KR101566571B1 - 힘 감지 터치 반응 입력장치 - Google Patents

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Abstract

택틸 장치는 힘 감지 터치스크린을 포함하는 임의 개수의 형태로 터치 입력면을 포함한다. 이 실시예에서, 커버는 용량성 센서 상에 배치된 투명 스크린을 커버한다. 스크린 터치는 터치의 위치와 터치에 의해 가해진 힘을 식별하도록 결합될 수 있도록 각 센서로부터 신호를 생성한다.

Description

힘 감지 터치 반응 입력장치{Tactile Device with Force Sensitive Touch Input Surface}
본 발명은 일반적으로 택틸(tactile) 입력장치에 관한 것이고, 특히 일체형(integral) 터치 입력 표면을 구비한 택틸 입력장치에 관한 것이다.
택틸 입력장치는 여러 애플리케이션에서 점차 대중적으로 활용되었다. 휴대폰, PDA, 및 다른 전자 장치는 제한된 부피를 가진 장치내에 가능한 많은 기능을 통합하고자 한다. 택틸 입력장치는 그러한 기능을 제공할 수 있다. 용량성, 저항성, 스트레인 게이지, 및 다른 타입의 센서를 사용하는 입력장치를 제공하기 위해 다수의 접근법이 시도되었다.
예를 들어, Son 등의 미국 특허출원공개 제2007/0257821호(본 발명과 동일한 출원인에게 양도됨, 2009년10월27일 미국등록특허 제7609178호)는 재구성 가능한 택틸 센서 입력장치를 개시한다. 입력장치는 용량성 감지를 사용하고 제1 경질 전극 레이어, 압축 가능 유전체 구조체, 및 제2 플렉시블(flexible) 전극 레이어(layer)를 포함한다. 유전체 구조체는 사이에 공간을 가진 압축 가능 기하 구성요소들의 매트릭스(matrix)를 포함해도 좋다. 이 접근법은 사용자에게 다양한 레벨의 택틸 힘 감지를 제공한다. 사용자에게 현재 설정을 표시하기 위해 플렉시블 디스플레이가 상기 입력장치에 옵션으로 탑재될 수 있으며, 상기 설정은 다양한 입력에 따라 때때로 변할 수 있다.
Son의 미국 특허출원공개 제2007-0242037호(본 발명과 동일한 출원인에게 양도됨, 2009년9월29일 미국등록특허 제7595788호)는 통합된 사용자 입력 기능을 가진 전자 장치 하우징을 개시한다. 이 장치는 전자 장치를 위한 하우징에 대해 사용자에 의해 적용된 힘의 레벨을 측정한다. 하우징의 전도성 내면과 경질 베이스 상의 전극 사이에 용량성 센서(capacitive sensor)가 형성된다. 하우징에의 힘의 부가는 상응하는 부분을 편향(deflection)하고 그에 의해 센서를 가로지르는 용량(capacitance)을 변화시킨다.
위에 설명된 바와 같은 개발과 함께, 터치스크린과 같은 터치 위치(location) 장치의 개발도 유도되었다. Kamrath 등의 미국 특허 제7,148,882호는 '0'의 힘을 포함하는 부가된 힘의 연속 범위에 대해 부가된 힘에 의해 야기된 차이를 검출하는 커패시터-기반 힘 센서를 구축하는 복합체를 설명한다. 이러한 센서들은 입력 구조체 아래에 분산된다. 힘이 부가되면, 각 센서의 용량 특성에 의해 측정된 힘이 입력 구조체 상에 부가된 힘의 위치로 변환된다.
Robert의 미국 특허 제7,183,948호는 힘 센서 기본 구성요소, 측면 연화 수단, 및 프리로드(preload) 스프링을 포함하는 접선 힘 제어 터치 위치 장치를 설명한다. 힘 센서를 포함하지 않는 기계적 경로는 터치 표면의 측면 움직임을 방해하기 위한 측면 경화 수단을 구성하는 복수의 션트(shunt) 연결을 포함한다.
위의 참조문헌들 각각은 상이한 접근법을 설명한다. 위에 언급된 특허 공개문헌들에 설명된 바와 같은 택틸 입력장치와 통합하고자 하는 제작자는 한 벤더의 입력장치와 다른 벤더의 터치스크린을 구매한다. 그 다음 제작자는 그 둘을 통합하기 위한 접근법을 결정해야 한다. 일반적으로 각 컴포넌트와 연계된 전자장치는 양립 가능하지 않아서, 상이한 프로세싱 접근법이 착수되어야 한다. 이 때문에, 장치 안에 상이한 회로를 구비하기 위해 입력장치의 가격과 크기가 증가하거나 더 복잡한 신호를 외부 장치와 프로세싱 컴포넌트에 전송할 필요가 있을 수 있다.
여러 키보드 구성과 함께 터치스크린 디스플레이를 제공하는 택틸 입력장치가 요구되며, 그에 의해, 장치의 가격이 최소화되고 장치에 의한 전자적 프로세싱이 외부 장치와 요구되는 통신을 최소화한다. 또한 요구되는 것은, 하나의 컨트롤러 IC가 멀티-터치 입력 키패드와 압력 감지 스크롤 사이드 버튼과 같은 특수 버튼과 함께 터치스크린을 다룰 수 있는, 범용 입력 솔루션이다.
그러므로, 본 발명의 목적은 일체형 터치스크린 디스플레이 또는 다른 터치 입력 표면을 통합시킨 택틸 입력장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 통합 터치스크린 디스플레이 또는 장치 원가를 최소화한 다른 터치 입력 표면을 구비한 택틸 입력장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 통합 터치스크린 디스플레이 또는 상기 장치와 외부 장치 사이의 데이터 통신을 간단하게 하는 다른 터치 입력 표면을 구비한 택틸 입력장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 컨트롤러 IC가 압력 감지 스크롤 사이드 버튼과 같은 특수 버튼과 멀티-터치 입력 키패드 외에 터치스크린을 다룰 수 있는, 범용 터치 표면을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 힘 감지 터치 반응 입력장치는 기준 표면, 힘이 부가되는 입력 구조체, 및 상기 기준 표면에 대한 굴곡에 의해 힘의 부가에 입력 구조체가 반응할 수 있도록 하는 굴곡 밀착 구조체를 포함한다. 상기 기준 표면에 대한 입력 구조체의 움직임은 용량성 감지에 의해 검출되고, 용량성 센서는 입력 구조체와 함께 움직이는 제1 전극과, 상기 기준 표면에 부착되고 상기 제1 전극에서 이격된 제2 전극을 포함한다. 신호 처리기는 제1 및 제2 전극에 연결되고 상기 기준 표면에 대하여 상기 입력 구조체의 굴곡에 반응하여 상기 입력 구조체에 부가된 힘에 비례하는 신호를 생성한다.
첨부된 청구범위는 특히 본 발명의 주제를 지적하고 명백히 청구한다. 본 발명의 여러 목적, 이점, 및 새로운 특징은 동일한 부분은 동일한 참조 번호를 가지는 첨부한 도면과 함께 다음 상세한 설명을 통해 보다 명확하게 될 것이다.
도 1 은 본 발명을 구체화한 터치스크린을 구비한 택틸 입력장치의 분해 사시도;
도 2 은 본 발명을 구체화한 터치스크린을 구비한 다른 택틸 입력장치의 분해 사시도;
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실행에 유용한 용량성 센서의 일 실시예의 단면도;
도 4a 및 4b는 본 발명의 실행에 유용한 용량성 센서의 다른 실시예의 변형의 단면도;
도 5a 내지 5c는 본 발명의 실행에 유용한 용량성 센서의 또 다른 실시예의 변형의 단면도;
도 6 은 조정 프로세스(calibration process)의 일 실시예의 흐름도;
도 7 은 본 발명을 구체화하는 다른 택틸 입력장치의 평면도;
도 8 은 도 7의 택틸 입력장치의 제1 실시예의 부분 단면도;
도 9 는 도 7의 택틸 입력장치의 제2 실시예의 부분 단면도;
도 10 은 도 7의 택틸 입력장치의 제3 실시예의 부분 단면도;
도 11은 본 발명을 구체화한 또 다른 택틸 입력장치의 제1 실시예의 부분 단면도; 및
도 12 는 도 11의 택틸 입력장치의 제2 실시예의 부분 단면도이다.
