물질 특성, 센서(1420)의 깊이, 및 터치 스크린(1410)의 각도 및 묘사, 및 터치 스크린(1410)의 각도 및 묘사를 포함하는 다수의 요인들에 의존하여 터치력(touch force)(1430)의 수신을 위해 최적화될 수 있다. 감지면(1425)은 사다리꼴 구조의 1 내지 6개의 표면들 또는 사다리꼴 이외의 형상의 각각의 별도의 면에 활용될 수 있다.

일 실시예는 4개의 사이드에 감지면(1425)을 갖는 사다리꼴 센서 컴포넌트(1420)를 활용한다. 제5 센서는 원하면 피라미드 센서(1420)의 상단에 배치될 수도 있다. 각 측면(1425)은 수직선(1427)에 대해 45도 각도 또는 그 밖의 다른 각도를 만들 수 있다. 각각의 감지면(1425)은 센서(1420)로부터 터치면(1410) 상의 터치 방해의 위치까지의 거리와 같은 크기의 힘 레벨을 표시할 수 있다.

손가락 위치 및 누름 방향은 각각의 피라미드 구조(1420) 내는 물론이고 상이한 피라미드 구조들(1420) 사이, 예를 들어, 3개의 피라미드 구조(1420) 사이의 상대적인 센서 출력들을 평가함으로써 추론될 수 있다. 내장 센서들의 실시예들은 손가락 누름 고무 변형의 방향을 판단하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 개시 터치의 위치가 3개 이상의 센서면들(1425)에 대한 힘의 세기를 비교함으로써 확인된 후, 시간에 따른 힘의 후속 위치의 통합은 방향 이동을 표시할 수 있으며, 볼륨 제어, 객체를 가속 또는 조향하거나, 백라이트 밝기를 설정하거나, 또는 다른 명령과 증가 또는 감소 명령을 정의하는데 사용될 수 있다.

도 15는 래더 전압 회로망을 형성하는 피라미드 구조들(1520)에 FSR 타입의 저항 센서들(1525)을 사용하는 피라미드 구조 시스템(1500)을 예시한다. 사용자는 고무 스킨 커버(1510)의 상단의 다양한 위치들(1531, 1532, 1533, 1534, 및 1535)에 손가락 또는 스타일러스를 누를 수 있다(1530). 누름 위치는 손가락 위치에 기반하여 다양한 피라미드 구조들에 있는 FSR 등가 저항 R1 내지 R4에 영향을 미칠 수 있으며, 출력(1540)이 저항 변화에 기반하여 생성될 수 있다. 그 후, 눌린 위치(1530)는 출력(1540)의 전압 레벨에 의해 판단될 수 있다. 일례에서 3V와 같은 고전압 VCC는 손가락 누름 위치에 관해 분산된(spread) 우수한 센서를 제공할 수 있지만, 다른 전압이 사용될 수 있다. 시스템(1500)의 토폴로지는 손가락 누름이 키들에 대응하는 피라미드(1520)의 상단에 있는 경우 키패드로서 사용되어 레일-투-레일 전압 레벨들을 초래할 수 있으며, 손가락 누름이 피라미드들(1520)의 상단 또는 그 사이에 있거나 손가락 누름이 소정의 기간 동안 일 방향으로 넛지를 보여주는 경우 방향성 명령들에 사용될 수 있다. 상이한 검출 출력(1540)을 초래할 수 있는 상이한 전기 컴포넌트들을 갖는 상이한 회로망이 사용되어, 사용자가 고무 스킨 커버(1510)를 어디서 어떻게 누르는지(1530)를 판단할 수 있다.

도 16은 일 실시예에 따른 피라미드 상호연결 방식(1600)을 예시한다. 피라미드 상호연결 방식(1600)은 다수의 피라미드 구조들(1620)에 대한 누름의 상대적 영향을 지켜봄으로써 고무 또는 다른 변형 가능 표면(1610)에서의 눌린 위치를 판단하는데 사용될 수 있는데, 이로 제한되는 것은 아니지만 삼각측량 개념과 유사할 수 있다. 손가락이 피라미드 구조(1620)에 있는 경우 레일-레일 상단 또는 하단 전압이 검출 가능 파라미터일 수 있다. 피라미드 구조 사이즈는 디바이스에 따라 달라질 수 있으며, 센서 기술들에 의해 수용될 수 있는 임의의 범위 및 사이즈를 커버할 수 있다.

