KR101803261B1 - 터치 입력 힘 검출 - Google Patents
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Abstract
터치 입력 힘을 검출하는 것이 개시된다. 표면을 갖는 전파 매체를 통해 전파 신호를 전파하기 위해 사용되는 신호가 전송된다. 표면 상에서의 힘의 양을 갖는 터치 입력에 의해 방해받은 전파 신호가 수신된다. 수신된 신호는 힘의 양과 연관되는 식별자를 결정하기 위해 처리된다.
Description
다른 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은, 모든 목적상 참조로서 본 출원에 통합되는, 2011년 11월 18일 출원되고 발명의 명칭이 "부가적인 축 정보를 이용하는 터치 스크린 시스템(TOUCH SCREEN SYSTEM UTILIZING ADDITIONAL AXIS INFORMATION)"인 미국 가특허출원 제 61/561,697 호에 대한 우선권을 청구한다.
본 출원은, 모든 목적상 참조로서 본원에 통합되는, 2011년 11월 18일 출원되고 발명의 명칭이 "선택된 어플리케이션들에 대한 부가적인 축 정보를 이용하는 터치 스크린 시스템(TOUCH SCREEN SYSTEM UTILIZING ADDITIONAL AXIS INFORMATION FOR SELECTED APPLICATIONS)"인 미국 가특허출원 제 61/561,660 호에 대한 우선권을 주장한다.
본 출원은, 모든 목적상 참조로서 본 출원에 통합되는, 2012년 7월 18일 출원되고 발명의 명칭이 "그래픽 사용자 인터페이스들에서의 터치 압력 정보 이용(UTILIZING TOUCH PRESSURE INFORMATION IN GRAPHICAL USER INTERFACES)"인 미국 가특허출원 제 61/673,102 호에 대한 우선권을 주장한다.
본 출원은, 모든 목적상 참조로서 본 출원에 통합되는, 2012년 4월 19일 출원되고 발명의 명칭이 "활성 초음파 터치 디바이스들에 대한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR ACTIVE ULTRASONIC TOUCH DEVICES)"인 계류중인 미국 특허출원 제 13/451,288 호의 일부의 연속 출원이고, 모든 목적상 참조로서 본원에 통합되는, 2011년 4월 26일 출원되고 발명의 명칭이 "활성 초음파 터치 디바이스들에 대한 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR ACTIVE ULTRASONIC TOUCH DEVICES)"인 미국 가특허출원 제 61/479,331 호에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 표면상의 터치 입력 힘 검출에 관한 것이다.
디스플레이 영역 상에서 터치 입력을 검출하기 위해 다양한 기술들이 사용되고 있다. 오늘날 가장 대중적인 기술들은 저항식 및 정전식 터치 검출 기술을 포함한다. 저항식 터치 기술의 사용에서, 유리 패널은 종종, 다수의 도전층들이, 물리적 접촉을 만들도록 하기 위해 물리적 압력이 그 층들에 인가될 때 터치들을 등록하는 다수의 도전층들로 덮인다. 정전식 터치 기술의 사용에서, 유리 패널은 종종 인간의 손가락에 민감한 전하를 보유할 수 있는 물질로 덮인다. 터치로 인한 전하의 변화를 검출함으로써, 터치 위치가 검출될 수 있다. 그러나, 저항식 및 정전식 터치 검출 기술들에서, 유리 스크린은 유리 스크린의 투명도를 감소시키는 물질로 덮여지는 것이 요구된다. 부가적으로, 전체 유리 스크린은 물질로 덮여지는 것이 요구되기 때문에, 스크린들이 대형화되는 것이 요구됨에 따라 제조 및 구성요소 비용들이 엄청나게 비싸질 수 있다.
또 다른 종류의 터치 검출 기술은 표면 음파 기술을 포함한다. 일 예로는 캘리포니아 94025 멘로 파크 컨스티튜션 드라이브 301 소재의 엘로 터치 시스템즈(Elo Touch Systems)에 의해 제조되는, 보통 APR이라고 불리는, 엘로 터치 시스템즈 음향 펄스 인식(Acoustic Pulse Recognition)을 포함한다. APR 시스템은 터치로 인해 유리 상에 방출되는 사운드를 획득하는 터치스크린 유리의 에지들에 부착된 트랜스듀서들을 포함한다. 그러나, 표면 유리는 터치 입력을 효율적으로 검출하기 위해 APR 시스템의 정확도 및 유효성을 감소시키는 다른 외부 사운드들 및 진동들을 획득할 수도 있다. 또 다른 예로는 엘로 터치 시스템즈의 엘로 인텔리터치 플러스(Elo IntelliTouch Plus)(TM)와 같은, 보통 SAW라고 불리는, 표면 음파-기반 기술을 포함한다. SAW 기술은 터치를 검출하기 위해 터치 스크린 상의 반사면들을 사용하여 가이드된 패턴으로 초음파들을 전송한다. 그러나, 가이드된 패턴으로 초음파들을 전송하는 것은 비용을 증가시키고 달성하기 어려울 수도 있다. 멀티-터치 입력들과 같은 부가적인 종류들의 입력들을 검출하는 것이 가능하지 않을 수 있거나, SAW 또는 APR 기술을 사용하는 것이 어려울 수 있다.
부가적으로, 현재의 터치 검출 기술은 터치 입력의 압력 또는 힘을 신뢰할 수 있고, 정확하며, 효과적으로 검출할 수 없다. 종래의 시도들은 터치 입력의 상대적인 크기를 측정함으로써 터치 입력의 압력을 검출하도록 되어 있지만(예를 들어, 손가락이 스크린을 더 세게 누를 때, 스크린과 접촉하는 손가락의 면적은 그와 비례하여 증가한다), 이러한 시도들은 단단한 스타일러스 또는 상이한 크기의 손가락들이 사용될 때 신뢰할 수 없는 결과들을 만들어 낸다. 따라서, 표면 상의 입력을 검출하기 위한 더 양호한 방법이 필요하다. 터치 입력의 힘 또는 압력이 신뢰할 수 있게 검출될 수 있을 때, 힘 또는 압력을 이용하는 사용자 인터페이스 상호작용이 제공될 수 있다.
본 발명은 처리; 장치; 시스템; 과제의 구성; 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품; 및/또는 처리기에 연결되는 메모리 상에 저장되고 및/또는 메모리에 의해 제공되는 명령들을 실행하도록 구성되는 처리기와 같은 처리기를 포함하는 다수의 방법들로 구현될 수 있다. 본 명세서에서, 이들 구현들 또는 본 발명이 취할 수도 있는 임의의 다른 형태는 기술들로서 언급될 수도 있다. 일반적으로, 개시된 처리들의 단계들의 순서는 본 발명의 범위 내에서 변경될 수 있다. 달리 언급되지 않는다면, 작업을 수행하도록 구성되는 것으로 기술되는 처리기 또는 메모리와 같은 구성요소는 소정의 시간에 작업을 수행하도록 일시적으로 구성되는 일반적인 구성요소 또는 작업을 수행하기 위해 제조되는 특정 구성요소로서 구현될 수 있다. 본 출원에서 사용되는 것과 같이, 용어 '처리기'는 컴퓨터 프로그램 명령들과 같은 데이터를 처리하도록 구성되는 하나 이상의 디바이스들, 회로들, 및/또는 처리 코어들을 말한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예들의 상세한 설명은 본 발명의 원리들을 예시하는 첨부 도면들과 함께 아래에 제공된다. 본 발명은 이러한 실시예들과 함께 기술되지만, 본 발명은 임의의 실시예로 제한되지 않는다. 본 발명의 범위는 청구항들에 의해서만 제한되고, 본 발명은 다수의 대안들, 수정들 및 등가물들을 포괄한다. 다수의 특정 세부사항들은 본 발명의 전반적인 이해를 제공하기 위해서 다음의 설명에서 제시된다. 이들 세부사항들은 예시의 목적으로 제공되고, 본 발명은 이들 특정 세부사항들 중 일부의 또는 모든 세부사항들 없이 청구항들에 따라 실시될 수도 있다. 명확성의 목적상, 본 발명과 관련된 기술 분야들에서 공지되어 있는 기술적인 내용은 본 발명이 불필요하기 모호해지지 않도록 하기 위해 상세히 기술되지는 않는다.
터치 입력의 힘을 검출하는 것이 개시된다. 몇몇 실시예들에서, 음향 트랜스듀서는 터치 입력 표면의 매체를 통해 음파를 송신한다. 음파는 산란된 음파를 생성하는 터치 입력에 의해 산란될 수도 있다. 음향 검출기는 산란된 음파를 검출하고, 음향 검출기는 터치 입력과 연관된 힘의 양을 나타내는 음파의 변동을 나타내는 신호를 출력한다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘은 터치 입력에 의해 야기되는 터치 표면의 편향 또는 움직임의 양과 연관된다. 예를 들어, 손가락 또는 스타일러스가 터치 입력 표면을 더욱 세게 터치하고 누를 때, 검출되는 힘의 양 또한 기능적으로 더 커진다. 터치 입력의 압력은 터치 입력의 단위 면적당 터치 입력의 힘이다. 예를 들어, 터치 입력의 총 힘을 터치 입력의 접촉의 면적으로 나눈 것은 터치 입력의 압력과 같다. 본 명세서에서는 터치 입력의 힘이 이용되지만, 터치 입력의 압력 또한 사용될 수도 있다. 몇몇 경우들에서, 사용자가 손가락 끝으로 터치 스크린 디스플레이와 같은 표면을 세게 누를 때, 표면과 접촉하는 손가락 끝의 크기가 손가락 끝의 유연성으로 인해 더 커지기 때문에, 터치 입력의 압력은 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. 사용자가 표면을 더 세게 누르는 것을 검출하기 위해서, 터치 입력의 총 힘이 터치 입력의 압력 대신 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘은 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위해 사용된다.