도 1은 재구성 가능 택틸 입력장치와 터치스크린을 통합한 택틸(tactile) 입력장치(10)의 주요 구성요소들을 나타낸다. 장치(10)는 터치스크린을 위한 액세스 포트(12)와 입력 전극에의 액세스를 위한 액세스 포트(13)를 구비하고 대체로 평평한 표면을 구비한 커버(11)를 포함한다. 상기 커버는 또한 주변부의 둘레에 연결된 부수(depending) 에지를 구비하며, 이것에 의해 입력장치(10)의 다른 구성요소를 수용하는 열린 바닥을 구비한 캐비티를 형성한다.
상기 다른 구성요소의 한 가지는, 투명 부분이 액세스 포트(12)와 실질적으로 동일 공간을 점유하도록 액세스 포트(12) 아래의 커버(11) 안에 위치하는 유리 커버(14)이다. 유리 커버(14)는 액세스 포트(12)에 의해 제공된 시야 바깥에 있는 주변 전도 프레임(15)을 추가로 포함한다. 일반적으로 전도 프레임(15)은 전기적으로 접지된다. 그러므로 사용자는 액세스 포트를 통해 유리 커버(14)를 터치할 수 있다. 본 실시예에서, 유리 커버(14)의 상부면은 터치 입력면의 역할을 한다.
또 하나의 다른 구성요소는 재구성 기능을 제공하는 전극들의 어레이(17)를 포함하는 PC 보드(16)를 포함한다. 일 실시예에서, 이 전극들은 용량성 센서를 포함한다. PC 보드(16)는 유리 커버(14)와 기본적으로 동일 공간을 점유하는 다른 포트(20)도 포함한다.
PC 보드(16) 상에는 포트(20)의 4개의 코너에 배치된 힘 감지 터치스크린 센서 전극(21~24)이 있다. 이 전극들은 장치(10)가 조립될 때 유리 커버(14)의 전도 프레임(15)과 정렬되도록 배치된다. 조립될 때, 커버(11)는 유리 커버(14)를 수용하지만 유리 커버(14)는 전극(21~24) 위에 지지된다.
장치(10)의 마지막 구성요소는 주변 프레임(26)과 디스플레이 영역(27)을 구비한 종래의 LCD 디스플레이(25)이다. 장치(10)가 조립될 때, 사용자는 유리 커버(14), 전극(21~24) 및 LCD 디스플레이(25)에 의해 형성된 터치스크린 또는 전극 어레이(17)를 선택하는 옵션을 가질 수 있다.
사용자가 유리 커버(14)를 터치하면, 터치 힘에 따라 편향한다. 전도 프레임(15) 및 전극(21~24)은 용량성 센서를 구성한다. 상기 센서들 각각의 커패시턴스의 변화는 사용자에 의한 유리 커버(14) 상의 터치의 위치 및 크기에 종속하는 힘 벡터 성분을 나타낸다. 따라서 전극(21~24)들 각각의 신호는 상기 터치의 위치 및/또는 크기를 결정하기 위해 처리될 수 있다. 명백하듯이, 이 정보는 임의의 여러 기능에 따라 LCD 디스플레이(26)를 구동하는 외부 장치에 전송될 것이다.
그러므로, 본 발명의 목적에 따라, 장치(10)는 통합 터치스크린 디스플레이를 통합하는 택틸 입력장치이다. 장치(10)는 휴대형 소형 전자제품에 적절한 최소 부피와 최소 가격을 특징으로 한다. 또한, 장치(10)는 장치(10)와 외부 장치 사이의 데이터 통신을 간단하게 한다.
도 2는 편향 가능(deflectable) 하우징을 가지는 입력장치를 구비한 터치스크린을 통합하는 또 다른 택틸 입력장치(30)의 주요 구성요소를 도시한다. 다음 설명에서, 유사한 숫자는 도 1의 장치(10)와 동일한 구성을 가질 수 있는 도 2의 구성요소를 가리킨다. 장치(30)는 터치스크린을 위한 액세스 포트(32)를 구비한 대체로 평평한 표면을 구비한 커버(31)를 포함한다. 영역(33)은 사용자가 표시된 영역을 터치하면 영역(33)의 상응하는 부분이 편향하여 선택된 영역(33)과 입력 전극(37) 사이의 커패시턴스 변화를 생성하는 영역을 포함한다. 커버(31)는 또한 주변부의 둘레에 매달인 에지를 구비하며, 이것에 의해 입력장치(30)의 다른 구성요소를 수용하는 열린 바닥을 구비한 캐비티를 형성한다.
도 1의 입력장치(10)와 같이, 유리 커버(14)는 투명 부분이 액세스 포트(32)와 실질적으로 동일 공간을 점유하도록 액세스 포트(32) 아래의 커버(31) 내에 위치한다. 또한, 유리 커버(14)는 액세스 포트(32)에 의해 제공된 시야 바깥에 위치하는 전도 프레임(15)을 둘레에 포함하며, 따라서, 사용자는 액세스 포트(32)를 통해 유리 커버(14)를 터치할 수 있다.
본 실시예에서, PC 보드(36)는 장치(10)가 커버(31)를 입력으로 사용할 수 있게 하는 커버 영역(33)과 상호작용하는 전극들의 어레이(37)를 포함한다. PC 보드(36)는 유리 커버(14)와 기본적으로 동일 공간을 점유하는 또 다른 포트(40)도 포함한다.
도 1의 입력장치(10)와 같이, 힘 감지 터치스크린 센서 전극(21~24)들이 PC 보드(36) 상의 포트(40)의 4개 코너에 배치된다. 상기 센서 전극들은 장치(30)가 조립될 때 커버(14)의 전도 프레임(15)과 정렬하도록 배치된다. 조립될 때, 커버(31)는 커버(14)를 수용하지만, 커버(14)는 전극(21~24) 위에 지지된다.
프레임(26)과 디스플레이 영역(27)을 구비한 LCD 디스플레이(25)는 장치(30)의 최종 구성요소를 구성한다. 그러므로, 장치(30)가 조립될 때, 사용자는 커버(14), 전극(21~24) 및 LCD 디스플레이(25)에 의해 형성된 터치스크린 또는 영역(37)을 선택하는 옵션을 가진다. 명백하듯이, 장치(30)는 또한 통합 터치스크린 디스플레이를 통합하는 택틸 입력장치로서, 본 발명의 여러 목적을 만족시키는 것이다.
대부분의 실시예에서, 전도성 프레임(15)과 전극(21~24)으로 생성된 용량성 센서 각각은 동일 구조를 가질 것이다. 도 3a 내지 3c는 센서(21)와 같은 센서에 대한 일반적인 구조를 나타낸다. 도 3a를 참조하면, PC 보드(16)와 유리 커버(14) 사이에는 유리 커버(14)의 주변부 가까이에 이격된 유연한(compliant) 지지 구조체(50, 51)가 배치된다. 이 지지 구조체(50, 51)는 접지된 전도 프레임(15)의 부분들을 PC 보드(16) 상의 전극(52, 53)에 이격하여 정렬하고 커버(14)를 지탱한다.
지지 구조체(50, 51)는 복수의 유연한(compliant) 절연 재료로 형성될 수 있다. 적절한 재료의 예에는 실리콘, 고무, 및 폴리우레탄이 있다.