도 17은 직교 센서(orthogonal sensor)를 사용하는 회로망의 전압 출력의 그래프(1700)를 예시한다. 영역(1710)은 개시 터치 지점에 설정되어 있는 트리거 레벨 중심(1712)을 가질 수 있다. 사용자의 손가락의 자연스러운 흔들림을 설명하기 위해 적응형 트리거링에 적응형 트리거 레벨이 사용될 수 있다. 트리거 레벨 중심(1712)은 개시 전압으로서 선택될 수 있다. 상위(1714) 및 하위(1716) 트리거 레벨은 트리거 레벨 중심 전압(1712)보다 크거나 낮은 백분율일 수 있다. 사용자가 자신의 손가락을 다른 센서에 가깝게 넛지하는 경우, 전압 시간 신호는 트리거 레벨을 초과하여 다른 영역(1720)으로의 전이 기간을 시작할 수 있다. 전이 기간은 시간 평균 신호의 기울기가 상당히 변할 때까지 지속될 수 있다. 그 후, 새로운 영역(1720)을 위해 새로운 트리거 레벨들이 설정될 수 있다.

실시예들은 정전용량 및 FSR 센서만으로 제한되지 않아야 한다. 실시예들은 적층된 압전 센서들, 정전용량 센서들, FSR 센서들 등을 이용하여 구현될 수 있다. 압전 센서들은 고체 베커(solid backer)에 대한 스택 또는 백킹 표면에서 얇은 파인 곳 위에 빔(beam)으로서 설치된 벤더(bender)로서 구현될 수 있다. 정전용량 센서들은 연질의(flexible)/압축 가능 인슐레이터 영역에 의해 분리되는 베이스층 및 상부층으로 구성될 수 있는데, 탄성중합체 터치면에 의하거나, 사용자가 회로를 완성시키는 종래의 정전용량 센서로서 커버된다.

실시예들은 장치 하우징, 장치 하우징에 결합된 실질적으로 평면인 터치면, 및 터치면에 결합된 복수의 경사 센서를 포함할 수 있는 장치를 제공할 수 있다. 복수의 경사 센서 각각은 터치면에 대해 실질적으로 경사진 센서면을 가질 수 있다. 복수의 경사 센서는 터치면에 평행인 터치력을 검출할 수 있다.

이 장치는 복수의 경사 센서에 결합된 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는 복수의 경사 센서들에 대한 힘에 기반하여 접촉력을 판단할 수 있다. 컨트롤러는 복수의 경사 센서들에 대한 힘의 비율에 기반하여 접촉력을 판단할 수 있다. 컨트롤러는 터치면에 대한 수직력(normal force) 및 복수의 경사 센서들에 대한 힘의 비율에 기반하여 접촉력의 평면력(planar force) 성분을 판단할 수 있는데, 여기서 평면력은 터치면에 평행할 수 있다. 컨트롤러는 터치면에 대한 수직력 및 복수의 경사 센서들에 대한 힘의 조합에 기반하여 접촉력의 수직력 성분을 판단할 수 있는데, 여기서 수직력은 터치면에 수직이다. 예를 들어, 힘들의 조합은 합산이거나, 경사 센서들의 공통 컴포넌트를 부여할 수 있는 등식에 기반하거나, 힘들의 선택이거나, 임의의 다른 조합일 수 있다. 컨트롤러는 복수의 경사 센서들에 대한 힘 사이의 차이에 기반하여 접촉력의 평면력 성분을 판단할 수 있다.

각각의 경사 센서는 터치면에 대해 실질적으로 평행이거나 수직이 아닌 센서면을 가질 수 있다. 각각의 경사 센서는 사용자 입력에 응답하여 센서 신호를 출력할 수 있다. 컨트롤러는 센서 신호들을 수신할 수 있고, 사용자 입력의 벡터 성분들을 판단할 수 있으며, 여기서 벡터 성분들은 터치면에 수직이고 평행인 축에 놓여 있을 수 있다. 컨트롤러는 터치면에 대해 실질적으로 일정한 위치에 인가되는 힘 벡터를 감지된 벡터 방향으로 변환할 수 있다.

복수의 경사 센서는 제1 방향으로 향하는 터치면에 실질적으로 평행이 아닌 제1 경사 센서면을 갖는 제1 경사 센서 및 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 향하는 터치면에 실질적으로 평행이 아닌 제2 경사 센서면을 갖는 제2 경사 센서를 포함할 수 있다. 복수의 경사 센서는 제1 방향으로 향하는 터치면에 실질적으로 평행이 아닌 제1 경사 센서면을 갖는 제1 경사 센서 및 터치면에 평행인 투영의 일부가 제1 방향에 실질적으로 반대인 제2 방향으로 향하는 터치면에 실질적으로 평행이 아닌 제2 경사 센서면을 갖는 제2 경사 센서를 포함할 수 있다. 복수의 경사 센서는 터치면에 수직인 터치면에 대한 힘 및 터치면에 평행인 터치면에 대한 힘을 감지하도록 구성될 수 있다.