몇몇 실시예들에서, 디스플레이 스크린의 유리 표면 상에서의 사용자 터치 입력이 검출된다. 몇몇 실시예들에서, 음향 또는 초음파 신호와 같은 신호는 매체에 연결되는 송신기를 사용하여 표면을 갖는 전파 매체를 통해 자유롭게 전파된다. 표면이 터치될 때, 전파된 신호는 방해된다(예를 들어, 터치는 전파된 신호와의 간섭을 유발한다). 몇몇 실시예들에서, 방해된 신호는 전파 매체에 연결된 센서에서 수신된다. 수신된 신호를 처리하고 그 신호를 방해가 없는 예상 신호와 비교함으로써, 터치 입력과 연관되는 표면 상에서의 위치가 적어도 부분적으로 결정된다. 예를 들어, 방해된 신호는 복수의 센서들에서 수신되고, 방해된 신호가 상이한 센서들에서 수신될 때의 그 사이의 상대 시간 차이가 표면 상에서의 위치를 결정하기 위해 사용된다. 다양한 실시예들에서, 터치는 표면에 접촉 또는 방해하기 위해 사용될 수 있는 사람의 손가락, 펜, 포인터, 스타일러스 및/또는 임의의 다른 신체 일부들 또는 객체들을 사용한 표면에 대한 물리적 접촉을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 터치는 입력 몸짓 및/또는 멀티-터치 입력을 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 방해된 신호는 터치 입력과 연관되는 다음 중 하나 이상을 결정하기 위해 사용된다: 몸짓, 좌표 위치, 시간, 시간 프레임, 방향, 속도, 힘의 크기, 근접성 크기, 압력, 크기, 및 다른 측정 가능한 또는 유도되는 파라미터들. 몇몇 실시예들에서, 자유롭게 전파된 신호의 방해들을 검출함으로써, 터치 입력 검출 기술은 특정한 이전의 터치 검출 기술들과 비교하여 더 큰 표면 영역으로 인한 부가적인 비용이 적거나 없는 더 큰 표면 영역들에 적용될 수 있다. 부가적으로, 터치 스크린의 광학 투과도는 저항식 또는 정전식 터치 기술들과 비교하여 영향을 받지 않아야 할 수도 있다. 단지 예로서, 본 발명에서 기술되는 터치 검출은 키오스크, ATM, 컴퓨팅 디바이스, 엔터테인먼트 디바이스, 디지털 신호계 장치, 셀폰, 태블릿 컴퓨터, 판매시점 단말기, 음식점 장치, 게임기, 카지노 게임 및 어플리케이션, 가구, 차량, 산업용 어플리케이션, 금융 어플리케이션, 의학 디바이스, 가전제품 및 표면들을 갖는 임의의 다른 객체들이나 디바이스들과 같은 다양한 객체들에 적용될 수 있다.
본 발명은 표면상의 터치 입력 힘을 검출하기 위한 더 양호한 방법을 제공한다.
도 1은 표면 방해를 검출하기 위한 시스템의 실시예를 도시하는 블록도.
도 2는 터치 입력을 검출하기 위한 시스템의 실시예를 도시하는 블록도.
도 3은 터치 검출을 교정하고 확인하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 4는 사용자 터치 입력을 검출하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 5는 표면 상에서의 방해와 연관되는 위치를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 6은 방해와 연관되는 위치를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 7은 사용자 입력과 연관되는 힘을 결정하는 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 8은 힘 강도 식별자를 결정하기 위해 사용되는 데이터 구조체의 엔트리를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 9는 측정된 방해의 정규 진폭 값 및 인가된 힘 간의 관계의 예들을 도시하는 그래프.
도 10은 조합된 힘을 제공하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 11은 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 12는 항목을 파일 시스템 폴더에 드래그 및 드롭하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면.
도 13은 콘텍스트 메뉴를 제공하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면.
도 14 및 도 15는 메뉴를 찾아보기 위해 힘 정보를 사용하는 사용자 인터페이스 상호작용들의 예들을 도시하는 도면들.
도 16은 가상 키보드와 상호작용하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면.
도 17 및 도 18은 사용자 인터페이스 객체들을 줌(zoom) 및 선택하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용들을 도시하는 도면들.
도 19는 검출된 터치 입력 힘 및 오디오 볼륨 변화의 방향 간의 관계의 예를 도시하는 그래프.
도 20은 슬라이더 바와 상호작용하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용들 도시하는 도면.
도 2는 터치 입력을 검출하기 위한 시스템의 실시예를 도시하는 블록도.
도 3은 터치 검출을 교정하고 확인하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 4는 사용자 터치 입력을 검출하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 5는 표면 상에서의 방해와 연관되는 위치를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 6은 방해와 연관되는 위치를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 7은 사용자 입력과 연관되는 힘을 결정하는 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 8은 힘 강도 식별자를 결정하기 위해 사용되는 데이터 구조체의 엔트리를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 9는 측정된 방해의 정규 진폭 값 및 인가된 힘 간의 관계의 예들을 도시하는 그래프.
도 10은 조합된 힘을 제공하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 11은 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 12는 항목을 파일 시스템 폴더에 드래그 및 드롭하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면.
도 13은 콘텍스트 메뉴를 제공하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면.
도 14 및 도 15는 메뉴를 찾아보기 위해 힘 정보를 사용하는 사용자 인터페이스 상호작용들의 예들을 도시하는 도면들.
도 16은 가상 키보드와 상호작용하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면.
도 17 및 도 18은 사용자 인터페이스 객체들을 줌(zoom) 및 선택하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용들을 도시하는 도면들.
도 19는 검출된 터치 입력 힘 및 오디오 볼륨 변화의 방향 간의 관계의 예를 도시하는 그래프.
도 20은 슬라이더 바와 상호작용하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용들 도시하는 도면.
본 발명의 다양한 실시예들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들에서 개시된다.
도 1은 표면 방해를 검출하기 위한 시스템의 실시예를 도시하는 블록도이다. 몇몇 실시예들에서, 도 1에 도시되어 있는 시스템은 키오스크, ATM, 컴퓨팅 디바이스, 엔터테인먼트 디바이스, 디지털 신호계 장치, 셀폰, 태블릿 컴퓨터, 판매시점 단말기, 음식점 장치, 게임기, 카지노 게임 및 어플리케이션, 가구, 차량, 산업용 어플리케이션, 금융 어플리케이션, 의학 디바이스, 가전제품 및 표면들을 갖는 임의의 다른 객체들이나 디바이스들에 포함된다. 전파 신호 매체(102)는 터치 송신기들(104, 106, 108, 110) 및 센서들(112, 114, 116, 118)에 연결된다. 다양한 실시예들에서, 전파 매체는: 패널, 테이블, 유리, 스크린, 문, 바닥, 화이트보드, 유리, 플라스틱, 나무, 강철, 금속, 반도체, 절연체, 컨덕터, 및 음향이나 초음파 신호를 전파할 수 있는 임의의 매체 중 하나 이상을 포함한다. 예를 들어, 매체(102)는 디스플레이 스크린의 유리이다. 매체(102)의 제 1 표면은 사용자가 선택 입력을 제공하기 위해 터치할 수 있는 표면 구역을 포함하고, 매체(102)의 실질적으로 반대쪽 표면은 도 1에 도시되어 있는 송신기들 및 센서들에 연결된다. 다양한 실시예들에서, 매체(102)의 표면은 실질적으로 평탄하거나 곡선을 이루거나, 또는 그의 조합들이며, 직사각형, 정사각형, 타원형, 원형, 사다리꼴형, 환상형, 또는 이들의 임의의 조합 등과 같은 다양한 형태들로 구성될 수도 있다.
송신기들(104, 106, 108, 110)의 예들은 압전 트랜스듀서들, 전자기 트랜스듀서들, 송신기들, 센서들 및/또는 매체(102)를 통해 신호를 전파할 수 있는 임의의 다른 송신기들 및 트랜스듀서들을 포함한다. 센서들(112, 114, 116, 118)의 예들은 압전 트랜스듀서들, 전자기 트랜스듀서들, 송신기들 및/또는 매체(102) 상에서 신호를 검출할 수 있는 임의의 다른 센서들 및 트랜스듀서들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 도 1에 도시되어 있는 송신기들 및 센서들은 매체(102)의 미리 결정된 영역에서 사용자 입력이 검출될 수 있도록 하는 방식으로 매체(102)에 연결된다. 4개의 송신기들 및 4개의 센서들이 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서는 임의의 수의 송신기들 및 임의의 수의 센서들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 2개의 송신기들 및 3개의 센서들이 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 단일 트랜스듀서가 송신기 및 센서 모두로서 작동한다. 예를 들어, 송신기(104) 및 센서(112)는 단일 압전 트랜스듀서를 나타낸다. 도시된 예에서, 송신기(104)는 매체(102)를 통해 신호를 전파할 수도 있다. 센서들(112, 114, 116, 118)은 전파된 신호를 수신한다. 또 다른 예에서, 도 1에서의 송신기들/센서들은 봉합재 및/또는 접착제 물질 및/또는 파스너들(fastener)을 통해 매체(102)에 연결된 가요성 케이블에 부착된다.
터치 검출기(120)는 도 1에 도시되어 있는 송신기들 및 센서들에 접속된다. 몇몇 실시예들에서, 검출기(120)는 집적 회로 칩, 인쇄 회로 기판, 프로세서, 및 다른 전기 구성요소들 및/커넥터들 중 하나 이상을 포함한다. 검출기(120)는 송신기들(104, 106, 108, 110)에 의해 전파될 신호를 결정하고 전송한다. 검출기(120)는 또한 센서들(112, 114, 116, 118)에 의해 검출되는 신호를 수신한다. 수신된 신호들은 사용자 입력과 연관된 방해가 방해와 연관된 매체(102)의 표면 상의 위치에서 검출되었는지를 결정하기 위해 검출기(120)에 의해 처리된다. 검출기(120)는 어플리케이션 시스템(122)과 통신한다. 어플리케이션 시스템(122)은 검출기(120)에 의해 제공되는 정보를 사용한다. 예를 들어, 어플리케이션 시스템(122)은 어플리케이션 시스템(122)의 소프트웨어 어플리케이션을 제어하기 위해 어플리케이션 시스템(122)에 의해 사용되는 사용자 터치 입력과 연관된 좌표를 검출기(120)로부터 수신한다. 몇몇 실시예들에서, 어플리케이션 시스템(122)은 처리기 및/또는 메모리/저장장치를 포함한다. 다른 실시예들에서, 검출기(120) 및 어플리케이션 시스템(122)은 단일 처리기에 적어도 부분적으로 포함/처리된다. 검출기(120)에 의해 어플리케이션 시스템(122)에 제공되는 데이터의 예는 사용자 표시와 연관된 다음 중 하나 이상을 포함한다: 매체(102)의 표면의 위치 좌표, 몸짓, 동시 사용자 표시들(예를 들어, 멀티-터치 입력), 시간, 상태, 방향, 속도, 힘의 크기, 근접성 크기, 압력, 사이즈, 및 다른 측정 가능한 또는 유도되는 정보.
몇몇 실시예들에서, 터치 입력은 매체(102)의 표면 상의 위치(130)에서 수신된다. 예를 들어, 사용자는 위치(130)에서 매체(102)의 표면을 터치한다. 몇몇 실시예들에서, 송신기들(104, 106, 108, 110) 중 하나 이상은 매체(102)를 통해 전파되는 하나 이상의 활성 신호들을 송신한다. 위치(130)에서의 터치 입력은 전파된 신호(들)를 방해하고(예를 들어, 산란시키고), 방해된 신호들은 센서들(112, 114, 116, 118)에서 수신된다. 전파된 신호(들)의 방해(들)를 측정함으로써, 터치 입력과 연관된 위치 및/또는 힘이 결정될 수도 있다.