위에서 밝힌 바와 같이, 사용자가 커버(14)를 터치하면, 유리 커버(14) 상의 힘의 위치 및 크기에 종속하는 양만큼 편향되며, 센서(21~24)들 각각에서의 편향은 부가된 힘의 크기 및 위치에 따라 변화한다. 도 3b는 손가락 또는 스타일러스(stylus)(54)에 의해 힘을 부가하여 지지 구조체(50, 51) 중간에 힘을 생성하는 것을 나타내며, 이 힘에 의해 지지 구조체들은 동일하게 눌린다. 결과적으로, 전극(52, 53)과 동일 공간을 점유하는 전도 프레임(15)의 부분들이 아래로 이동하며, 이것에 의해 전극 사이의 이격이 동일하게 감소하고 각 센서의 커패시턴스가 동일하게 증가한다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 스타일러스(54)가 지지 구조체(51) 가까이서 커버(14)를 누르면, 지지 구조체(50)보다 더 눌린다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 지지 구조체는 전도 프레임(15)과 전극(52) 사이의 전극 사이 간격을 증가시키는 반면, 전도 프레임(15)과 전극(53) 사이의 전극 사이 간격은 감소시킨다. 결과적으로 전극(52)을 포함하는 센서의 커패시턴스는 감소하는 반면 전극(53)을 포함하는 센서의 커패시턴스는 감소한다. 종합하면, 이 신호들은 힘이 도 3c의 오른쪽에 더 가깝게 부가된 것을 나타낸다.
도 4a에서 지지 구조체는 LCD(25) 위로 커버(15)를 이격하기 위한 스프링(60, 61)을 포함한다. PC 보드(16)는 커버(14)의 에지와 정렬하는 위치에서 전극(62, 63)을 지지한다. 본 실시예에서, 전기적으로 접지된 구조체(64)는 전극(65)을 지탱하고; 유사한 구조체(66)는 전극(67)을 지탱한다. 동작은 도 3a 내지 도 3c에 대해 묘사된 것과 본질적으로 동일하다. 이 구조는 선형 힘 편향 반응을 제공하는데 특히 유리하다. 도 1 및 도 2의 실시예에서 주변 전도 프레임이 일반적으로 금속 코팅으로 구성되지만, 도 4a에서 코팅은 조립을 간단히 할 수 있는 금속 클립(64)으로 대체된다.
도 4b는 도 4a의 구조체의 변형을 도시하며, 도면에서 PC 보드 또는 경질 기판(16)은 두껍고 LCD 디스플레이(25)를 위한 리세스(recess)로 형성된다. 이 경우에서, PC 보드 또는 경질 기판(16)은 스프링(60, 61)을 받는 웰(70, 71)과 같은 웰을 통합하도록 또한 수정된다. 이 변형에서, 접지된 주변 전도 클립(64)은, 예를 들어, 전극의 역할을 한다.
도 4a, 및 4b 각각은 프로세서(72)를 구비한 PC 보드(16)를 도시한다. 그러한 프로세서의 추가에 의해, FST 스크린 및 RTID 및/또는 HAI 센서 모두로부터의 정보를 처리하여, 부가된 힘의 크기 및 위치를 임의의 외부 장치에 독립적으로 생성할 수 있다. 분명하듯이, 이러한 특징에 의해 외부장치와 높은 수준의 명령에 의한 통신이 가능하며, 따라서 택틸 입력장치와 외부장치 사이의 임의의 통신링크에 대한 대역폭 요구를 감소시킨다.
삭제
도 4a 및 4b가 회복력을 제공하는 스프링(60,61)을 개시하지만, 도 5a 내지 5c는 판 스프링을 결합한 다른 변형을 나타낸다. 도 5a에서, 힘은 PC 보드(16) 위로 이격된 커버(14)에 부가된다. 판 스프링(80)은 커버(14)에 대하여 지탱하는 중심 부분(81)을 포함한다. 제1 오프셋 윙(82)은 접지 전극(84)에 부착하는 패드(83)를 포함한다. 제2 오프셋 윙(85)은 또 다른 접지 전극(87)에 부착하는 패드(86)를 포함한다. 전극(90,91) 위의 중심 부분(81)의 섹션들은 센서를 완성하며, 본 특정 실시예에서, 얼마 정도의 강도를 제공하기 위해 주변 채널(92)을 PC 보드(16)에 부착한다. 커버(14) 위에는 상향 이동을 제한하도록 플랜지(93)가 놓인다.
도 5b는 제1 접지부가 커버(14)의 에지에 고정되는 한 쌍의 판 스프링(100,101)을 구비하는 변형 예를 도시한다. 오프셋 부분(102,103)은 접지 접촉(104)과 맞물린다. 판 스프링(100, 101)은 PC 보드(16)로부터 커버를 이격시킨다. 채널(92)은 최대 간격을 규정한다. 센서 전극(105, 106)과 기본적으로 동일 공간을 점유하는 스프링(100, 101) 부분들은 센서를 완성한다.
도 5a 및 5b에서, 판 스프링은 커버(14)와 PC 보드(16) 사이에 위치한다. 도 5c는 제1 부분(112, 113)이 커버(14)에 인접하고 센서 전극(114, 115) 위에 놓이는 판 스프링(110,111)을 구비하는 센서를 도시한다. 부분(116, 117)은 접지 전극(122, 123)에 각각 부착하는 오프셋 패드(120, 121)를 제공한다. 그러므로, 도 5c는 두 개의 이격된 용량성 감지 요소를 포함하는 센서를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c, 도 4a, 도 4b, 및 도 5a 내지 도 5c 각각은 두 개의 용량성 센서를 도시한다. 명백하듯이, FST(Force Sensitive Tactile) 스크린은 도 1 및 도 2 각각에서 위치 21 내지 24의 4개의 센서 포인트를 제공하기 위해 커버(14)의 대향하는 측면 또는 단부 상에 2개의 그러한 구조체를 필요로 한다.
물론, 센서 신호로부터 유래한 위치가 정확하도록 그러한 시스템을 조정할 필요가 있다. 그러한 조정 프로세스 중 하나를 이해할 목적으로, 센서(21~24)는 BL(bottom left), TL(top left), TR(top right), BR(bottom right)을 가리키는 것으로 가정된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 조정 프로세스(130)는 단계 131에서 스크린의 각 코너에 대한 이상적인 위치 값을 설정하면서 시작한다. 단위 값(unit value)을 사용할 때, BL 코너에 대한 이상적인 위치 값은 0,0; TL 코너는 0,1; TR 코너는 1,1; BR 코너는 1,0이다.
힘이 코너 0,0에 부가된 후, 단계 132는 원시(raw) 접촉 중심 위치를 원하는 0,0으로 변환한다. 예를 들어, BL 코너가 눌려지면, 그 결과 중심 값은 0,0으로 설정된다. 단계 133은 두 인접 센서(즉, 본 실시예에서 TL 및 BR 코너)에 대한 보정 기준을 생성하기 위해 선형 변환(linear transformation)을 실행한다. 단계 134는 남은 대각선상의 반대 위치(즉, 본 실시예에서 TR 코너)에 대한 보정 기준을 생성하기 위해 비-선형 변환을 실행한다.
일단 단계 132 내지 134에서 측정과 변환이 완료되면, 단계 135에서는 도 4a, 4b의 온-보드 프로세서(72)와 같은 프로세서에 보정 기준을 저장할 수 있다. 그 후, 이들 기준은 센서 판독시 임의의 변화를 보정하는 데 사용된다.
이제 올바르게 인식되듯이, 도 3a ~ 도 5c의 특정 실시예와 관련된 여러 실시예는 또 다른 입력으로 힘 감지 터치스크린을 통합한 여러 택틸 입력장치를 도시한다. 힘 감지 터치스크린은 경질 입력장치를 형성하기 위해 디스플레이 스크린 없이 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명을 실행할 수 있고 특정 애플리케이션에 맞추어질 수 있는 여러 용량성 센서 구조체가 설명되었다.
위의 도면에서 도시된 발명은 타블릿(tablet) 입력장치 및 멀티-터치 입력장치와 같은 다른 애플리케이션을 가질 수 있다는 것 또한 알려졌다. 타블릿 입력장치 실시예는, 예를 들어, 쓰여진 또는 그래픽 이미지를 기록하기 위해 스타일러스를 통해 부가되는 것과 같은 임의의 움직임을 입력 힘의 변환으로 기록하도록 적응될 수 있다. 멀티-터치 입력장치는, 둘 이상의 개인 손가락에 의해 동시에 터치되는 것과 같이, 입력장치에 복수의 힘이 동시에 부가되는 위치를 식별하는 능력을 제공한다.
