KR101828142B1 - 자동차에서 햅틱피드백으로 데이터의 쌍방향 입력을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

자동차에서 햅틱피드백으로 데이터의 쌍방향 입력을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특히 자동차에서 햅틱 피드백을 포함하는 데이터 입력 방법 및 장치에 관한 것이다. 방법은 이하의 단계들을 포함한다: 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 접촉 위치를 감지하는 단계(103); 접촉 위치에 대한 기능을 선택하는 단계(110); 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 가압력을 감지하는 단계(104); 제1 힘 임계의 초과로 인하여 상기 선택된 기능을 트리거하는 단계(110); 햅틱 피드백을 출력하는 단계(108), 이때 시간 및 공간적으로 인접하는 접촉 위치들은 통합되어 접촉 궤적들을 이루고(105), 접촉 궤적들은 접촉 제스처에 따라 분류되고(106), 기능은 접촉 기능 및 조작 요소 기능으로 나누어지고(101, 102), 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 제1 트리거 영역 내에 있는 조작 요소에는 조작 요소 기능이 지정되고, 이러한 조작 요소 기능은 트리거 영역 내에서 제1 힘 임계의 초과에 의해 트리거되고(110), 제1 힘 임계의 초과 시 햅틱 피드백이 출력되고(108), 이후에 제2 힘 임계의 미달 후 제1 햅틱 피드백과 상이한 추가적 햅틱 피드백이 출력되고(111), 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 적어도 하나의 제2 트리거 영역에는 소정의 접촉 제스처에 의해 트리거되는 적어도 하나의 접촉 기능이 지정되고(113), 이러한 트리거는 오로지 가압력이 제1 힘 임계의 미만으로 있을 때에만 수행된다(107). 또한 본 발명은 이에 부속한 장치(1)에 관한 것이다.

Description

2개의 입력 방식 및 햅틱 피드백으로 데이터를 입력하기 위한 방법 및 장치, 특히 자동차용 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENTERING DATA WITH TWO INPUT TYPES AND HAPTIC FEEDBACK, PARTICULARY IN A VEHICLE}
본 발명은 햅틱 피드백으로 데이터의 입력을 위한 방법 및 장치, 특히 자동차에서 햅틱 피드백으로 데이터의 입력을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
근대 자동차는 자동차의 본래 운송 목적 외의 다수의 부가 기능을 갖추고 있다. 이는 예컨대 라디오의 수신, 음악, 영화 또는 사진과 같은 미디어 내용을 재생하기 위한 멀티미디어 시스템, 언어 기반 또는 텍스트 기반 글로벌 통신을 가능하게 하는 통신 시스템, 또는 주행 구간에서 가급적 시간을 절감하면서 정체된 곳을 피할 수 있는 경로를 자동으로 산정하는 네비게이션 시스템일 수 있다. 또한, 운전자 또는 기술자에게 소위 탑재형 컴퓨터의 형태로 자동차의 상태에 대한 정보를 제공하는 시스템을 고려할 수 있다. 이러한 모든 시스템에서 공통적인 것은, 이러한 시스템이 자동차 운전자 또는 동반 승객과 다양한 입력 채널 및 출력 채널을 통해 산호 작용할 수 있고 이를 전제로 한다는 것이다.
종래 기술로부터 그러한 시스템을 어떻게 조작할 수 있을 것인가에 대한 복수의 변형예가 공지되어 있다. 자동차 내에서 물리적으로 형성된 키, 스위치 및 조정기는 점점 더 없어지고, 무엇보다도 가상으로 모방된 조작 요소가 구현되며, 이러한 조작 요소는 예컨대 접촉 감지 표시부(터치 스크린)를 통해 작동되거나 조절될 수 있다. 사용자에게 조작 후에 스위치 또는 조정기의 작동에 관한 회신을 제공하기 위해, 음향 피드백 또는 햅틱 피드백이 통상적이다. 예컨대 키가 눌리면, 이후 사용자에게는 음향 신호가 키 눌림을 표시하며 활성화될 수 있다. 햅틱 피드백은 예컨대 접촉 감지 표시부의 진동의 형태로 수행될 수 있다. 이러한 진동은 하우징에 설치된 액츄에이터를 이용하여 야기되는 것이 통상적이다.