도 2는 터치 입력을 검출하기 위한 시스템의 실시예를 도시하는 블록도이다. 몇몇 실시예들에서, 터치 검출기(202)는 도 1의 터치 검출기(120)에 포함된다. 몇몇 실시예들에서, 도 2의 시스템은 집적 회로 칩에 통합된다. 터치 검출기(202)는 검출기(202)의 하나 이상의 다른 구성요소들에 대해 동기 시스템 시간 소스를 제공하는 시스템 클럭(204)을 포함한다. 제어기(210)는 마이크로프로세서(206), 인터페이스(208), DSP 엔진(220), 및 신호 발생기(212) 간의 데이터 흐름 및/또는 명령들을 제어한다. 몇몇 실시예들에서, 마이크로프로세서(206)는 소프트웨어/펌웨어를 프로그램하고 및/또는 검출기(202)의 데이터를 처리하기 위해 사용될 수 있는 명령들 및/또는 계산들을 처리한다. 몇몇 실시예들에서, 메모리는 마이크로프로세서(206)에 연결되고, 마이크로프로세서(206)에 명령들을 제공하도록 구성된다. 신호 발생기(212)는 도 1의 송신기(104)에 의해 전파되는 신호와 같은 신호를 전파하기 위해 사용될 신호를 발생시킨다. 예를 들어, 신호 발생기(212)는 의사랜덤 이진 시퀀스 신호를 발생시킨다. 구동기(214)는 발생기(212)로부터 신호를 수신하고, 매체를 통해 신호를 전파하기 위해 도 1의 송신기들(104, 106, 108, 110)과 같은 하나 이상의 송신기들을 구동한다.
도 1의 센서(112)와 같은 센서로부터 검출되는 신호는 검출기(202)에 의해 수신되고, 신호 조절기(conditioner)(216)는 수신된 아날로그 신호를 추가적인 처리를 위해 조절한다(예를 들어, 필터링한다). 예를 들어, 신호 조절기(216)는 구동기(214)에 의해 출력된 신호를 수신하고, 신호 조절기(216)에 의해 수신된 신호의 에코 소거를 수행한다. 조절된 신호는 아날로그-디지털 변환기(218)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 변환된 신호는 디지털 신호 처리기 엔진(220)에 의해 처리된다. 예를 들어, DSP 엔진(220)은 변환된 신호를 기준 신호와 상관시킨다. 상관의 결과는 사용자 터치 입력과 연관된 위치를 결정하기 위해 마이크로프로세서(206)에 의해 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, DSP 엔진은 변환된 신호 및 기준 신호와 연관된 진폭 변화를 결정한다. 진폭 변화는 사용자 터치 입력과 연관된 힘을 결정하기 위해 마이크로프로세서(206)에 의해 사용될 수도 있다. 인터페이스(208)는 마이크로프로세서(206) 및 외부 구성요소로 하여금 검출기(202)를 액세스 및/또는 제어할 수 있도록 하는 제어기(210)에 대한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 인터페이스(208)는 검출기(202)로 하여금 도 1의 어플리케이션 시스템(122)과 통신할 수 있도록 하고, 사용자 터치 입력과 연관된 위치 정보를 어플리케이션 시스템에 제공한다.
도 3은 터치 검출을 교정하고 확인하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 몇몇 실시예들에서, 도 3의 처리는 도 1의 시스템 및/또는 도 2의 시스템을 교정하고 확인하기 위해 적어도 부분적으로 사용된다. 302에서, 표면에 대한 신호 송신기들 및 센서들의 위치들이 결정된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 송신기들 및 센서들의 위치들은 매체(102)의 표면 상에서의 그들의 위치에 대해 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 위치들을 결정하는 것은 위치 정보를 수신하는 것을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 위치들 중 하나 이상은 고정될 수도 있거나 및/또는 가변할 수도 있다.
304에서, 신호 송신기들 및 센서들이 교정된다. 몇몇 실시예들에서, 송신기를 교정하는 것은 신호 구동기 및/또는 송신기의 특성(예를 들어, 강도)을 교정하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 센서를 교정하는 것은 센서의 특성(예를 들어, 민감도)을 교정하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 304의 교정은 커버리지를 최적화하고 매체를 통해 전파될 신호(예를 들어, 음향 또는 초음파)의 신호-대-잡음 송신/검출 및/또는 검출될 방해를 개선하기 위해 수행된다. 예를 들어, 도 1의 시스템 및/또는 도 2의 시스템의 하나 이상의 구성요소들은 신호-대-잡음 요건을 충족시키기 위해 정비된다. 몇몇 실시예들에서, 304의 교정은 송신/전파 매체의 크기 및 종류 및 송신기들/센서들의 기하학적 구성에 의존한다. 몇몇 실시예들에서, 단계 304의 교정은 송신기 또는 센서의 고장 또는 노후화를 검출하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 단계 304의 교정은 송신기 및/또는 수신기를 순환시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 압전 송신기 및/또는 수신기의 안정성 및 신뢰성을 향상시키기 위해서, 번-인(burn-in) 사이클이 번-인 신호를 사용하여 수행된다. 몇몇 실시예들에서, 304의 단계는 감지 디바이스를 사용하여 방해와 연관된 표시를 포착하기 위해 미리 결정된 공간적 영역 부근 내에서 적어도 하나의 감지 디바이스를 구성하는 것을 포함한다. 방해는 미리 결정된 공간적 영역의 선택 부분에 대응하는 입력 신호의 선택된 부분에서 야기된다.
306에서, 표면 방해 검출이 교정된다. 몇몇 실시예들에서, 방해가 인가되지 않았을 때, 예상 감지된 신호를 결정하기 위해 도 1의 매체(102)와 같은 매체를 통해 테스트 신호가 전파된다. 몇몇 실시예들에서, 하나 이상의 미리 결정된 방해들(예를 들어, 미리 결정된 터치)이 미리 결정된 위치에 인가될 때, 감지된 신호를 결정하기 위해 매체를 통해 테스트 신호가 전파된다. 감지된 신호의 사용에 의해, 방해 검출을 교정하기 위해 하나 이상의 구성요소들이 조정될 수도 있다.
308에서, 터치 검출 시스템의 확인이 수행된다. 예를 들어, 도 1 및/또는 도 2의 시스템은 검출 정확도, 검출 해상도, 멀티-터치 검출, 및/또는 응답 시간을 결정하기 위해 미리 결정된 방해 패턴들을 사용하여 테스트한다. 확인이 실패하면, 도 3의 처리는 적어도 부분적으로 반복될 수도 있고 및/또는 또 다른 확인을 수행하기 전에 하나 이상의 구성요소들이 조정될 수도 있다.
도 4는 사용자 터치 입력을 검출하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 몇몇 실시예들에서, 도 4의 처리는 도 1의 터치 검출기(120) 및/또는 도 2의 터치 검출기(202)에서 적어도 부분적으로 구현된다. 402에서, 표면 영역을 통해 활성 신호를 전파하기 위해 사용될 수 있는 신호가 전송된다. 몇몇 실시예들에서, 신호를 전송하는 것은 표면 영역을 갖는 전파 매체를 통해 활성 신호(예를 들어, 음향 또는 초음파)를 전파하기 위해 트랜스듀서와 같은 송신기(예를 들어, 도 1의 송신기(104))를 (예를 들어, 도 2의 구동기(214)를 사용하여) 구동하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 신호는 신호의 (예를 들어, 좁은/짧은 피크를 유발하는) 자기 상관을 최적화하기 위해 선택되는 시퀀스를 포함한다. 예를 들어, 신호는 자도프-추(Zadoff-Chu) 시퀀스를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 신호는 변조된 또는 변조되지 않은 의사랜덤 이진 시퀀스를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 전파된 신호는 음향 신호이다. 몇몇 실시예들에서, 전파된 신호는 (예를 들어, 인간이 들을 수 있는 범위 밖의) 초음파 신호이다. 예를 들어, 전파된 신호는 20㎑ 이상의(예를 들어, 80㎑ 내지 100㎑의 범위 내에 있는) 신호이다. 다른 실시예들에서, 전파된 신호는 인간이 들을 수 있는 범위 내에 있을 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 활성 신호를 사용함으로써, 표면 영역 상의 또는 그 근처의 사용자 입력은 전파 매체 상의 센서에 의해 수신될 때 활성 신호에서 방해들을 검출함으로써 검출될 수 있다. 표면 상에서의 사용자 터치 표시에 대해 단지 수동적으로 청취하기보다는 활성 신호를 사용함으로써, 아마도 사용자 터치 표시와 연관되지 않은 다른 진동들 및 방해들이 더 쉽게 인식/필터링될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 활성 신호는 사용자 입력을 결정하기 위해 사용자 입력으로부터 수동 신호를 수신하는 것에 더하여 사용된다.
404에서, 표면 영역의 방해에 의해 방해받는 활성 신호가 수신된다. 방해는 사용자 터치 표시와 연관될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 방해는 매체를 통해 전파하고 있는 활성 신호가 감쇄되고 및/또는 지연되도록 한다. 몇몇 실시예들에서, 활성 신호의 선택된 부분에서의 방해는 사용자에 의해 표시된(예를 들어, 터치된) 표면 상의 위치에 대응한다.
406에서, 수신된 신호는 방해와 연관된 위치를 적어도 부분적으로 결정하기 위해 처리된다. 몇몇 실시예들에서, 위치를 결정하는 것은, 터치 입력을 검출하는데 있어서 유용하지 않은 외부적인 잡음 및 진동들에 의해 야기되는 방해들과 같은 수신된 신호의 소망하지 않는 성분들을 적어도 부분적으로 제거하거나 감소시킴으로써, 수신된 신호로부터 소망의 신호를 추출하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 위치를 결정하는 것은 수신된 신호를 방해에 의해 영향을 받지 않는 기준 신호와 비교하는 것을 포함한다. 비교의 결과는 복수의 센서들에서 수신되는 다른 신호(들) 및 기준 신호를 사용하여 수행되는 다른 비교들의 결과와 함께 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 위치는 사용자가 터치 입력을 제공한 표면 영역 상의 위치(예를 들어, 위치 좌표)이다. 위치를 결정하는 것 외에, 방해와 연관된 다음 정보 중 하나 이상이 406에서 결정될 수도 있다: 몸짓, 동시 사용자 표시들(예를 들어, 멀티-터치 입력), 시간, 상태, 방향, 속도, 힘의 크기, 근접성 크기, 압력, 사이즈, 및 다른 측정 가능하거나 유도되는 정보. 몇몇 실시예들에서, 수신된 신호를 사용하여 위치가 결정될 수 없거나 및/또는 방해가 사용자 입력과 연관되지 않는 것으로 결정되면, 위치는 406에서 결정되지 않는다. 406에서 결정되는 정보는 제공 및/또는 출력될 수도 있다.