도 7은 사용자가 "쓰고" "쓴 것"을 디스플레이할 수 있도록 하는 본 발명에 의한 입력 및 디스플레이 장치(140)를 나타낸다. 도 7은 장치(10)의 평면도이며, 아래 놓인 PC 보드(141)는 기준 표면을 구획하고(define), 유리 커버(142)는 사용자가“쓰기”위해 스타일러스 또는 다른 도구를 이용할 수 있는 입력수단의 역할을 한다. 굴곡(143A ~ 143D)은“쓰기”프로세스가 PC 보드(141)와 유리 커버(143) 사이의 간격 변화를 생성하는 것을 허용하는 데 필요한 굴곡을 제공한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 장치(140)는 센서 위치들의 어레이를 정의한다. 이 특정 실시예에서, 12개의 위치는 센서 위치(144A~144L)의 3x4 어레이를 정의한다. 도 8 ~ 도 10에 관해 더욱 상세히 설명되듯이, 각각의 위치는 전극에 의해 특징 지어지며, 이 전극은 PC 보드(141)와 유리 커버(142) 사이의 간격에서 임의의 변화가 커패시턴스 값에 상응하는 변화를 생성하도록 커패시터(capacitor)를 한정한다.
전력 연결(145)은 시스템에 전력을 제공하기 위한 것이고, 데이터 연결(146)은 적절하게 프로그래밍된 디지털 컴퓨터와 같은 신호 처리가가 커패시턴스 감지 IC(147)를 통해 유리 커버(142)의 터치에 의해 생성된 힘과 위치 모두를 식별할 수 있는 신호를 수집하기 위한 것이다. 이 출력을 제공하기 위해 적용될 수 있는 많은 알고리즘이 있다. 그러한 알고리즘 하나에 의하면, 커패시턴스에 있어서의 변화는 각 위치에 대한 중심 값(centroid value)을 제공하고, 그 다음 개별 중심 값들이 결합되어 부가된 힘의 x-y 위치와 그 힘의 크기를 식별하는 결과 신호를 제공한다. 중력 감지 가속도계(148)는 장치가 중력 벡터에 대하여 기울어질 때(tilting) 입력 구조체(142)의 중량을 보상할 수 있다. 가속도계(148)는 장치를 운송하는 중에 진동을 겪을 경우 힘 감지 구성 요소를 보상하거나 필터링하거나 무시하는데 사용될 수도 있다.
도 8은 도 7을 참조하여 위에서 설명된 기능을 제공할 수 있는 장치의 특정 실시예의 일부를 도시한다. 이 실시예(150)는 PC 보드(1410를 지지하기 위해, 스탠드오프(152)와 같은 복수의 스탠드오프를 포함하는 인클로저 베이스(enclosure base)(151)를 포함한다. PC 보드(141)는 기준 표면(153)을 구획한다. 또 다른 스페이서(154)는 부착되는 유리 커버(142)의 주변부를 넘어 전기차폐(155)의 연장부에 위치한다. 스크류(156)와 같은 체결구가 지지 구조체를 완성한다. L-형상 주변 인클로저 커버(157)는 상기 구조체의 위에서 보호하고, 유연한 또는 부드러운 밀봉재(seal)(158)는 장치의 상향 이동을 제한하고 장치(150)의 내부로 잔해가 침투하는 것을 방지한다.
도 8 및 다른 도면들은 커버(142)를 단일 요소로 도시한다. 그러나, 본 발명의 여러 실시예에서, 커버(142)는 보호용 유리 커버와 전기차폐 사이에 전자 종이(ePaper) 디스플레이와 같은 일체형 디스플레이를 포함할 것이다. 그러므로, 다음 설명에서 “유리 커버”의 참조는 그러한 커버 또는 커버와 디스플레이의 조합을 포함하고자 한다.
도 8은 또한 하나의 센서 위치(144n)를 나타낸다. 이 위치에서, 제1 전극(160)이 전기차폐(155) 위에 형성되고, 기준 표면(153) 위에 형성된 제2 전극 위로 이격된다. 본 실시예에서, 제1 전극은 유리 커버(142)와 함께 움직이지만 제2 전극(161)은 움직이지 않고 남는다. 전극(160, 161)은 공통 연결에 대한 개별 전도체를 가진 불연속(discrete) 요소로서 형성될 수 있다. 대안으로, 전극(160)은 어레이의 행 및 열의 하나와 정렬된 평행 이격 스트립으로 구성되는 반면, 전극(161)은 어레이의 행 및 열의 다른 하나와 정렬된 평행 이격 스트립으로 구성될 수 있다. 이 접근은 전극들과 신호 처리기 사이의 상호 연결의 수를 감소시키고 간단히 할 수 있는 한편, 둘 이상의 포인트 멀티-터치 감지 능력을 허용하는 플렉시블 디스플레이와 관련하여 유용한 고해상도 압력 맵을 제공한다.
위의 설명으로부터, 사용자가 유리 커버(142)를 누르면, 유리 커버(142)가 눌러진 위치에 따라 방향이 편향되는 것은 분명할 것이다. 힘이 유리 커버(142)의 정확한 중심에 부가되지 않으면, 상이한 센서 위치에서 전극들 사이의 간격은 다를 것이므로 각 센서 위치로부터의 신호 역시 상이해질 것이다. 어떤 상황에서, 일부 센서 위치의 전극들 사이의 간격 또는 갭이 터치에 상응하여 감소할 수 있고; 다른 위치에서는 갭이 증가할 수 있으며; 또 다른 갭은 본질적으로 변화하지 않을 수도 있다. 그러나, 종합적으로는, 센서는 힘의 위치를 결정하는데 충분한 정보를 제공할 것이다.
도 9는, 도 7을 참조하여 위에서 설명한 기능을 제공할 수 있는 장치의 제2 실시예의 일 부분을 나타낸다. 본 실시예(170)는 PC 보드(141)를 지지하기 위한 스탠드오프(172)와 같은 복수의 스탠드오프를 구비한 인클로저 베이스(171)를 포함한다. PC 보드(141)는 기준 표면(173)을 한정한다. 또 다른 스페이서(174)는 부착하는 유리 커버(142)의 주변부를 넘어 전기차폐(175)의 연장부에 위치한다. 스크류(176)와 같은 체결구가 지지 구조체를 완성한다. L-형상 주변 인클로저 커버(177)는 이 구조체 위에 놓여 구조체를 보호한다.
도 9는 또한 하나의 센서 위치(144n)를 도시한다. 이 위치에서, 제1 전극은 고체의 연속 접지 플레이트로서 전기차폐(175)에 의해 형성된다. 제1 전극은 기준 표면(173) 위에 형성된 제2 전극(178) 위로 이격된다. 본 실시예에서, 제1 전극은 접지 전극의 역할을 하고 유리 커버(142)와 함께 이동하지만 제2 전극(178)은 움직이지 않고 남는다. 제2 전극(178)은 경질의 또는 플렉시블 PCB에 의해 또는 플라스틱 필름 상에 인쇄된 전도 잉크에 의해 형성되듯이, 개별 전도체를 구비한 불연속 요소로 형성된다. 어떠한 형태든지, 이들은 커패시턴스 감지 IC(147) 또는 유사 컴포넌트 또는 회로에 연결된다.
위에 설명한 것으로부터, 유리 커버(142)는 힘이 부가될 때 편향되며, 그에 의해 각각의 제2 전극(178)과 접지 평면의 관계는 변화될 수 있다. 또한, 종합적으로, 상기 신호는 유리 커버 상의 힘의 위치를 결정하는데 충분한 정보를 제공할 것이다.
도 10은 도 7을 참조하여 위에서 설명한 기능을 제공할 수 있는 장치의 제3 실시예의 일 부분을 나타낸다. 본 실시예(180)는 전기차폐(185)와 L-형상 주변 인클로저 커버(187)를 포함하는 유리 커버(142)와 PC 보드(141)를 지지하는 인클로저 베이스(181)를 포함한다. 본 실시예에서, '182'로 표시된 것과 같은 스탠드오프와 스크류가 커버(187)에 매달려서 유리 커버(142)를 구비한 전기차폐(185)를 지지하고 필요한 굴곡을 제공한다. 또한 스페이서(184)와 같은 다른 스탠드오프들이 커버(182)에 매달려 기준 표면(183)을 가진 PC 보드(141)를 배치한다.