DE 10 2008 035 907 A1으로부터 접촉력 종속적인 접촉 감지 입력 장치가 공지되어 있다. 장치는 접촉 필드 위에서 이동 가능한 작동 요소 또는 사용자의 손가락에 의하여 접촉되는 조작 필드; 조작 필드 상에서 작동 요소 또는 손가락의 이동 및/또는 위치를 검출하는 수단; 및 검출된 값에 상응하는 제어 신호를 생성하는 평가 유닛을 포함하는 입력 장치에 관한 것이다. 이러한 입력 장치는, 조작 필드가 작동 요소 또는 손가락에 의하여 생성된 접촉력으로 인하여 안정 위치로부터 접촉 방향으로 탄성적으로 휘어지게 형성되거나 탄성적으로 휘어지는 방식으로 지지되고, 접촉력에 비례하는 신호의 생성을 위한 적어도 하나의 별도의 압력 센서에 영향을 미치며, 그 신호를 평가 유닛에 제공하고, 평가 유닛은 또 다른 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 힘 임계의 초과 시, 기능이 트리거되고 진동의 형태로 햅틱 피드백이 제공될 수 있다. 이 발명은 또한 이에 관련된 방법에 관한 것이다.
앞에 언급된 장치 및 방법은, 마우스 포인터 또는 선택 위치를 접촉 감지 표시부 상에 위치시키고 힘 임계의 초과 시 기능을 트리거하긴 하나, 조작의 쌍방향 기능이 상당히 제한적이라는 단점이 있다.
따라서 조작의 쌍방향 기능이 증대되고 사용자가 직관적으로 기능을 찾고 선택하여 트리거할 수 있는 입력 장치를 제공하는 것이 필요하다. 다양한 방식의 조작을 위해 항상 서로 다른 햅틱 피드백이 제공될 수 있어서, 사용자는 더욱 신속하게 익숙해지고, 더 확실하게 기능을 선택할 수 있어서 조작 오류가 거의 없거나 방지된다.
그러므로 본 발명의 기초를 이루는 과제는 입력이 플렉서블하고 쌍방향으로 형성되는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 기술적 과제는 제1항의 특징들을 포함하는 장치 및 제12항의 특징들을 포함하는 방법에 의하여 해결된다. 본 발명의 유리한 형성예들은 종속항들로부터 도출된다.
본 발명의 기초를 이루는 사상은, 터치 스크린을 구비하는 장치를 이용하여 근대 터치스크린에 대해 공지된 바와 같은 쌍방향 조작 방식을 종래의 물리적으로 형성된 키의 쌍방향 원리와 조합하는 것이다. 이로써 2개의 서로 다른 입력 방식이 제공된다: 일 입력 방식은 접촉 제스처를 형성하고, 타 입력 방식은 압력 제스처를 형성한다. 2개의 입력 방식을 제공됨으로써, 특히 자동차에서 전자 시스템들을 플렉서블하고 서로 구분되게 쌍방향 조작을 할 수 있게 된다. 접촉 제스처에 의한 제어 가능 및 이와 연관된 접촉 기능의 트리거에 의하여 더 신속하고 더 안전하게 제어가 보장되며, 예컨대 그래픽 표현의 제어가 보장된다. 반면 압력 제스처는 가상의 조작 요소로서 형성되는 스위치 및 키의 작동을 위해 기능한다. 압력 제스처는, 조작 요소 기능의 트리거를 위해 힘 임계가 초과되어야 한다는 것으로 특징 지어진다. 힘 임계의 초과는 예컨대 평탄하지 않은 도로에 의해 비자의적으로 움직이게 되는 팔이 자유롭게 스침에 따라 일어나는 바와 같은 조작 오류를 방지한다. 또한, 압력 제스처 중에 햅틱 피드백이 있음으로써 물리적 키의 센서 입력이 모방된다.