도 4는 방해받은 활성 신호를 수신 및 처리하는 것을 도시하지만, 몇몇 실시예들에서, 수신된 신호는 터치 입력에 의해 방해받지 않고 수신된 신호는 터치 입력이 검출되지 않았다는 것을 결정하기 위해 처리된다. 터치 입력이 검출되지 않았다고 하는 표시가 제공/출력될 수도 있다.
도 5는 표면 상의 방해와 연관된 위치를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 몇몇 실시예들에서, 도 5의 처리는 도 4의 406에 포함된다. 도 5의 처리는 도 1의 터치 검출기(120) 및/또는 도 2의 터치 검출기(202)에서 구현될 수도 있다. 502에서, 수신된 신호가 조절된다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 신호는 사용자 입력을 수신하기 위해 사용될 수 있는 표면을 갖는 매체를 통해 자유롭게 전파된 의사랜덤 이진 시퀀스를 포함하는 신호이다. 예를 들어, 수신된 신호는 도 4의 404에서 수신된 신호이다. 몇몇 실시예들에서, 신호를 조절하는 것은 필터링을 포함하거나 그렇지 않으면 수신된 신호 및/또는 사용자 터치 입력에 포함되는 의사랜덤 이진 시퀀스의 검출을 위한 신호 품질(예를 들어, 신호-대-잡음비)을 개선하기 위해 수신된 신호를 수정하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 신호를 조절하는 것은 아마도 사용자 터치 표시와 연관되지 않는 외부의 잡음 및/또는 진동들을 신호로부터 필터링하는 것을 포함한다.
504에서, 502에서 조절된 신호에 대해 아날로그-디지털 신호 변환이 수행된다. 다양한 실시예들에서, 임의의 수의 표준 아날로그-디지털 신호 변환기들이 사용될 수도 있다. 결과의 디지털 신호는 506에서 제 1 상관을 수행하기 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 상관을 수행하는 것은 변환된 신호를 기준 신호와 상관시키는 것을 포함한다. 상관을 수행하는 것은 타임-래그가 2개의 신호들 중 하나에 적용될 때 2개의 신호들의 유사성을 측정하기 위해 변환된 신호를 기준 신호와 교차-상관시키거나 변환된 신호와 기준 신호의 콘볼루션(예를 들어, 간섭측정)을 결정하는 것을 포함한다. 상관을 수행함으로써, 기준 신호에 가장 많이 대응하는 변환된 신호의 부분의 위치가 위치 결정될 수 있다. 예를 들어, 상관의 결과는 수신되어 변환된 신호 내의 시간(예를 들어, 신호들 간의 타임-래그) 대 유사성의 척도의 그래프로서 나타내어질 수 있다. 유사성의 척도의 가장 큰 값의 연관된 시간 값은 2개의 신호들이 가장 많이 대응하는 위치에 대응한다. 이 측정된 시간 값을 터치 표시 방해와 연관되지 않은 (예를 들어, 도 3의 306에의) 기준 시간 값과 비교함으로써, 터치 입력에 의해 야기되는 방해로 인해 수신된 신호에 유발되는 시간 지연/오프셋 또는 위상차가 결정될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 결정된 시간에서의 수신된 신호 대 기준 신호의 진폭/강도 차이를 측정함으로써, 터치 표시와 연관된 힘이 결정될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 기준 신호는 매체를 통해 전파된 신호에 적어도 부분적으로 기초하여(예를 들어, 전파된 소스 의사랜덤 이진 시퀀스 신호에 기초하여) 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 기준 신호는 도 3의 306에서의 교정 동안 결정되는 정보를 사용하여 적어도 부분적으로 결정된다. 기준 신호는 상관 동안 수행되기 위해 필요한 계산들이 간결해질 수 있도록 선택될 수도 있다. 예를 들어, 506에서 사용되는 기준 신호는 수신되어 변환된 신호와 기준 신호 간의 비교적 큰 시간 차이(예를 들어, 래그-타임)에 대해 기준 신호를 효과적으로 상관시키기 위해 사용될 수 있는 간결해진 기준 신호이다.
508에서, 제 1 상관의 결과에 기초하여 제 2 상관이 수행된다. 제 2 상관을 수행하는 것은 504에서의 변환된 신호를 제 2 기준 신호와 상관시키는 것(예를 들어, 단계 506과 유사한 교차-상관 또는 콘볼루션)을 포함한다. 제 2 기준 신호는 506에서 사용되는 제 1 기준 신호에 비해 더 복잡하고/상세한(예를 들어, 연산에 있어서 더욱 집약적인) 기준 신호이다. 몇몇 실시예들에서, 506에서 제 2 기준 신호를 사용하는 것은 506에서 상관을 위해 필요한 시간 간격에 대해 너무 연산 집약적일 수도 있기 때문에, 제 2 상관은 508에서 수행된다. 제 1 상관의 결과에 기초하여 제 2 상관을 수행하는 것은 제 1 상관의 결과로서 결정되는 하나 이상의 시간 값들을 사용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 제 1 상관의 결과의 사용에 의해, 수신된 신호 및 제 1 기준 신호 간에 가장 많이 상관되는 시간 값들(예를 들어, 타임-래그)의 범위가 결정되고, 제 2 상관은 제 2 기준 신호(및 연관에 의해, 또한 제 1 기준 신호)가 수신된 신호와 매치하는 경우에 가장 많이 대응하는 시간 값을 미세하게 정비하고 결정하기 위해 시간 값들의 결정된 범위에 걸쳐서만 제 2 기준 신호를 사용하여 수행된다. 다양한 실시예들에서, 제 1 및 제 2 상관들은 전파 매체의 표면 상의 위치에서의 터치 입력에 의해 야기되는 방해에 대응하는 수신된 신호 내의 일부분을 결정하기 위해 사용되었다. 다른 실시예들에서, 제 2 상관은 선택적이다. 예를 들어, 단일 상관 단계만 수행된다.
510에서, 방해와 연관된 위치를 적어도 부분적으로 결정하기 위해 제 2 상관의 결과가 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 위치를 결정하는 것은 제 2 상관의 신호들이 가장 많이 상관되는 경우의 결정된 시간 값을 비교하고, 방해로 인한 수신된 신호에 야기된(예를 들어, 터치 입력에 의해 야기된) 시간 지연/오프셋 또는 위상차를 결정하기 위해, 결정된 시간 값을 터치 입력 방해와 연관되지 않은 (예를 들어, 도 3의 306에서 결정된) 기준 시간 값과 비교하는 것을 포함한다. 이 시간 지연은 제 1 센서에서 수신되는 신호와 연관되고, 다른 센서들에서 수신되는 다른 신호들에서의 방해로 인한 다른 시간 지연들은 센서들의 위치들에 대한 방해의 위치를 계산하기 위해 사용된다. 수신된 신호를 전파한 매체의 표면에 대한 센서들의 위치를 사용함으로써, 방해가 비롯된 표면 상에서의 위치가 결정될 수도 있다.
도 6은 방해와 연관된 위치를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 몇몇 실시예들에서, 도 6의 처리는 도 5의 510에 포함된다. 602에서, 표면의 방해에 의해 방해받은 복수의 신호들에 대해 수행되는 상관들의 복수의 결과들이 수신된다. 예를 들어, 도 5의 508에서 수행되는 상관의 결과가 수신된다. 몇몇 실시예들에서, 각각 도 1의 매체(102)의 표면 상에서의 또는 그 근처에서의 터치 입력에 의해 방해받은 전파된 신호를 수신하는 송신기(104) 및 센서들(114, 116, 118)을 사용하여 신호가 전파된다. 전파된 신호는 미리 결정된 신호를 포함할 수도 있고, 미리 결정된 신호는 다양한 센서들에서 수신된다. 수신된 신호들 각각은 602에서 수신된 결과들을 결정하기 위해 기준 신호와 상관된다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 결과들은 동시에 매체 상에서 자유롭게 전파된 동일한 신호 콘텐트(예를 들어, 동일한 이진 시퀀스)와 연관된다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 결과들은 동일한 방해에 의해 방해받은 상이한 신호 콘텐트들과 연관된다.
604에서, 복수의 결과들과 연관되는 시간 차이들은 방해와 연관된 위치를 결정하기 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 시간 차이들 각각은 상관시 사용되는 신호들이 가장 많이 상관될 때의 시간과 연관된다. 몇몇 실시예들에서, 시간 차이들은 방해로 인해 수신된 신호에 야기되는 결정된 시간 지연/오프셋 또는 위상 차이와 연관된다. 이 시간 지연은 상관을 사용하여 결정되는 시간 값을 터치 입력이 명시되지 않은 경우의 시나리오와 연관되는 기준 시간 값과 비교함으로써 계산될 수도 있다. 비교의 결과는 복수의 신호들이 수신된 센서들의 위치들에 대한 방해의 위치를 계산하기 위해 사용될 수도 있다. 수신된 신호를 전파한 매체의 표면에 대한 센서들의 위치를 사용함으로써, 방해가 비롯된 표면 상의 위치가 결정될 수도 있다.
도 7은 사용자 입력과 연관된 힘을 결정하는 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 도 7의 처리는 도 1의 터치 검출기(120) 및/또는 도 2의 터치 검출기(202)에서 구현될 수도 있다.
702에서, 터치 입력 표면 상에서의 사용자 입력과 연관된 위치가 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 도 4의 처리의 적어도 일부가 단계 702에 포함된다. 예를 들어, 도 4의 처리는 사용자 터치 입력과 연관된 위치를 결정하기 위해 사용된다. 또 다른 예에서, 도 1의 매체(102)의 표면 상의 위치(130)에서의 사용자 입력과 연관된 위치가 결정된다.