본 실시예에서, 센서 위치(144n)에 있는 센서의 구조체는 전기차폐(185) 위에 형성된 제1 전극(189)을 포함한다. 상기 구성에 의하면, 구조 프레임(187)을 사용하는 것에 의해 전극 간격을 더 잘 조절할 수 있다. 이 구성에서, 전기차폐(185) 및 전극(189)은 기준 표면(183) 상에 형성된, 전극(188)과 같은, 제2 전극 위로 이격된 불연속 접지 전극들을 형성한다. 전극(188)은 공통 연결에 대해 개별 전도체를 구비한 불연속 요소로서 형성된다.
위에 설명한 것으로부터, 유리 커버(142)는 힘이 부가될 때 편향될 것이며, 이에 의해 각각의 제2 전극(188)과 접지 평면의 관계가 변화할 것이다. 또한, 종합적으로, 상기 신호는 유리 플레이드 상의 힘의 위치를 결정하는데 충분한 정보를 제공할 것이다.
도 11은 도 7을 참조하여 위에서 설명한 기능을 제공할 수 있는 장치의 다른 실시예의 일 부분을 나타낸다. 이 실시예(190)는 전자 종이 디스플레이 대신 LCD 디스플레이 유닛(196)을 지지하는 인클로저 베이스(191)를 포함한다. LCD는 전기차폐 프레임(195)과 L-형상 주변 인클로저 커버(197)를 포함한다. 본 실시예에서, 스탠드오프(192,194)와 같은 스탠드오프와 스크류는 함께 조여지고, 전기차폐(195)를 지지하고 LCD 디스플레이(196)를 위해 필요한 굴곡을 제공하도록 베이스(191)로부터 연장한다.
본 실시예에서, 센서의 구조체는 LCD 시트 금속에 의해 형성되는 제1 전극(200)과, 베이스(191)에 설치되고 LCD 프레임(196)의 굴곡(195)을 지지하는 작은 PC 보드(193) 상의 제2 전극(199)을 포함한다. 이 구성에서, LCD는, 반대 방향에서 마주하게 설치하여 LCD 표면에 부가된 힘이 전극(199, 200) 사이의 갭을 축소하지 않고 확장하도록 한다.
도 12는 도 7을 참조하여 위에서 설명한 기능을 제공할 수 있는 장치의 다른 실시예의 일 부분을 도시한다. 본 실시예(210)는 전자 종이 디스플레이 대신 LCD 디스플레이 유닛(196)을 지지하는 인클로저 베이스(211)를 포함한다. LCD는 전기차폐 프레임(215)과 L-형상 주변 인클로저 커버(217)를 포함한다. 본 실시예에서, 스탠드오프(212)와 스크류(216)와 같은 스탠드오프와 스크류는, 전기차폐(215)를 지지하고 LCD 디스플레이(196)를 위해 필요한 굴곡을 제공하도록, 베이스(211)로부터 연장한다.
본 실시예에서, 센서 위치(144n)의 센서의 구조체는 PC 보드(214)의 바닥 위에 형성되고 인클로저(211)로부터 이격된 제1 전극(219)을 포함한다. 베이스(211)는 각 센서 위치에 대하여 제2 또는 접지 전극으로 역할을 하는 금속화된 상부 표면(218)을 구비한다. 이 구성에서, 금속화된 표면(218)은 전체 LCD 디스플레이 아래 놓인 연속 접지 전극인 반면, 전극(219)은 금속화된 상부면 위로 이격된 불연속 전극을 형성한다.
도 8은 배리어(158)를 도시한다. 도 11의 실시예에서, 박막 먼지 밀봉재(seal)(198)가 인클로저 커버(197)의 단부와 LCD 장치(196) 사이에 위치한다. 이러한 밀봉재는 인클로저 커버(197)와 LCD(196)의 상응하는 표면에 접착제로 부착될 수 있다. 이것은 LCD 디스플레이(196)의 움직임을 편향시키거나 제한하지 않으면서 장치의 내부 부분에 잔해물의 축적을 방지하는 긍정적인 배리어(positive barrier)를 제공한다.
위에 설명한 것으로부터, LCD 디스플레이(196)는 힘이 부가될 때 편향되며, 이에 의해 개개의 제2 전극(219)과 접지 평면(218)의 관계가 변할 것이다. 다시, 종합하면, 상기 신호는 유리 플레이트 상의 힘의 위치를 결정하는데 충분한 정보를 제공할 것이다.
요약하면, LCD 디스플레이 장치 또는 전자 종이 디스플레이 장치 위에 설치되는 경질 투명 레이어로 형성되는 힘-감지 터치스크린을 구비한 택틸 장치에 대한 복수의 실 예가 되는 실시예가 설명되었다. 위에서 밝혔듯이, 일부 애플리케이션에서 터치스크린은, 터치스크린의 상이한 부분에서 복수의 터치를 기록하고 디스플레이 할 수 있도록 변형가능해도 좋다. 전자 종이와 LCD 디스플레이가 특별히 설명되었지만, 유기 LED 디스플레이와 같은 다른 디스플레이 장치로 대체될 수 있다. 터치 및 기준 표면과 굴곡 기능을 제공하는 컴포넌트의 상이한 구성은 임의의 특별히 개시된 실시예에서 대체할 수 있다. 상이한 용량성 센서 구성은 본 발명에서 사용을 위해 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예는, 디스플레이의 품질을 열화시킬 수 있는 디스플레이 위의 ITO와 같은 투명 전도 물질의 사용을 생략함으로써 추가적인 이익을 제공할 수 있다. ITO는 제한된 자원이고 환경친화적이지 않다. e-북과 같은 터치스크린 애플리케이션을 위해, ITO 레이어의 생략은 이 열화를 제거하는 것에 의해 상당한 이익을 제공한다.
본 발명이 특정 실시예를 통해 설명되었다. 여러 가지 변경이 본 발명을 벗어나지 않고 설명된 장치로 만들어질 수 있다는 것이 명백하다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 주제와 범위 안에 속하는 모든 변형과 변경을 포함한다.

Claims (18)

  1. 일체형 힘 감지 터치 반응 입력장치에 있어서,
    A) 전자 디스플레이;
    B) 상기 전자 디스플레이를 지지하고, 상기 전자 디스플레이로의 시각적인 액세스를 위한 포트를 포함하는 평면 전자 어셈블리;
    C) 상기 전자 디스플레이와 일치하고 실질적으로 평행한 둘레 확장된 전도 프레임 및 투명부를 가지는 제 1 커버;
    D) 상기 전자 디스플레이, 상기 평면 전자 어셈블리, 및 상기 제 1 커버를 수용하는 캐비티를 형성하는 부수 에지 및 상기 제 1 커버와 정렬되는 액세스 포트를 구비하는 제 2 커버;
    E) 상기 제 1 커버 둘레의 복수의 위치에 각각 배치되고, 상기 평면 전자 어셈블리와 상기 제 1 커버 사이에 배치되고, 상기 위치에서 각각 불연속 제 1 전극을 포함하는 용량성 센서 장치;
    F) 상기 평면 전자 어셈블리와 상기 제 1 커버 사이에서 각 불연속 제 1 전극 주변에 형성되어, 상기 평면 전자 어셈블리와 상기 제 1 커버 사이의 초기 이격을 형성하는 유연 구조체로서, 상기 제 1 커버를 터치하는 동안, 상기 평면 전자 어셈블리에 대한 상기 제 1 커버의 방향이 상기 터치의 힘과 위치에 따라 정해지도록 하는 유연 구조체; 및
    G) 제 1 커버 위의 임의의 위치에서 터치의 힘과 위치를 결정하기 위해 상기 전자 디스플레이상의 이미지를 제어하여 각각의 용량성 센서 장치의 커패시턴스를 모니터링하는 프로세서를 포함하고,
    상기 둘레 확장된 전도 프레임은 상기 불연속 제 1 전극의 적어도 두 개에 공통인 제 2 전극을 형성하고,
    이로써, 상기 힘 감지 터치 반응 입력장치는 일체형 장치가 되는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커버는 상기 복수의 유연 구조체에 의해 지지되는 경질 유리 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 유연 구조체는 각각 하나 이상의 몰딩된 실리콘 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 유연 구조체는 각각 하나 이상의 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 유연 구조체는 각각 하나 이상의 판 스프링(leaf spring)을 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유연 구조체는 4개의 굴곡을 가지는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 평면 전자 어셈블리는 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 커버는 변형 가능한 부분을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 제 1 커버의 복수의 터치의 힘과 위치를 나타내는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 디스플레이는 LCD 디스플레이인 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 디스플레이는 전자 종이(e-paper) 디스플레이인 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 디스플레이는 LED 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 감지 터치 반응 입력장치.