터치면은 변형 가능 터치면일 수 있다. 예를 들어, 터치면은 굽힘 또는 압축에 의해 변형될 수 있다. 터치면은 장치 하우징에 흔들릴 수 있도록 결합된 경질 표면일 수 있다. 예를 들어, 터치면은 개스킷(gasket), 고무 부속품, 또는 다른 연질의 물질을 사용하여 장치 하우징 내에 매달 수 있다.

경사 센서는 압전 센서, 정전용량 센서, 저항 센서, 또는 임의의 다른 센서일 수 있다. 예를 들어, 경사 센서는 구부릴 수 있는 압전 스택 및 압축 가능 압전 스택 중 하나를 갖는 압전 센서일 수 있다. 다른 실시예로서, 경사 센서는 제1 정전용량 판, 제2 정전용량 판, 및 제1 정전용량 판과 제2 정전용량 판 사이에 위치한 압축 가능 탄성중합 유전체를 가질 수 있다.

실시예들은 통상적인 정전용량 어레이 또는 저항 어레이로 행해지는 디바이스 내의 센서 그리드 전체를 생성할 필요 없이 표면에 대한 터치 및 넛지 인터페이스를 제공할 수 있다. 실시예들은 손가락 넛지를 수반할 물질 내의 횡방향 압축을 검출할 수도 있는데, 이는 통상적인 센서 어레이가 해결할 수 없는 바람직한 특징일 수 있다. 실시예들은 새로운 경험일 수 있는 고무 스킨을 누르거나 변형시키는 경우와 같이, 손가락 슬라이딩 없이 방향성의 손가락 스퀴즈/누름을 검출할 수 있다.

본 개시의 방법들은 프로그래밍된 프로세서에 구현될 수도 있다. 그러나, 실시예들의 동작들은 범용 또는 특수 컴퓨터, 프로그래밍된 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러, 주변 집적 회로 소자, 집적 회로, 별도의 소자 회로와 같은 하드웨어 전기 또는 로직 회로, 프로그램 가능 로직 디바이스 등에 구현될 수도 있다. 일반적으로, 실시예들의 동작을 구현할 수 있는 유한 상태 기계가 임의의 디바이스가 본 개시의 프로세서 기능들을 구현하기 위해 사용될 수 있다.

본 개시가 특정 실시예와 함께 설명되었지만, 여러 대체예, 변형예, 및 수정예가 당업자에게는 명백할 것이다. 예를 들어, 실시예들의 다양한 컴포넌트들은 다른 실시예들에서 상호 변경, 추가 또는 대체될 수 있다. 또한, 각 도면의 구성요소들 전부가 개시된 실시예들의 동작에 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 개시된 실시예들의 당업자는 독립항의 구성요소들을 단순히 채용함으로써 본 개시의 교시를 사용할 수 있게 될 것이다. 따라서, 여기에 설명된 본 개시의 실시예들은 예시적인 것으로서 제한하려는 것이 아니다. 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변경이 수행될 수 있다.

이 문서에서, “제1”, 제2” 등과 같은 관계 용어(relational term)는 이러한 개체 또는 움직임들 사이의 이러한 임의의 실제 관계 또는 순서를 요구하거나 함축할 필요 없이 다른 개체 또는 움직임과 하나의 개체 또는 움직임을 구별하는데 단독으로 사용될 될 수 있다. “결합된(coupled)”이라는 용어는 변형되지 않는다면 구성요소들이 직접 연결을 요구하지 않고 함께 결합될 수 있다는 것을 함축한다. 예를 들어, 구성 요소들은 하나 이상의 중개 요소(intervening element)를 통해 연결될 수 있다. 또한, 2개의 구성요소는 구성요소 간에 물리적 연결을 사용하거나, 구성요소 간에 전기 신호를 사용하거나, 구성요소 간에 무선 주파수 신호들을 사용하거나, 구성요소 간에 광학 신호들을 사용하거나, 구성요소 간에 기능적 상호작용을 제공하거나, 2개의 구성요소를 관련시킴으로써 결합될 수 있다. 또한, “상단(top)”, “하단(bottom)”, “전단(front)”, “후단(back)”, “수평(horizontal)”, “수직(vertical)” 등과 같은 관계 용어는 임의의 다른 물리적 좌표계에 관한 공간 배향을 반드시 함축하지 않고 서로에 대해 구성요소들의 공간적 배향을 구별하는데 단독으로 사용될 될 수 있다. “포함하다(comprise)”, “포함하는(comprising)” 등의 용어는 비-배제성 포함을 커버하기 위한 것이며, 이로써 구성요소 목록을 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치는 이들 구성요소를 포함하지 않지만, 이러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 명확히 리스트되거나 내재되지 않은 그 밖의 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 단수의 구성요소는 추가 제약이 없는 경우, 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 추가적인 동일 구성요소들의 존재를 배제하지 않는다. 또한, “다른 하나”는 적어도 2 이상으로서 정의된다. 여기에 사용된 “구비한”, “갖는” 등의 용어는 “포함하는”으로서 정의된다.