704에서, 하나 이상의 수신된 신호들이 평가를 위해 선택된다. 몇몇 실시예들에서, 평가될 신호(들)를 선택하는 것은 사용자 입력과 연관된 위치를 검출하기 위해 사용된 복수의 수신된 신호들로부터 하나 이상의 소망의 신호들을 선택하는 것을 포함한다. 예를 들어, 도 4의 단계 404에서 수신되는 하나 이상의 신호들이 선택된다. 몇몇 실시예들에서, 선택된 신호(들)는 신호들과 연관된 신호-대-잡음비에 적어도 부분적으로 기초하여 선택된다. 몇몇 실시예들에서, 가장 높은 신호-대-잡음비를 갖는 하나 이상의 신호들이 선택된다. 예를 들어, 터치 입력 표면 매체를 통해 전파되는 활성 신호가 터치 입력에 의해 방해받을 때/산란될 때, 방해받은 신호가 매체에 연결된 다양한 검출기들/센서들/수신기들에서 검출/수신된다. 수신된 방해받은 신호들은 활성 신호를 또한 방해하는 (예를 들어, 외부 오디오 진동, 디바이스 움직임 등으로 인한) 다른 작은 진동원들과 같은 다른 소망하지 않는 방해들을 겪을 수도 있다. 이들 소망하지 않는 방해들의 영향들은 터치 입력의 위치로부터 더 멀리 떨어져 수신되는 수신된 신호들에 대해서 더 클 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 수신기/센서에서 수신되는 활성 신호에서 검출되는 변화(예를 들어, 진폭 변경과 같은 방해)는 다른 수신기들과 비교하여 특정 수신기들(예를 들어, 터치 입력의 위치와 가장 가깝게 위치된 수신기들)에서 더 클 수도 있다. 예를 들어, 도 1의 예에서, 위치(130)에서의 터치 입력은 송신기(104)에 의해 전송되는 활성 신호를 방해한다. 방해받은 활성 신호는 센서들/수신기들(112, 114, 116, 118)에서 수신된다. 센서/수신기(114)는 터치 입력 위치(130)에 가장 가깝게 위치되기 때문에, 터치 입력의 힘에 비례하는 가장 큰 진폭 변화를 갖는 방해받은 신호를 수신하였다. 몇몇 실시예들에서, 선택된 신호들은 검출된 방해의 진폭을 검사함으로써 적어도 부분적으로 선택될 수도 있다. 예를 들어, 검출된 터치 입력 방해와 연관된 가장 높은 진폭을 갖는 하나 이상의 신호들이 선택된다. 몇몇 실시예들에서, 702에서 결정되는 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 터치 입력 위치에 가장 가깝게 위치된 하나 이상의 수신기들에서 수신되는 하나 이상의 신호들이 선택된다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 활성 신호들은 터치 입력 및/또는 터치 입력 힘 강도를 검출하기 위해 사용된다. 힘 강도를 결정하기 위해 사용될 하나 이상의 수신된 신호들은 활성 신호들 각각에 대해 선택될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 힘 강도를 결정하기 위해 사용될 하나 이상의 수신된 신호들은 모든 활성 신호들의 수신된 신호들에 걸쳐 선택될 수도 있다.
706에서, 하나 이상의 선택된 신호들이 정규화된다. 몇몇 실시예들에서, 선택된 신호를 정규화하는 것은 선택된 신호와 연관된 거리 값에 기초하여 선택된 신호의 진폭을 조정하는 것(예를 들어, 스케일링하는 것)을 포함한다. 예를 들어, 터치 입력의 힘의 양/강도는 터치 입력의 힘에 의해 방해받는 수신된 활성 신호의 진폭을 측정함으로써 검출될 수도 있지만, 방해받은 신호가 수신된 수신기에 대한 터치 입력의 위치 및/또는 활성 신호를 송신하는 송신기의 위치와 같은 다른 인자들이 힘의 강도를 결정하기 위해 사용되는 수신된 신호의 진폭에 영향을 줄 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 다음 중 하나 이상과 연관된 거리 값/식별자가 선택된 신호를 스케일링하기 위해 사용되는 스케일링 인자를 결정하기 위해 사용된다: 터치 입력의 위치 및 선택된 신호를 수신한 수신기의 위치 사이의 거리, 터치 입력의 위치 및 터치 입력에 의해 방해받고 선택된 신호로서 수신된 활성 신호를 송신한 송신기의 위치 사이의 거리, 선택된 신호를 수신한 수신기의 위치 및 터치 입력에 의해 방해받고 선택된 신호로서 수신된 활성 신호를 송신한 송신기의 위치 사이의 거리, 및 터치 입력의 위치 및 선택된 신호를 수신한 수신기의 위치 사이의 제 1 거리 및 터치 입력의 위치 및 터치 입력에 의해 방해받고 선택된 신호로서 수신된 활성 신호를 송신한 송신기의 위치 사이의 제 2 거리의 조합된 거리. 몇몇 실시예들에서, 하나 이상의 선택된 신호들 각각은 상이한 양(예를 들어, 상이한 진폭 스케일링 인자들)에 의해 정규화된다.
708에서, 하나 이상의 정규화된 신호들과 연관된 힘 강도 식별자가 결정된다. 힘 강도 식별자는 수치 값 및/또는 힘 강도를 식별하는 다른 식별자를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 복수의 정규화된 신호들이 사용되면, 각 정규화된 신호에 대해 연관된 힘이 결정될 수도 있고, 결정된 힘들은 힘의 양을 결정하기 위해 평균화 및/또는 가중-평균화될 수도 있다. 예를 들어, 힘 값들의 가중 평균화의 경우에, 각 결정된 힘 값은 연관된 신호-대-잡음비, 연관된 진폭 값, 및/또는 정규화된 신호의 수신기와 터치 입력의 위치 사이의 연관된 거리 값에 기초하여 가중된다.
몇몇 실시예들에서, 힘의 양은 정규화된 신호의 방해받은 부분과 연관된 측정된 진폭을 사용하여 결정된다. 예를 들어, 정규화된 신호는 활성 신호를 전파하는 매체의 표면 상에서 터치 입력이 제공될 때 방해받은 수신된 활성 신호를 나타낸다. 활성 신호가 터치 입력에 의해 방해받지 않았다면, 기준 신호는 수신된 활성 신호의 기준 진폭을 나타낼 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘 강도에 의해 야기되는 정규화된 신호에 대한 진폭 변화와 연관된 진폭 값이 결정된다. 예를 들어,진폭 값은 정규화된 신호에서 검출된 방해의 측정된 진폭 또는 기준 진폭 및 정규화된 신호에서 검출되는 방해의 측정된 진폭 간의 차이일 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 진폭 값은 힘의 양/강도를 얻기 위해 사용된다.
몇몇 실시예들에서, 진폭 값을 사용하는 것은 데이터 구조체(예를 들어, 테이블, 데이터베이스, 차트, 그래프, 룩업 테이블, 리스트 등)에서 대응하는 연관된 힘 강도를 검색하기 위해 진폭 값을 사용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 데이터 구조체는 신호 방해 진폭 값 및 대응하는 힘 강도 식별자를 연관시키는 엔트리들을 포함한다. 데이터 구조체는 미리 결정/미리-연산될 수도 있다. 예를 들어, 소정의 디바이스에 대해서, 제어된 양의 힘이 인가되고, 데이터 구조체에 대한 엔트리를 결정하기 위해 제어된 양의 힘으로 인한 활성 신호에 대한 방해 효과가 측정된다. 힘 강도는 데이터 구조체의 다른 엔트리들을 결정하기 위해 변경될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 데이터 구조체는 정규화된 신호에 포함된 신호를 수신한 특정 수신기와 연관된다. 예를 들어, 데이터 구조체는 (예를 들어, 도 1의 센서/수신기(114)에 대한) 특정 수신기의 특성들에 대해 구체적으로 결정된 데이터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 데이터 구조체에 저장되는 대응하는 힘 강도 식별자를 검색하기 위해 진폭 값을 사용하는 것은 특정 데이터 구조체 및/또는 정규화된 신호 및/또는 정규화된 신호에 포함되는 신호를 수신한 수신기에 대응하는 데이터 구조체의 특정 부분을 선택하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 데이터 구조체는 복수의 수신기들과 연관된다. 예를 들어, 데이터 구조체는 복수의 수신기들에서의 각 수신기의 특성들에 대해 결정되는 데이터의 평균들과 연관되는 엔트리들을 포함한다. 이 예에서, 동일한 데이터 구조체가 다양한 수신기들과 연관된 복수의 정규화된 신호들에 대해 사용될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 진폭 값의 사용은 대응하는 힘 강도를 시뮬레이션 및/또는 계산하기 위해 사용될 수 있는 공식에서 진폭 값을 사용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 진폭 값은 대응하는 힘 강도를 연산하기 위해 사용되는 미리 결정된 공식에 대한 입력으로서 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 공식은 정규화된 신호의 신호를 수신한 특정 수신기와 연관된다. 예를 들어, 공식은 (예를 들어, 도 1의 센서/수신기(114)에 대한) 특정 수신기의 특성들에 대해 구체적으로 결정된 하나 이상의 파라미터들(예를 들어, 계수들)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 공식 계산에서 진폭 값의 사용은 정규화된 신호 및/또는 정규화된 신호에 포함된 신호를 수신하는 수신기에 대응하는 특정 공식을 선택하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 단일 공식이 복수의 수신기들과 연관된다. 예를 들어, 공식은 복수의 수신기들에서의 수신기들 각각에 대한 특성들에 대해 구체적으로 결정된 파라미터 값들의 평균화된 파라미터 값들을 포함한다. 이 예에서, 동일한 공식이 상이한 수신기들과 연관된 복수의 정규화된 신호들에 대해 사용될 수도 있다.
710에서, 결정된 힘 강도 식별자가 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 힘 강도 식별자를 제공하는 것은 도 1의 어플리케이션 시스템(122)의 어플리케이션과 같은 어플리케이션에 식별자(예를 들어, 수치 값, 스케일 내의 식별자 등)를 제공하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 제공된 힘 강도 식별자에는 도 4의 단계 406에서 결정되는 대응하는 터치 입력 위치 식별자가 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 제공된 힘 강도 식별자는 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위해 사용된다.
도 8은 힘 강도 식별자를 결정하기 위해 사용되는 데이터 구조체를 결정하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 몇몇 실시예들에서, 도 8의 처리는 도 3의 단계 304에 포함된다. 몇몇 실시예들에서, 도 8의 처리는 도 7의 단계 708에서 사용될 수도 있는 데이터 구조체를 생성하기 위해 적어도 부분적으로 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 도 8의 처리는 도 1의 시스템 및/또는 도 2의 시스템을 교정하기 위해 적어도 부분적으로 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 도 8의 처리는 수신된 활성 신호에서 검출되는 방해의 진폭 값에 대응하는 힘 강도 식별자/값을 결정하기 위해 제조될 하나 이상의 디바이스들에 포함될 수 있는 데이터 구조체를 결정하기 위해 적어도 부분적으로 사용된다. 예를 들어, 데이터 구조체는 제조될 복수의 유사한 디바이스들에 대해 결정될 수도 있거나, 데이터 구조체는 디바이스의 제조 변화를 고려하여 특정 디바이스에 대해 결정될 수도 있다.
802에서, 터치 입력 표면 상의 선택된 위치에 제어된 양의 힘이 인가된다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력이 제공될 수도 있는 경우에, 도 1의 매체(102)의 표면의 위치 상에 힘이 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 포인터(예를 들어, 스타일러스)의 끝이 제어 가능한 양의 힘으로 표면을 누른다. 예를 들어, 활성 신호가 터치 입력 표면의 매체를 통해 전파되는 동안, 제어 가능한 양의 힘이 터치 입력 표면 상에 인가된다. 802에서 인가되는 힘의 양은 터치 입력 표면에 인가될 힘의 복수의 상이한 양들 중 하나일 수도 있다.