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Families Citing this family (129)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9329719B2 (en) 2007-03-15 2016-05-03 Apple Inc. Hybrid force sensitive touch devices
US8144453B2 (en) * 2007-03-15 2012-03-27 F-Origin, Inc. Integrated feature for friction less movement of force sensitive touch screen
DE102008019642A1 (de) * 2008-04-18 2009-10-22 Siemens Aktiengesellschaft Freiluft-Verkaufsautomat und Verwendung einer Benutzerschnittstelle für den Betrieb eines Freiluft-Verkaufsautomaten
US8858003B2 (en) 2008-10-27 2014-10-14 Microchip Technology Incorporated Physical force capacitive touch sensors having conductive plane and backlighting
US20100102830A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Microchip Technology Incorporated Physical Force Capacitive Touch Sensor
CN102112947B (zh) * 2008-12-25 2013-07-24 日本写真印刷株式会社 具有按压检测功能的触摸面板及该触摸面板用压敏传感器
GB2468275A (en) * 2009-02-16 2010-09-08 New Transducers Ltd A method of making a touch-sensitive data entry screen with haptic feedback
US9024907B2 (en) * 2009-04-03 2015-05-05 Synaptics Incorporated Input device with capacitive force sensor and method for constructing the same
EP2241960A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-20 Research In Motion Limited Electronic device and touch screen display with force sensor
US8289290B2 (en) * 2009-07-20 2012-10-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch sensing apparatus for a mobile device, mobile device and method for touch operation sensing
US8621942B2 (en) * 2009-08-03 2014-01-07 Atmel Corporation Force sensor with compressible electrode
WO2011024713A1 (ja) * 2009-08-31 2011-03-03 日本写真印刷株式会社 振動機能付きタッチパネルの実装構造
US9543948B2 (en) 2009-09-01 2017-01-10 Microchip Technology Incorporated Physical force capacitive touch sensors
JP5026486B2 (ja) * 2009-09-29 2012-09-12 日本写真印刷株式会社 感圧センサを備えたタッチ入力デバイスの実装構造
TWI395127B (zh) * 2009-09-29 2013-05-01 Mstar Semiconductor Inc 電容式觸控感測裝置及其方法
US10068728B2 (en) * 2009-10-15 2018-09-04 Synaptics Incorporated Touchpad with capacitive force sensing
JP5347913B2 (ja) * 2009-11-06 2013-11-20 ソニー株式会社 センサ装置、電子機器、及びセンサ装置の製造方法
US9057653B2 (en) * 2010-05-11 2015-06-16 Synaptics Incorporated Input device with force sensing
EP2390766B1 (en) * 2010-05-28 2013-09-25 BlackBerry Limited Electronic device including touch-sensitive display and method of controlling same
US8669946B2 (en) 2010-05-28 2014-03-11 Blackberry Limited Electronic device including touch-sensitive display and method of controlling same
EP2390767A1 (en) * 2010-05-28 2011-11-30 Research In Motion Limited Electronic device including touch-sensitive display and method of controlling same
CN102271181B (zh) * 2010-06-04 2014-10-22 深圳富泰宏精密工业有限公司 具有电子秤功能的手机及其称重报价方法
SG186204A1 (en) 2010-06-11 2013-01-30 3M Innovative Properties Co Positional touch sensor with force measurement
US9182820B1 (en) 2010-08-24 2015-11-10 Amazon Technologies, Inc. High resolution haptic array
US20120092279A1 (en) 2010-10-18 2012-04-19 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Touch sensor with force-actuated switched capacitor
WO2012063645A1 (ja) * 2010-11-12 2012-05-18 京セラ株式会社 電子機器、およびこれを備えた携帯端末
US20120120017A1 (en) * 2010-11-17 2012-05-17 Synaptics Incorporated System and method for determining object information using an estimated deflection response
US8618428B2 (en) 2010-12-14 2013-12-31 Synaptics Incorporated System and method for determining object information using an estimated rigid motion response
JP2012141844A (ja) * 2011-01-04 2012-07-26 Fujitsu Component Ltd タッチパネル
US9389721B2 (en) * 2011-02-09 2016-07-12 Apple Inc. Snap domes as sensor protection
US9557857B2 (en) 2011-04-26 2017-01-31 Synaptics Incorporated Input device with force sensing and haptic response
US9748952B2 (en) 2011-09-21 2017-08-29 Synaptics Incorporated Input device with integrated deformable electrode structure for force sensing
WO2013049816A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Sensitronics, LLC Hybrid capacitive force sensors
US10088863B2 (en) 2011-09-30 2018-10-02 Apple Inc. Electronic devices with cover layers mounted to displays
US9098242B2 (en) * 2011-09-30 2015-08-04 Apple Inc. Electronic devices with cover layers mounted to displays
EP2766895A4 (en) * 2011-10-14 2015-07-15 Nextinput Inc FORCE-SENSITIVE INTERFACE DEVICE AND METHODS USING THE SAME
US9041418B2 (en) 2011-10-25 2015-05-26 Synaptics Incorporated Input device with force sensing
US9229550B1 (en) * 2011-11-29 2016-01-05 Amazon Technologies, Inc. Physically modifying a configurable user interface
US9665214B2 (en) 2012-03-29 2017-05-30 Synaptics Incorporated System and methods for determining object information using selectively floated electrodes
US9410841B2 (en) * 2012-03-30 2016-08-09 Ncr Corporation Integrated scanner, scale, and touchscreen display
US9223162B2 (en) 2012-04-11 2015-12-29 Apple Inc. Display having a flexured element
US9024910B2 (en) 2012-04-23 2015-05-05 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Touchscreen with bridged force-sensitive resistors
US20150234493A1 (en) 2012-05-09 2015-08-20 Nima Parivar Varying output for a computing device based on tracking windows
US10108265B2 (en) 2012-05-09 2018-10-23 Apple Inc. Calibration of haptic feedback systems for input devices
CN105009048B (zh) 2012-05-22 2018-08-03 辛纳普蒂克斯公司 力增强输入装置
WO2013188307A2 (en) 2012-06-12 2013-12-19 Yknots Industries Llc Haptic electromagnetic actuator
US9493342B2 (en) 2012-06-21 2016-11-15 Nextinput, Inc. Wafer level MEMS force dies
US9032818B2 (en) 2012-07-05 2015-05-19 Nextinput, Inc. Microelectromechanical load sensor and methods of manufacturing the same
US9329314B2 (en) 2012-07-13 2016-05-03 Apple Inc. Touch screen display with transparent electrical shielding layer
WO2014018115A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Ultrasound-based force sensing of inputs
WO2014018121A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Fingerprint-assisted force estimation
US9886116B2 (en) * 2012-07-26 2018-02-06 Apple Inc. Gesture and touch input detection through force sensing
WO2014018116A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Ultrasound-based force sensing and touch sensing
WO2014018086A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Force correction on multiple sense elements
US20140038524A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Research In Motion Limited Method and apparatus pertaining to the timing of stylus location transmissions
WO2014035479A2 (en) 2012-08-30 2014-03-06 Changello Enterprise Llc Auto-baseline determination for force sensing
US20140085213A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-27 Apple Inc. Force Sensing Using Bottom-Side Force Map
US9891759B2 (en) 2012-09-28 2018-02-13 Apple Inc. Frustrated total internal reflection and capacitive sensing
CN104704457B (zh) * 2012-10-11 2017-09-15 阿尔卑斯电气株式会社 输入装置以及使用所述输入装置的多点负荷检测方法
US10817096B2 (en) 2014-02-06 2020-10-27 Apple Inc. Force sensor incorporated into display
US10168814B2 (en) 2012-12-14 2019-01-01 Apple Inc. Force sensing based on capacitance changes
EP2954392B1 (en) 2013-02-08 2022-12-28 Apple Inc. Force determination based on capacitive sensing
JP6119518B2 (ja) * 2013-02-12 2017-04-26 ソニー株式会社 センサ装置、入力装置及び電子機器
US9304587B2 (en) 2013-02-13 2016-04-05 Apple Inc. Force sensing mouse
US9229592B2 (en) 2013-03-14 2016-01-05 Synaptics Incorporated Shear force detection using capacitive sensors
US9851828B2 (en) 2013-03-15 2017-12-26 Apple Inc. Touch force deflection sensor
KR101992340B1 (ko) * 2013-03-27 2019-06-25 삼성디스플레이 주식회사 윈도우 및 표시 장치
WO2014190293A2 (en) * 2013-05-24 2014-11-27 New York University Haptic force-feedback for computing interfaces
US9671889B1 (en) 2013-07-25 2017-06-06 Apple Inc. Input member with capacitive sensor
WO2015059887A1 (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子機器
CN105934661B (zh) 2014-01-13 2019-11-05 触控解决方案股份有限公司 微型强化圆片级mems力传感器
US20150242037A1 (en) 2014-01-13 2015-08-27 Apple Inc. Transparent force sensor with strain relief