정의
접촉 위치는 예컨대 손가락과 같은 작동 요소가 예컨대 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치의 접촉 감지 표면 위에 접촉하는 위치로, 이러한 표시 장치는 접촉의 위치를 결정한다. 이하, 손가락을 작동 요소로서 전제하나, 작동 요소라는 개념이 이에 한정되는 것은 아니다.
접촉 궤적은 복수의 접촉 위치들을 시간 및 공간적으로 통합한 것이다. 접촉 궤적은 통합된 접촉 위치들의 궤도로부터 도출되는 특정한 특성을 가지고, 이는 예컨대 방향, 속도 또는 가속이 있다. 접촉 궤적은 시작점 및 종료점을 포함한다. 접촉 위치들은 반드시 서로 직접적으로 인접할 필요가 없다. 예컨대 더블클릭도 하나의 접촉 궤적을 나타낼 수 있다. 방향, 속도 및 가속은 각각 접촉을 야기하는 작동 요소의 작동 운동의 방향, 속도 또는 가속으로부터 도출된다.
접촉 제스처는 하나의 분류화된 접촉 궤적이다. 예컨대 적어도 하나의 접촉 궤적의 궤도의 방향, 속도 또는 가속과 같은 특성이 평가된다.
압력 센서는 예컨대 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치와 같은 몸체의 표면 위에서 가압력을 결정하고, 이러한 가압력과 상관관계가 있으며 바람직하게는 비례적인 값을 예컨대 전기적 신호로서 출력하는 장치이다. 그러한 압력 센서는 예컨대 스트레인 게이지, 압전 소자 또는 유도적 또는 용량적으로 동작하는 센서로 형성될 수 있다.
압력 제스처는, 접촉 위치에 제1 힘 임계의 초과 및 이후에 제2 힘 임계의 미달이 발생하는 것으로 특징 지어지며, 이때 제2 힘 임계는 제1 힘 임계보다 더 낮다.
접촉 기능은 접촉 제스처에 의해 트리거되는 기능이다. 그러한 접촉 기능은 예컨대 목록 넘기기, 다수의 페이지로 구성된 텍스트 열람 또는 메뉴 또는 화면의 확대 및 축소일 수 있다.
조작 요소 기능은 압력 제스처에 의해 트리거되는 기능이다. 조작 요소 기능은 예컨대 가상의 조작 요소로서 모방된 키와 연관된 기능일 수 있고, 예컨대 음악 앨범 또는 메뉴 항목을 선택하기 위한 기능일 수 있다.
트리거 영역은 2차원 영역으로, 이러한 영역 내에서 접촉 기능 또는 조작 요소 기능이 트리거될 수 있다.
가상의 조작 요소는 물리적 조작 요소를 가상으로 모방한 것이다. 가상의 조작 요소는 그래픽 표현을 포함한다. 압력 제스처를 이용하여 트리거하기 위해 구비되는 트리거 영역은 바람직하게는 가상의 조작 요소의 그래픽 표현의 표현 영역과 합동이다.
접촉 감지 위치 검출 유닛은 2차원 평면 몸체로서, 사용자를 향해 있는 이러한 몸체의 표면에 적어도 하나의 접촉 위치가 결정될 수 있고, 단 작동 요소가 몸체의 표면에 또는 그 근방에 위치할 때 그러하다. 그러한 접촉 감지 위치 검출 장치는 예컨대 터치 패드 또는 터치 스크린일 수 있다. 접촉 감지 표면은 접촉면으로 지칭된다.
키보드는 서로 마주하여 배치된 가상의 조작 요소들의 집합체를 가리킨다. 키보드는 예컨대 표준 PC 키보드에서와 같은 QWERTZ 배열의 키들 또는 숫자 블록키를 가상으로 모방한 것일 수 있다.
본원에서 가압력 또는 누르는 압력의 검출 또는 산출에 대해 논의하는 한, 접촉 감지 위치 검출과 별도로 형성되는 검출 또는 산출을 의미한다. 이는 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치에 대해 부가적으로 형성되는 적어도 하나의 압력 센서를 이용하여 수행된다.