804에서, 인가된 힘의 영향이 하나 이상의 수신기들을 사용하여 측정된다. 수신기들의 예들은 도 1의 센서들(112 내지 118) 및 수신기들로서 사용되는 트랜스듀서 송신기들(예를 들어, 도 1의 송신기들(104 내지 110))을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 효과를 측정하는 것은 힘이 802에서 인가될 때 방해받고 및 하나 이상의 수신기들에 의해 수신된 활성 신호의 방해받은 부분과 연관된 진폭을 측정하는 것을 포함한다. 진폭은 직접 측정된 진폭 값 또는 기준 진폭과 검출된 진폭 간의 차이일 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 하나 이상의 수신기들에 의해 수신되는 신호는 진폭이 측정되기 전에 정규화된다. 몇몇 실시예들에서, 수신된 신호를 정규화하는 것은 선택된 신호와 연관된 거리 값에 기초하여 신호의 진폭을 조정하는 것(예를 들어, 스케일링하는 것)을 포함한다.
기준 신호는 터치 입력에 의해 방해받지 않는 수신된 활성 신호의 기준 진폭을 나타낼 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 방해에 의해 야기되는 진폭 변화와 연관된 진폭 값이 결정된다. 예를 들어, 진폭 값은 정규화된 신호에서 검출된 방해의 측정된 진폭 값 또는 기준 진폭과 정규화된 신호에서 검출된 방해의 측정된 진폭 값 사이의 차이일 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 진폭 값은 힘 강도의 식별자를 얻기 위해 사용된다.
몇몇 실시예들에서, 방해의 영향이 수신된 신호를 사용하여 측정되기 전에, 다음 중 하나 이상과 연관된 거리 값이 수신된 신호를 스케일링하기 위해 사용되는 스케일링 인자를 결정하기 위해 사용된다: 터치 입력의 위치 및 선택된 신호를 수신한 수신기의 위치 사이의 거리, 힘 입력의 위치 및 힘 입력에 의해 방해받고 수신기에 의해 수신된 활성 신호를 송신한 송신기의 위치 사이의 거리, 수신기의 위치 및 힘 입력에 의해 방해받고 수신기에 의해 수신된 활성 신호를 송신한 송신기의 위치 사이의 거리, 및 힘 입력의 위치 및 수신기의 위치 사이의 제 1 거리 및 힘 입력의 위치 및 힘 입력에 의해 방해받고 수신기에 의해 수신된 활성 신호를 송신한 송신기의 위치 사이의 제 2 거리의 조합된 거리. 몇몇 실시예들에서, 상이한 수신기들에 의해 수신되는 하나 이상의 신호들 각각은 상이한 양(예를 들어, 상이한 진폭 스케일링 인자들)에 의해 정규화된다.
806에서, 측정된 영향과 연관된 데이터가 저장된다. 몇몇 실시예들에서, 데이터를 저장하는 것은 도 7의 단계 708에서 사용될 수도 있는 데이터 구조체와 같은 데이터 구조체에 엔트리를 저장하는 것을 포함한다. 예를 들어, 804에서 결정되는 진폭 값 및 802에서 인가되는 힘의 양과 연관된 식별자를 연관시키는 엔트리가 데이터 구조체에 저장된다. 몇몇 실시예들에서, 데이터를 저장하는 것은 804에서 결정되는 진폭 값에 의해 데이터를 인덱싱하는 것을 포함한다. 예를 들어, 저장된 데이터는 진폭 값을 사용하여 저장장치로부터 검색될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 데이터 구조체는 특정 신호 수신기에 대해 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 데이터 구조체는 복수의 신호 수신기들에 대해 결정된다. 예를 들어, 복수의 수신기들의 각각의 수신기에서 수신되는 신호들에 대한 측정된 효과와 연관된 데이터는 평균화되고 저장된다. 몇몇 실시예들에서, 데이터를 저장하는 것은 도 9의 그래프와 같은 그래프를 발생시키기 위해 사용될 수 있는 포맷으로 데이터를 저장하는 것을 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 도 8의 처리는 상이한 인가된 힘 강도들, 상이한 수신기들, 상이한 힘 어플리케이션 위치들 및/또는 상이한 종류들의 인가된 힘들(예를 들어, 상이한 힘 어플리케이션 팁)에 대해 반복된다. 도 8의 단계들의 반복 실행으로부터 저장되는 데이터는 도 7의 단계 708에서 사용될 수도 있는 데이터 구조체를 채우기 위해 사용될 수도 있다.
도 9는 측정된 방해의 정규화된 진폭 값 및 인가된 힘 간의 관계의 예들을 도시하는 그래프를 포함한다. 그래프(900)는 터치 입력의 인가된 힘 강도(힘의 그램 단위) 대 단일 수신기에 대한 인가된 힘에 의해 야기되는 방해의 측정된 진폭을 나타낸다. 그래프(902)는 터치 입력의 인가된 힘 강도 대 상이한 수신기들에 대한 인가된 힘에 의해 야기되는 방해의 측정된 진폭을 나타낸다. 상이한 수신기들의 플롯들은 평균화되어 단일 플롯으로 조합될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 그래프(900) 및/또는 그래프(902)는 도 7의 단계 708에서 사용될 수도 있는 데이터 구조체에 저장된 데이터로부터 유도될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 그래프(900) 및/또는 그래프(902)는 도 8의 단계 806에서 저장되는 데이터를 사용하여 생성될 수 있다. 그래프들(900 및 902)은 측정된 진폭 및 인가된 힘 간에 증가하는 함수 관계가 존재한다는 것을 보여준다. 이 관계를 모델링하는 미리 결정된 그래프, 데이터 구조체, 및/또는 공식을 사용함으로써, 연관된 힘 강도 식별자가 (예를 들어, 도 7의 단계 708에서와 같은) 소정의 진폭 값에 대해 결정될 수도 있다.
도 10은 조합된 힘을 제공하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 도 10의 처리는 도 1의 터치 검출기(120) 및/또는 도 2의 터치 검출기(202)에서 구현될 수도 있다.
1002에서, 복수의 터치 입력 위치 지점들의 각각의 터치 입력 위치 지점과 연관된 힘들이 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 사용자 터치 입력은 복수의 터치 입력 위치들(예를 들어, 멀티-터치 입력, 비교적 넓은 면적을 커버하는 터치 입력 등)에 의해 표현될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 각 터치 입력 위치 지점에 대해서, 도 7의 처리의 적어도 일부는 연관된 힘을 결정하기 위해 사용된다. 예를 들어, 힘 강도 식별자는 복수의 터치 입력 위치들에서의 각각의 입력 위치에 대해 결정된다.
1004에서, 결정된 힘들이 조합된 힘을 결정하기 위해 조합된다. 예를 들어, 조합된 힘은 터치 입력 표면에 인가되는 힘의 총량을 나타낸다. 몇몇 실시예들에서, 힘들을 조합하는 것은 조합된 힘을 결정하기 위해 힘들의 수치 표현을 함께 더하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 각 결정되는 힘의 수치 표현은 함께 더해지기 전에 가중된다. 예를 들어, 결정된 힘의 각 수치 값은 연관된 신호-대-잡음비, 연관된 진폭 값, 및/또는 수신기와 터치 입력의 위치 사이의 연관된 거리 값에 기초하여 가중된다(예를 들어, 스칼라가 곱해진다). 몇몇 실시예들에서, 가중되는 힘들의 가중치들은 조합되는 다수의 힘들에 더해져야 한다.
1006에서, 조합된 힘이 제공된다. 몇몇 실시예들에서, 조합된 힘을 제공하는 것은 힘 강도 식별자를 도 1의 어플리케이션 시스템(122)의 어플리케이션과 같은 어플리케이션에 제공하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 조합된 힘을 제공하는 것은 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위해 사용된다. 대안적인 실시예에서, 조합된 힘을 제공하기보다, 복수의 터치 입력 위치 지점들의 각각의 터치 입력 위치 지점에 대한 결정된 힘들이 제공된다.
도 11은 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위한 처리의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 도 11의 처리는 도 1의 터치 검출기(120) 및/또는 도 2의 터치 검출기(202)에서 구현될 수도 있다.
1102에서, 사용자 입력의 위치 및 힘 강도와 연관된 하나 이상의 표시자들이 수신된다. 몇몇 실시예들에서, 표시자(들)는 도 7의 단계 710 및/또는 도 10의 단계 1006에서 제공되는 데이터를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 위치들의 시퀀스 및 연관된 힘 강도들과 연관된 표시자들이 수신된다.
1104에서, 위치와 연관된 사용자 인터페이스 객체가 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 사용자 입력은 터치 스크린 사용자 인터페이스 입력이고, 사용자 입력에 의해 표시되기를 소망하는 사용자 인터페이스 소자가 결정된다. 예를 들어, 사용자 입력은 아이콘이 디스플레이된 위치에서 검출되고, 사용자가 아이콘의 위치에서 터치 입력을 제공함으로써 사용자 아이콘을 선택하기를 원한 것으로 결정된다. 몇몇 실시예들에서, 사용자 인터페이스 객체는 터치스크린 상에 디스플레이되는 객체를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 사용자 인터페이스 객체는 스크린 상에 이미 디스플레이된 객체는 아니다. 예를 들어, 사용자가 터치 입력 스크린의 특정 구역을 터치할 때 숨겨진 키보드 사용자 인터페이스가 나타난다.
1106에서, 사용자 인터페이스 객체 및 힘 강도에 적어도 부분적으로 기초하여 사용자 인터페이스 상호작용이 제공된다. 예를 들어, 사용자는 터치 입력 표면 상에 인가된 힘의 양을 변화시킴으로써 소망의 사용자 인터페이스 동작을 표시할 수도 있고, 1102에서의 수신된 데이터에 의해 표시된 사용자 상호작용이 제공된다. 가능한 사용자 인터페이스 상호작용들의 예들이 다음의 문단들에서 기술된다.