JP6276867B2 (ja) 2014-02-12 2018-02-07 アップル インコーポレイテッド シートセンサ及び容量性アレイを採用する力判定
US9411374B2 (en) * 2014-02-20 2016-08-09 Amazon Technologies, Inc. Electronic device display stack
WO2015163843A1 (en) 2014-04-21 2015-10-29 Rinand Solutions Llc Mitigating noise in capacitive sensor
CN104102054B (zh) * 2014-06-30 2017-01-25 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其驱动方法和制造方法
US10297119B1 (en) 2014-09-02 2019-05-21 Apple Inc. Feedback device in an electronic device
US9465476B1 (en) * 2014-09-26 2016-10-11 Apple Inc. Electronic device with seamless protective cover glass input
US9939901B2 (en) 2014-09-30 2018-04-10 Apple Inc. Haptic feedback assembly
US9798409B1 (en) 2015-03-04 2017-10-24 Apple Inc. Multi-force input device
US10006937B2 (en) 2015-03-06 2018-06-26 Apple Inc. Capacitive sensors for electronic devices and methods of forming the same
US10126861B2 (en) 2015-05-08 2018-11-13 Synaptics Incorporated Force sensor substrate
US10161814B2 (en) 2015-05-27 2018-12-25 Apple Inc. Self-sealing sensor in an electronic device
FR3037393B1 (fr) * 2015-06-10 2017-06-23 Univ Claude Bernard Lyon Dispositif et procede de pesee pour terminal a ecran tactile
CN107848788B (zh) 2015-06-10 2023-11-24 触控解决方案股份有限公司 具有容差沟槽的加固的晶圆级mems力传感器
US9715301B2 (en) 2015-08-04 2017-07-25 Apple Inc. Proximity edge sensing
US10261619B2 (en) 2015-08-31 2019-04-16 Synaptics Incorporated Estimating force applied by an input object to a touch sensor
US10108231B2 (en) 2015-09-29 2018-10-23 Apple Inc. Overmolded force sensing gasket
US10019085B2 (en) 2015-09-30 2018-07-10 Apple Inc. Sensor layer having a patterned compliant layer
US9921679B2 (en) 2015-10-11 2018-03-20 Pressure Profile Systems Inc. Force-sensing touch screen input device
US10254870B2 (en) 2015-12-01 2019-04-09 Apple Inc. Force sensor-based motion or orientation determination in a device
US20170153760A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-01 Apple Inc. Gain-based error tracking for force sensing
CN107533414B (zh) * 2016-01-14 2021-07-16 辛纳普蒂克斯公司 用于力检测器的抖动滤波器
US10372259B2 (en) 2016-02-19 2019-08-06 Synaptics Incorporated Transcapacitive touch and force sensing in an input device
US20170242506A1 (en) 2016-02-19 2017-08-24 Apple Inc. Force Sensing Architectures
US10198125B2 (en) * 2016-03-22 2019-02-05 Synaptics Incorporated Force sensor recalibration
US10007343B2 (en) 2016-03-31 2018-06-26 Apple Inc. Force sensor in an input device
US10452211B2 (en) 2016-05-27 2019-10-22 Synaptics Incorporated Force sensor with uniform response in an axis
US10095341B2 (en) 2016-06-30 2018-10-09 Synaptics Incorporated Hybrid force measurement
DE102017000441A1 (de) 2017-01-19 2018-07-19 e.solutions GmbH Eingabevorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer Eingabe
US11255737B2 (en) 2017-02-09 2022-02-22 Nextinput, Inc. Integrated digital force sensors and related methods of manufacture
WO2018148510A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 Nextinput, Inc. Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor
CN111448446B (zh) 2017-07-19 2022-08-30 触控解决方案股份有限公司 在mems力传感器中的应变传递堆叠
US11423686B2 (en) 2017-07-25 2022-08-23 Qorvo Us, Inc. Integrated fingerprint and force sensor
WO2019023357A1 (en) * 2017-07-26 2019-01-31 Apple Inc. COMPUTER WITH KEYBOARD
US11243126B2 (en) 2017-07-27 2022-02-08 Nextinput, Inc. Wafer bonded piezoresistive and piezoelectric force sensor and related methods of manufacture
WO2019079420A1 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Nextinput, Inc. SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE
WO2019090057A1 (en) 2017-11-02 2019-05-09 Nextinput, Inc. Sealed force sensor with etch stop layer
WO2019099821A1 (en) 2017-11-16 2019-05-23 Nextinput, Inc. Force attenuator for force sensor
KR102497147B1 (ko) * 2018-01-05 2023-02-07 현대자동차주식회사 터치 입력장치 및 이를 포함하는 차량
US10635248B2 (en) 2018-01-05 2020-04-28 Amtel Corporation Force sensor mount and related housings and systems that incorporate the same
US10866683B2 (en) 2018-08-27 2020-12-15 Apple Inc. Force or touch sensing on a mobile device using capacitive or pressure sensing
US11669188B2 (en) 2018-10-17 2023-06-06 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Operating device for a vehicle
US10962427B2 (en) 2019-01-10 2021-03-30 Nextinput, Inc. Slotted MEMS force sensor
US11662820B2 (en) 2020-01-08 2023-05-30 Dell Products, Lp System for a solid-state keyboard and touchpad providing haptic feedback
US11106772B2 (en) 2020-01-31 2021-08-31 Dell Products, Lp System and method for continuous user identification via piezo haptic keyboard and touchpad dynamics
US11175745B2 (en) 2020-01-31 2021-11-16 Dell Products, Lp System and method for application of piezo electric haptic keyboard personal typing profile
US11067269B1 (en) 2020-01-31 2021-07-20 Dell Products, Lp System and method for backlight integration with electrical contact foil in piezoelectric haptic keyboard
US11301053B2 (en) 2020-01-31 2022-04-12 Dell Products, Lp System for providing haptic feedback across full palm rest in fixed position of information handling system
US10936073B1 (en) 2020-01-31 2021-03-02 Dell Products, Lp System and method for generating high-frequency and mid-frequency audible sound via piezoelectric actuators of a haptic keyboard
US10860112B1 (en) 2020-01-31 2020-12-08 Dell Products, Lp System for a solid-state keyboard and touchpad with a single sheet cover for providing haptic feedback
US11294469B2 (en) 2020-01-31 2022-04-05 Dell Products, Lp System and method for processing user input via a reconfigurable haptic interface assembly for displaying a modified keyboard configuration
US11079816B1 (en) 2020-01-31 2021-08-03 Dell Products, Lp System and method for vapor chamber directional heat dissipation for a piezoelectric keyboard assembly
US11079849B1 (en) 2020-01-31 2021-08-03 Dell Products, Lp System for extended key actions and haptic feedback and optimized key layout for a solid-state keyboard and touchpad
US11106286B2 (en) 2020-01-31 2021-08-31 Dell Products, Lp System and method for mood detection via piezo haptic keyboard dynamics
US11579695B2 (en) 2020-01-31 2023-02-14 Dell Products, Lp System and method for generating sound effects on fingertips with piezoelectric actuators of a haptic keyboard
US11093048B1 (en) 2020-01-31 2021-08-17 Dell Products, Lp System for modified key actions and haptic feedback for smart typing assist with a solid-state keyboard and touchpad
WO2021178596A1 (en) * 2020-03-03 2021-09-10 Sensel, Inc. System and method for detecting and characterizing touch inputs at a human-computer interface
US11669167B2 (en) * 2020-11-06 2023-06-06 Synaptics Incorporated Single-bracket support structure for force sensing and haptic feedback

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3657475A (en) 1969-03-19 1972-04-18 Thomson Csf T Vt Sa Position-indicating system
US4121049A (en) 1977-04-01 1978-10-17 Raytheon Company Position and force measuring system
US4389711A (en) 1979-08-17 1983-06-21 Hitachi, Ltd. Touch sensitive tablet using force detection
JPS5940660Y2 (ja) 1981-10-20 1984-11-19 アルプス電気株式会社 タツチ式座標入力装置
US4511760A (en) 1983-05-23 1985-04-16 International Business Machines Corporation Force sensing data input device responding to the release of pressure force
JPS59225439A (ja) 1983-06-06 1984-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 座標入力装置
US4625075A (en) 1984-09-25 1986-11-25 Sierracin Corporation Patterned conductive ink touch panel
DE3525499A1 (de) 1985-07-17 1987-01-29 Philips Patentverwaltung Vorrichtung zur erzeugung von x-y-koordinatenadressen fuer einen hochaufloesenden bildschirm
US5055838A (en) * 1988-12-09 1991-10-08 The Regents Of The University Of Michigan Silicon tactile imaging array and method of making same
US5038142A (en) 1989-03-14 1991-08-06 International Business Machines Corporation Touch sensing display screen apparatus
FR2658675B1 (fr) 1990-02-19 1994-09-16 Techniphone Dispositif formant ecran tactile du type capacitif.