Claims (17)

1. 장치로서,
   장치 하우징;
   상기 장치 하우징에 결합된 터치면;
   상기 터치면에 결합된 복수의 경사 센서(oblique sensor) - 상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 상기 터치면에 대해 경사진 각각의 센서면을 가지며, 상기 복수의 경사 센서는 상기 터치면에 평행인 터치력을 검출하도록 구성되고, 상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 제1 각각의 정전용량 판, 제2 각각의 정전용량 판, 및 상기 제1 각각의 정전용량 판과 상기 제2 각각의 정전용량 판 사이에 위치한 각각의 압축 가능 탄성중합 유전체 재료를 포함함 - ; 및
   상기 복수의 경사 센서에 결합된 컨트롤러 - 상기 컨트롤러는 상기 터치면에 대한 수직력 및 상기 복수의 경사 센서에 의해 검출된 힘들의 비율에 기반하여 접촉력의 평면력 성분을 판단하도록 구성되며, 상기 평면력은 상기 터치면에 평행함 -
   를 포함하는 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 터치면에 대한 상기 수직력 및 상기 복수의 경사 센서에 의해 검출된 상기 힘들의 조합에 기반하여 상기 접촉력의 수직력 성분을 판단하도록 구성되며, 상기 수직력은 상기 터치면에 수직인 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 복수의 경사 센서에 의해 검출된 상기 힘들 사이의 차이에 기반하여 상기 접촉력의 평면력 성분을 판단하도록 구성된 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 상기 터치면에 평행이 아니고 수직이 아닌 각각의 센서면을 가지며,
   상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 사용자 입력에 응답하여 각각의 센서 신호를 출력하며,
   상기 컨트롤러는 상기 각각의 센서 신호들을 수신하여 상기 사용자 입력의 벡터 성분들을 판단하고, 상기 벡터 성분들은 상기 터치면에 수직이고 상기 터치면에 평행인 축에 놓여 있는 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 터치면 상의 위치에 인가된 힘 벡터를 감지된 벡터 방향으로 변환하도록 구성된 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 경사 센서는 제1 방향으로 향하는 상기 터치면에 평행이 아닌 제1 경사 센서면을 갖는 제1 경사 센서 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 향하는 상기 터치면에 평행이 아닌 제2 경사 센서면을 갖는 제2 경사 센서를 포함하는 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 경사 센서는 제1 방향으로 향하는 상기 터치면에 평행이 아닌 제1 경사 센서면을 갖는 제1 경사 센서 및 상기 터치면에 평행인 투영의 일부가 상기 제1 방향에 반대인 제2 방향으로 향하는 상기 터치면에 평행이 아닌 제2 경사 센서면을 갖는 제2 경사 센서를 포함하는 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 경사 센서는 상기 터치면에 수직인 상기 터치면에 대한 힘 및 상기 터치면에 평행인 상기 터치면에 대한 힘을 감지하도록 구성된 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 터치면은 변형 가능한 터치면을 포함하는 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 터치면은 상기 장치 하우징에 매달릴 수 있도록 결합된 경질의 표면(rigid surface)을 포함하는 장치.
11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 압전 센서, 정전용량 센서, 또는 저항 센서 중 하나를 포함하는 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 구부릴 수 있는 압전 스택 또는 압축 가능 압전 스택 중 하나를 갖는 압전 센서를 포함하는 장치.
13. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 경사 센서 중 각각의 경사 센서는 힘 센서, 변위 센서, 또는 속도 센서 중 하나인 장치.
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