도 12는 항목을 파일 시스템 폴더에 드래그 및 드롭하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면이다. 몇몇 실시예들에서, 사용자는 소망의 항목을 포인터(예를 들어, 손가락, 스타일러스 등)에 인가된 비교적 "가벼운" 힘으로 터치하고 포인터를 드래그함으로써 소망의 항목(예를 들어, 파일, 폴더, 레퍼런스, 링크, 객체 등)을 드래그할 수도 있다. 사용자는 소망의 항목을 폴더로 이동시키거나 복사하기 위해 소망의 항목을 폴더로 드래그 및 드롭하기를 원할 수도 있다. 그러나, 사용자가 소망의 항목을 폴더의 하위 폴더로 드래그 및 드롭하기를 원한다면, 사용자는 일반적으로 소망의 항목을 드래그 및 드롭하기 전에 소망의 하위 폴더를 드러내기 위해 폴더를 열어야 한다. 몇몇 실시예들에서, 디스플레이된 폴더의 하위 폴더로 항목을 이동시키거나 복사하기 위해서, 사용자는 포인터(예를 들어, 손가락, 스타일러스 등)에 인가되는 비교적 "가벼운" 힘으로 소망의 항목을 터치하고, 포인터를 디스플레이된 폴더로 드래그하고, 디스플레이된 폴더의 하위 폴더들로 내려가기 위해 임계치 레벨 이상의 힘 강도를 인가하고, 소망의 하위 폴더가 발견되었을 때 포인터를 해제함으로써 소망의 항목을 드래그할 수도 있다. 다이어그램(1200)에 도시되어 있는 것과 같이, 파일은 파일을 나타내는 아이콘에 대한 "가벼운" 터치 입력과, 터치 입력을 디스플레이된 폴더로 드래그하고, 소망의 목적지 하위 폴더가 디스플레이될 때까지 디스플레이된 폴더의 콘텐트들로 내려가기 위해 보다 더 큰 힘 강도를 터치 입력에 인가함으로써 이동될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 압력량을 변화시킴으로써, 파일 시스템 계층이 탐색될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 제 1 임계치 레벨보다 큰 터치 입력 힘 강도는 하위 파일 시스템 계층으로 가기 위한 명령을 나타내고, 제 2 임계치 레벨(몇몇 경우들에서, 제 2 임계치 레벨은 제 1 임계치 레벨과 동일할 수도 있다)보다 작은 터치 입력 힘은 상위 파일 시스템 계층으로 가기 위한 명령을 나타낸다. 임계치 레벨들은 미리 구성될 수도 있거나, 동적으로 결정될 수도 있거나, 및/또는 설정 가능할 수도 있다.
도 13은 콘텍스트 메뉴를 제공하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면이다. 몇몇 실시예들에서, 종래의 터치 입력 디바이스 버튼(예를 들어, 마우스 버튼)은 기능적으로 하나 이상의 힘 강도 레벨들에 매핑될 수도 있다. 예를 들어, "왼쪽 버튼 클릭" 입력은 제 1 강도 범위 내의 힘의 갖는 터치 입력에 의해 수행될 수도 있고, "오른쪽 버튼 클릭"은 제 2 강도 범위 내의 힘을 갖는 터치 입력에 의해 수행될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, "가운데 버튼 클릭" 입력은 제 3 강도 범위 내의 힘을 갖는 터치 입력에 의해 수행될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 사용자는 미리 결정된 임계치 이하의 힘 강도로 터치 및 드래그 동작을 수행함으로써 구역(예를 들어, 스프레드시트 셀들) 또는 텍스트를 선택할 수도 있다. 터치 입력이 해제되기 전에, 사용자는 터치 입력의 힘을 미리 결정된/동적/설정 가능한 임계치 레벨보다 높게 증가시킴으로써(예를 들어, "오른쪽 버튼 클릭") 원하는 콘텍스트 메뉴가 존재한다는 것을 나타낼 수도 있다. 다이어그램(1300)은 터치 및 드래그 동작을 사용하여 선택되는 텍스트 및 터치 입력의 힘이 미리 결정된/동적/설정 가능한 임계치 레벨보다 높게 증가될 때 디스플레이되는 콘텍스트 메뉴를 도시한다.
도 14 및 도 15는 메뉴를 이동하기 위해 힘 정보를 사용하는 사용자 인터페이스 상호작용들의 예들을 도시하는 도면들이다. 다이어그램(1400)에 도시되어 있는 것과 같이, 사용자는 소망의 메뉴 항목들에 대한 터치 입력을 터치 및 드래그함으로써 메뉴를 이동할 수도 있다. 사용자는 터치 입력의 힘을 임계치 레벨보다 크게 증가시킴으로써 메뉴 항목을 선택하고, 사용자는 터치 입력의 힘을 임계치 레벨보다 크게 증가시키지 않고 터치 입력을 해제함으로써 메뉴를 취소한다. 다이어그램(1500)에 도시되어 있는 것과 같이, 사용자는 터치 입력을 소망의 캐스케이딩 메뉴 항목들에 터치 및 드래그함으로써 캐스케이딩 메뉴를 이동할 수 있다. 사용자는 터치 입력의 힘을 임계치 레벨보다 크게 증가시킴으로써 캐스케이딩 메뉴 항목을 선택하고, 사용자는 터치 입력의 힘을 임계치 레벨보다 크게 증가시키지 않고 터치 입력을 해제함으로써 캐스케이딩 메뉴를 취소한다. 임계치 레벨들은 미리 구성되거나, 동적으로 결정되거나, 및/또는 설정 가능할 수도 있다.
도 16은 가상 키보드와 상호작용하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면이다. 몇몇 실시예들에서, 가상 키보드는 스크린 상에 디스플레이되거나 표면 상에 투사되는 키보드를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 가상 키보드의 터치 입력 키는 터치 입력의 힘이 임계치 레벨보다 크거나 제 1 강도 범위 내에 있다면 키 누름으로 인식된다. 예를 들어, 가상 키보드 상에 "가볍게" 기대고 있는 손가락들은 가상 키보드 상에서의 키 누름들로 인식되지 않을 것이고, 터치 입력은 더 큰 힘 강도가 가상 키보드의 키에 제공될 때에만 키 누름이 인식될 것이다. 이것은 (예를 들어, 단순히 손가락이 표면을 가볍게 스치거나 접촉하는 것으로 인해 종종 발생되는) 거짓 키 누름 이벤트들을 감소시킬 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘에 기초하여 대안적인 키 기능이 표시될 수도 있다. 예를 들어, 키에 대한 터치 입력의 힘이 제 1 범위 내에 있다면, 키의 소문자 또는 보통의 문자가 표시되고, 터치 입력의 힘이 (예를 들어, 제 1 범위보다 큰) 제 2 범위 내에 있다면, 키의 시프트키가 눌려진/대문자의 문자가 표시된다. 임계치 레벨들은 미리 구성되거나, 동적으로 결정되거나, 및/또는 설정 가능할 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 터치 입력 몸짓 및 그 몸짓과 연관된 힘은 가상 키보드가 디스플레이되어야 하거나 및/또는 디스플레이되지 않아야 하는 것을 나타낸다. 예를 들어, 미리 결정된 수의 분명한 터치 입력들이 동시에 검출될 때(예를 들어, 터치 입력 표면 상에 놓여있는 각 손의 4개 또는 5개의 손가락들), 키보드가 디스플레이된다. 몇몇 실시예들에서, 디스플레이된 가상 키보드는 수신된 하나 이상의 터치 입력들에 적어도 부분적으로 기초하여 스크린 상에 방향이 정해지고 및/또는 위치가 정해진다. 예를 들어, 사용자의 손가락들이 표면 상에 놓여 있을 때, 가상 키보드를 사용자의 손가락들에 대해 표준 터치 타이핑 위치에 두기 위해 사용자의 배치된 손가락들의 위치 및 방향 아래에 가상 키보드의 홈 행의 키들이 배치되도록, 가상 키보드가 터치 입력 디스플레이 표면 상에서 방향이 정해져서 배치된다. 키보드는 사용자의 두 손들의 손가락들의 방향과 매치되도록 분할될 수도 있다. 다이어그램(1600)은 대각에서 더 낮게 배치된 사용자의 오른손의 손가락들과 비교하여 사용자의 왼손의 손가락들이 더 높고 바깥쪽으로 기울어져서 배치되어 사용자에게 표시되는 가상 키보드를 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 다이어그램(1600)의 가상 키보드의 키에 대한 터치 입력은 터치 입력의 힘이 임계치보다 큰 경우에만 키보드 키 누름으로 인식된다. 임계치 레벨들은 미리 구성되거나, 동적으로 결정되거나, 및/또는 설정 가능할 수도 있다.
도 17 및 도 18은 사용자 인터페이스 객체들을 줌 및 선택하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용들을 도시하는 도면들이다. 몇몇 실시예들에서, 힘 정보는 (텍스트의 본문에서 서로 가까운 아이콘들, 키들, 또는 여러 하이퍼링크들과 같은) 스크린 상에서의 객체들의 조밀한 배열을 이동하는데 도움을 주기 위해 사용된다. 다이어그램(1700 및 1800)에 도시되어 있는 것과 같이, 터치 입력 디스플레이 표면을 "가볍게" 터치함으로써, 디스플레이 상에서 터치 접촉 지점 주위의 영역이 확대되어 보여지고, 이것은 스크린 상의 어떤 객체가 터치 입력을 제공하기 위해 사용되는 접촉 지점 아래에 있는지 더 상세히 나타낸다. 선택될 객체(예를 들어, 다이어그램(1700)에서의 아이콘 및 다이어그램(1800)에서의 키보드 키)가 접촉 지점 아래에 있을 때, (예를 들어, 설정 가능한) 미리 결정된 임계치 레벨보다 큰 레벨로 터치 입력의 힘을 증가시킴으로써 객체를 선택한다. 몇몇 실시예들에서, 사용자가 객체를 선택하고 및/또는 사용자 인터페이스 동작을 완료할 때, 물리적인 피드백(예를 들어, 햅틱 피드백), 시각적 피드백, 및/또는 오디오 피드백이 제공될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘이 임계치 레벨에 도달할 때, 물리적 피드백(예를 들어, 햅틱 피드백), 시각적 피드백, 및/또는 오디오 피드백이 제공될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘 정보는 동일하거나 매우 유사할 수도 있는 상이한 몸짓들을 구별하기 위해 사용된다. 예를 들어, 제 1 임계치 범위 내의 제 1 힘 강도의 스와이프(swipe) 터치스크린 몸짓은 스크롤링/패닝(panning) 표시로서 해석될 수도 있고, 제 2 임계치 범위 내의 제 2 힘 강도의 스와이프 터치스크린 동작은 "다음 윈도우/탭으로 변경" 표시로서 해석될 수도 있다.
도 19는 검출된 터치 입력 힘 및 오디오 볼륨의 변경 방향 간의 관계의 예를 도시하는 그래프이다. 그래프(1900)는 터치 입력이 제 1 강도 범위 내에 있을 때에는 볼륨이 변경되지 않고, 터치 입력이 제 2 강도 범위 내에 있을 때에는 볼륨 감소 기능이 표시되고, 터치 입력이 제 3 강도 범위 내에 있을 때에는 볼륨 증가 기능이 표시되는 것을 도시한다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘 정보는 디바이스의 오디오 볼륨 레벨을 제어하기 위해 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력의 힘이 (예를 들어, 미리 결정되거나, 동적으로 결정되거나, 및/또는 설정 가능한) 임계치보다 크면 볼륨이 증가되고, 힘이 임계치보다 작으면 볼륨이 감소된다. 몇몇 실시예들에서, 터치 입력은 볼륨을 제어하기 위해 특정 구역(예를 들어, 디스플레이된 볼륨 조정 바 또는 볼륨을 조정하기 위한 디바이스의 지정된 구역)에서 수신되어야 한다. 몇몇 실시예들에서, 볼륨의 변경 비율은 터치 입력에 인가되는 힘의 양에 비례한다. 몇몇 실시예들에서, 오디오 출력 목적지는 터치 입력의 힘에 적어도 부분적으로 기초하여 선택된다. 예를 들어, 오디오는 터치 입력이 없을 때 디바이스의 이어폰에 출력되고, 터치 입력에 임계치 레벨을 충족하는 증가하는 힘이 제공될 때, 검출된 힘에 비례하는 볼륨에서 스피커폰 기능이 작동한다.