US5241308A (en) 1990-02-22 1993-08-31 Paragon Systems, Inc. Force sensitive touch panel
FR2671873A1 (fr) 1991-01-22 1992-07-24 Philips Electronique Lab Detecteur de forces et ecran tactile.
JP3189304B2 (ja) 1991-07-25 2001-07-16 日本電気株式会社 タッチパネルディスプレイ
FR2688957B1 (fr) 1992-03-17 1994-05-20 Sextant Avionique Procede et dispositif d'alimentation et de fixation d'un capteur de detection d'actionnement.
US5673066A (en) 1992-04-21 1997-09-30 Alps Electric Co., Ltd. Coordinate input device
US5942733A (en) 1992-06-08 1999-08-24 Synaptics, Inc. Stylus input capacitive touchpad sensor
US5889236A (en) 1992-06-08 1999-03-30 Synaptics Incorporated Pressure sensitive scrollbar feature
US5880411A (en) 1992-06-08 1999-03-09 Synaptics, Incorporated Object position detector with edge motion feature and gesture recognition
US5543588A (en) 1992-06-08 1996-08-06 Synaptics, Incorporated Touch pad driven handheld computing device
KR940001227A (ko) 1992-06-15 1994-01-11 에프. 제이. 스미트 터치 스크린 디바이스
BE1007462A3 (nl) * 1993-08-26 1995-07-04 Philips Electronics Nv Dataverwerkings inrichting met aanraakscherm en krachtopnemer.
US5457289A (en) 1994-03-16 1995-10-10 Microtouch Systems, Inc. Frontally shielded capacitive touch sensor system
US5854625A (en) 1996-11-06 1998-12-29 Synaptics, Incorporated Force sensing touchpad
JPH10198507A (ja) 1997-01-13 1998-07-31 Komota Kk ポインティングデバイス
US5943052A (en) 1997-08-12 1999-08-24 Synaptics, Incorporated Method and apparatus for scroll bar control
US7102621B2 (en) 1997-09-30 2006-09-05 3M Innovative Properties Company Force measurement system correcting for inertial interference
US6188391B1 (en) 1998-07-09 2001-02-13 Synaptics, Inc. Two-layer capacitive touchpad and method of making same
EP1116165A2 (de) 1998-08-31 2001-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur herstellung metallischer feinstrukturen und anwendung des verfahrens bei der herstellung von sensoranordnungen zur erfassung von fingerabdrücken
DE19923683C2 (de) * 1999-05-22 2001-10-18 Schott Glas Glastastatur und deren Verwendung
JP2000347807A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Newcom:Kk 指やペンなどにより入力可能な座標入力装置
US6504530B1 (en) 1999-09-07 2003-01-07 Elo Touchsystems, Inc. Touch confirming touchscreen utilizing plural touch sensors
US6388655B1 (en) 1999-11-08 2002-05-14 Wing-Keung Leung Method of touch control of an input device and such a device
US7183948B2 (en) 2001-04-13 2007-02-27 3M Innovative Properties Company Tangential force control in a touch location device
US20020149571A1 (en) 2001-04-13 2002-10-17 Roberts Jerry B. Method and apparatus for force-based touch input
TW521205B (en) 2001-06-05 2003-02-21 Compal Electronics Inc Touch screen capable of controlling amplification with pressure
US7254775B2 (en) 2001-10-03 2007-08-07 3M Innovative Properties Company Touch panel system and method for distinguishing multiple touch inputs
US6975305B2 (en) 2001-12-07 2005-12-13 Nec Infrontia Corporation Pressure-sensitive touch panel
US7532202B2 (en) 2002-05-08 2009-05-12 3M Innovative Properties Company Baselining techniques in force-based touch panel systems
US7176897B2 (en) 2002-05-17 2007-02-13 3M Innovative Properties Company Correction of memory effect errors in force-based touch panel systems
US7158122B2 (en) 2002-05-17 2007-01-02 3M Innovative Properties Company Calibration of force based touch panel systems
US8488308B2 (en) 2003-02-12 2013-07-16 3M Innovative Properties Company Sealed force-based touch sensor
US7148882B2 (en) * 2003-05-16 2006-12-12 3M Innovatie Properties Company Capacitor based force sensor
US20060181517A1 (en) 2005-02-11 2006-08-17 Apple Computer, Inc. Display actuator
SE525614C2 (sv) * 2003-10-13 2005-03-22 Anders Swedin Beröringskänslig bildskärmsenhet, samt metod för avkänning av en beröring på bildskärmsenheten
US7324095B2 (en) 2004-11-01 2008-01-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Pressure-sensitive input device for data processing systems
US7609178B2 (en) 2006-04-20 2009-10-27 Pressure Profile Systems, Inc. Reconfigurable tactile sensor input device
US9019209B2 (en) 2005-06-08 2015-04-28 3M Innovative Properties Company Touch location determination involving multiple touch location processes
US20060284856A1 (en) 2005-06-10 2006-12-21 Soss David A Sensor signal conditioning in a force-based touch device
US7903090B2 (en) 2005-06-10 2011-03-08 Qsi Corporation Force-based input device
US7337085B2 (en) 2005-06-10 2008-02-26 Qsi Corporation Sensor baseline compensation in a force-based touch device
US7920225B2 (en) * 2006-02-09 2011-04-05 Nissha Printing Co., Ltd. Electronic apparatus with protective panel
FR2909464B1 (fr) * 2006-12-01 2009-01-23 Thales Sa Dispositif d'entree de donnees et procede de mise en oeuvre du dispositif
US20080180399A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Tung Wan Cheng Flexible Multi-touch Screen
CN101470555A (zh) * 2007-12-25 2009-07-01 义隆电子股份有限公司 具有防误感功能的触控面板
US7784366B2 (en) * 2008-07-29 2010-08-31 Motorola, Inc. Single sided capacitive force sensor for electronic devices

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