도 20은 슬라이더 바와 상호작용하기 위해 힘 정보를 사용하는 예시의 사용자 인터페이스 상호작용을 도시하는 도면이다. 몇몇 실시예들에서, 슬라이더 바는 강도 레벨 또는 시간 위치(예를 들어, 재생 동안의 비디오 위치)를 나타내기 위해 사용될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 비디오 시퀀스를 따라 쭉 이동할 때, 사용자는 슬라이더를 시퀀스의 특정 시간 인덱스/부분으로 빠르게 이동시키기를 원하지만, 비디오의 특정 장면 또는 심지어는 하나의 프레임에 집중하기 위해 큰 정확도로 이동하기를 원한다. 다이어그램(2000)은 터치 입력에 의해 슬라이더 바를 터치하고 드래그함으로써 이동될 수 있는 슬라이더 바를 보여준다.
몇몇 실시예들에서, 터치 입력 드래그를 사용하는 슬라이더 바 움직임의 속도 또는 정확도는 터치 입력의 힘 강도 레벨에 비례할 수도 있다. 예를 들어, 슬라이더 제어는 "가벼운" 압력이 인가될 때 상세한/미세한 정확도로 이동하지만, "더 센" 압력이 인가될 때에는 정밀하지 않은/더 빠른 정확도로 이동한다. 몇몇 실시예들에서, 슬라이더 바는 제 1 강도 범위 내의 터치 입력 힘 강도가 인가될 때 더 큰 (예를 들어, 미세한 또는 덜 거친) 정확도로 이동될 수도 있고, 제 2 강도 범위 내의 터치 입력 힘 강도가 인가될 때에는 더 낮은(예를 들어, 정밀하지 않거나 더욱 거친) 정확도로 이동된다. 임계치 레벨들은 미리 구성되거나, 동적으로 결정되거나 및/또는 설정 가능할 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 손가락 또는 스타일러스와 같은 객체가 터치 입력 표면에 접촉하는 속도가 사용자 인터페이스를 제어하기 위해 사용된다. 예를 들어, 비디오 게임들, 가상 악기들(드럼들 및 피아노들이 2개의 공통적인 예들이다), 및 다른 어플리케이션들은 소망의 기능을 제공하기 위해 속도 정보를 이용할 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 접촉 속도의 측정은 힘의 변화 비율을 측정함으로써 달성될 수도 있다. 예를 들어, 터치 힘이 소정의 지점에서 20 밀리초에 0 파운드에서 0.5 파운드로 변하면, 손가락 또는 다른 객체가 고속으로 터치 입력 스크린에 충격을 주었다고 추론할 수 있다. 반면, 힘이 100 밀리초에 0 파운드에서 0.1 파운드로 변하는 것은 비교적 저속으로 해석될 수 있다. 압력의 절대 측정치 및 압력의 변화율 모두는 사용자 인터페이스 설계에 있어서 정보의 유용한 척도일 수도 있다.
상기 실시예들은 이해의 명확성의 목적상 좀 상세히 기술되었지만, 본 발명은 제공된 세부사항들로 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 구현하는 많은 대안적이 방법들이 있다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이지 제한적인 것은 아니다.
120 : 터치 검출기 122 : 어플리케이션 시스템
204 : 시스템 클럭 206 : 마이크로프로세서
208 : 인터페이스 210 : 제어기
212 : 신호 발생기 214 : 구동기
216 : 신호 조절기 220 : DSP 엔진
204 : 시스템 클럭 206 : 마이크로프로세서
208 : 인터페이스 210 : 제어기
212 : 신호 발생기 214 : 구동기
216 : 신호 조절기 220 : DSP 엔진
Claims (17)
- 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템에 있어서,
표면을 갖는 전파 매체를 통해 전파 신호를 전파하기 위해 사용될 신호를 전송하고, 상기 표면 상에서의 힘의 양을 갖는 터치 입력에 의해 방해받은 상기 전파 신호를 수신하도록 구성되는 통신 인터페이스; 및
상기 통신 인터페이스에 연결되고, 상기 힘의 양과 연관된 식별자를 결정하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하도록 구성되는 처리기를 포함하고,
상기 수신된 신호를 처리하는 것은 상기 터치 입력에 의해 방해받은 상기 수신된 신호의 적어도 일부와 연관된 신호 진폭을 결정하는 것을 포함하고,
상기 힘의 양과 연관된 상기 식별자를 결정하는 것은 상기 터치 입력의 터치 입력 힘에 의해 방해받은 수신된 전파 신호의 검출된 진폭을 이용하여 결정된 값을 상기 터치 입력 이전에 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호와 연관된 기준 진폭과 비교하여 상기 표면 상에서의 상기 터치 입력의 힘의 양의 크기를 나타내는 힘 값을 결정하는 것을 포함하고,
상기 수신된 신호는 상기 통신 인터페이스에 의해 수신되는 상기 방해된 전파 신호의 복수의 버전들 중 하나이고,
상기 수신 전파 신호의 상기 검출된 진폭은 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호에 대한 방해의 양을 나타내고, 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호에 대한 상기 방해의 양은 상기 식별자로 나타낸 상기 힘의 양의 크기에 대응하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 식별자를 결정하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하는 것은 상기 방해와 연관된 사용자 표시를 결정하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 방해와 연관된 상기 사용자 표시를 결정하는 것은 상기 표면 상에서의 상기 방해의 위치를 결정하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리된 수신된 신호는 상기 처리된 수신된 신호를 수신한 검출기와 연관된 위치에 의해 상기 복수의 버전들 중에서 선택되는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 수신된 신호를 처리하는 것은 상기 수신된 신호를 정규화하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 수신된 신호를 정규화하는 것은 상기 수신된 신호의 진폭을 조정하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 진폭을 조정하는 것은 상기 표면 상에서의 상기 방해의 위치와 연관된 거리 값을 사용하여 결정되는 값을 사용하여 상기 진폭을 스케일링하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 터치 입력에 의해 방해받은 상기 수신된 신호의 상기 일부와 연관된 상기 신호 진폭을 결정하는 것은 상기 수신된 신호의 정규화된 버전의 신호 진폭을 결정하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 신호 진폭의 값은 상기 힘의 양의 함수인, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 식별자를 결정하는 것은 데이터 구조체 엔트리를 찾기 위해 상기 신호 진폭을 사용하는 것을 포함하고, 상기 데이터 구조체 엔트리는 상기 힘의 양과 연관된 상기 식별자를 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 10 항에 있어서,
상기 데이터 구조체 엔트리는 상기 처리된 수신된 신호를 수신한 검출기와 매치시키기 위해 식별되는 데이터 구조체에 위치되는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 식별자를 결정하는 것은 하나 이상의 다른 수신된 신호들의 하나 이상의 다른 신호 진폭들과 함께 상기 결정된 신호 진폭을 평균화하는 것을 포함하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리기는 또한 조합된 힘 식별자를 결정하기 위해 상기 힘의 양과 연관된 상기 식별자를 하나 이상의 다른 터치 입력 위치 지점들의 힘의 양과 연관된 하나 이상의 다른 식별자들과 조합하도록 구성되는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 식별자는 사용자 인터페이스 상호작용을 제공하기 위해 적어도 부분적으로 사용되는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 식별자는 압력의 양을 나타내는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 시스템. - 터치 입력 힘을 검출하기 위한 방법에 있어서,
표면을 갖는 전파 매체를 통해 전파 신호를 전파하기 위해 사용될 신호를 전송하는 단계;
상기 표면 상에서의 힘의 양을 갖는 터치 입력에 의해 방해받은 상기 전파 신호를 수신하는 단계; 및
처리기를 사용하여 상기 힘의 양과 연관된 식별자를 결정하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하는 단계를 포함하고, 상기 수신된 신호를 처리하는 단계는 상기 터치 입력에 의해 방해받은 상기 수신된 신호의 적어도 일부와 연관된 신호 진폭을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 힘의 양과 연관된 상기 식별자를 결정하는 것은 상기 터치 입력의 터치 입력 힘에 의해 방해받은 수신된 전파 신호의 검출된 진폭을 이용하여 결정된 값을 상기 터치 입력 이전에 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호와 연관된 기준 진폭과 비교하여 상기 표면 상에서의 상기 터치 입력의 힘의 양의 크기를 나타내는 힘 값을 결정하는 것을 포함하고,
상기 처리된 수신된 신호는 통신 인터페이스에 의해 수신되는 상기 방해된 전파 신호의 복수의 버전들 중 하나이고,
상기 수신 전파 신호의 상기 검출된 진폭은 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호에 대한 방해의 양을 나타내고, 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호에 대한 상기 방해의 양은 상기 식별자로 나타낸 상기 힘의 양의 크기에 대응하는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 방법. - 유형의 컴퓨터 판독가능 기록 매체로 구현되는, 터치 입력 힘을 검출하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 있어서,
상기 컴퓨터 프로그램은:
표면을 갖는 전파 매체를 통해 전파 신호를 전파하기 위해 사용될 신호를 전송하고;
상기 표면 상에서의 힘의 양을 갖는 터치 입력에 의해 방해받은 상기 전파 신호를 수신하고;
상기 힘의 양과 연관된 식별자를 결정하기 위해 상기 수신된 신호를 처리하기 위한, 컴퓨터 명령들을 포함하고,
상기 수신된 신호를 처리하는 것은 상기 터치 입력에 의해 방해받은 상기 수신된 신호의 적어도 일부와 연관된 신호 진폭을 결정하는 것을 포함하고,
상기 힘의 양과 연관된 상기 식별자를 결정하는 것은 상기 터치 입력의 터치 입력 힘에 의해 방해받은 수신된 전파 신호의 검출된 진폭을 이용하여 결정된 값을 상기 터치 입력 이전에 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호와 연관된 기준 진폭과 비교하여 상기 표면 상에서의 상기 터치 입력의 힘의 양의 크기를 나타내는 힘 값을 결정하는 것을 포함하고,
상기 처리된 수신된 신호는 통신 인터페이스에 의해 수신되는 상기 방해된 전파 신호의 복수의 버전들 중 하나이고,
상기 수신 전파 신호의 상기 검출된 진폭은 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호에 대한 방해의 양을 나타내고, 상기 전파 매체를 통해 전파하는 상기 전파 신호에 대한 상기 방해의 양은 상기 식별자로 나타낸 상기 힘의 양의 크기에 대응하는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체.
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