바람직한 실시 형태들
특히 햅틱 피드백을 포함하는 입력 방법, 특히 자동차에서 햅틱 피드백을 포함하는 입력 방법이 제공되고, 이러한 방법은 이하의 단계들을 포함한다: 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 접촉 위치를 감지하는 단계; 접촉 위치에 대한 기능을 선택하는 단계; 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 가압력을 감지하는 단계; 제1 힘 임계의 초과로 인하여 상기 선택된 기능을 트리거하는 단계; 햅틱 피드백을 출력하는 단계, 이때 시간 및 공간적으로 인접하는 접촉 위치들은 통합되어 접촉 궤적들을 이루고, 접촉 궤적들은 접촉 제스처에 따라 분류되고, 기능은 접촉 기능 및 조작 요소 기능으로 나누어지고, 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 제1 트리거 영역 내에 있는 조작 요소에는 조작 요소 기능이 지정되고, 이러한 조작 요소 기능은 트리거 영역 내에서 제1 힘 임계의 초과에 의해 트리거되되, 단 소정의 시간 간격으로 사전에 감지된 접촉 위치들이 적어도 하나의 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있을 때 그러하고, 제1 힘 임계의 초과 시 햅틱 피드백이 출력되고, 이후에 제2 힘 임계의 미달 후 제1 햅틱 피드백과 상이한 추가적 햅틱 피드백이 출력되고, 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 적어도 하나의 제2 트리거 영역에는 소정의 접촉 제스처에 의해 트리거되는 적어도 하나의 접촉 기능이 지정된다.
또한 유리하게는 햅틱 피드백을 포함하는 데이터의 쌍방향 입력을 위한 장치, 특히 자동차에서 햅틱 피드백을 포함하는 데이터의 쌍방향 입력을 위한 장치가 제공되고, 이러한 장치는 접촉 위치의 감지 및 정보의 표현을 위한 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치; 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치와 직접적 또는 간접적으로 연결되며 가압력을 감지하기 위한 압력 센서; 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치와 직접적 또는 간접적으로 연결되며 햅틱 피드백을 출력하기 위한 액츄에이터 요소; 및 제어 장치를 포함하고, 이때 제어 장치는 이러한 제어 장치가 시간 및 공간적으로 인접하는 접촉 위치들을 모아서 접촉 궤적들이 되게 하고 접촉 제스처에 따라 분류하도록 형성되고, 제어 장치는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 적어도 하나의 가상의 조작 요소를 나타내고, 적어도 하나의 가상의 조작 요소에는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치의 제1 트리거 영역 및 조작 요소 기능이 지정되고, 제어 장치는 가압력을 모니터링하고, 제1 힘 임계의 초과 시 조작 요소를 트리거하되, 단 소정의 시간 간격으로 사전에 감지된 접촉 위치들이 적어도 하나의 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있을 때 그러하고, 이러한 적어도 하나의 가상의 조작 요소에 조작 요소 기능이 지정되고, 이때 제1 힘 임계의 초과 시 제어 장치로부터 액츄에이터 요소로 신호가 출력되고, 이후에 제2 힘 임계의 미달 후 제1 신호와 상이한 추가적 신호가 액츄에이터 요소에 출력되고, 제어 장치는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 적어도 하나의 제2 트리거 영역에 적어도 하나의 접촉 기능을 지정하고, 소정의 접촉 제스처가 있을 시 이러한 적어도 하나의 접촉 기능을 트리거한다.
본 발명의 이점은, 사용자가 예컨대 그래픽 표현의 간단한 조작을 위한 접촉 제스처뿐만 아니라, 조작 요소 기능을 트리거 하기 위해 압력 제스처의 형태로 종래 키에 대해 공지된 키 압력을 사용할 수 있다는 것이다. 접촉 제스처에 의해, 예컨대 목록 넘기기 또는 메뉴 열람과 같은 메뉴 제어가 수행될 수 있다. 마찬가지로, 사진 또는 엽서 화면을 이동시키거나 이러한 화면을 확대 및 축소하는 것을 고려할 수 있다. 그러나 다른 접촉 기능이 정의되어 있을 수 있다. 차례로 수행되며 힘 임계와 연계하여 서로 상이한 2개의 신호들의 형태로 액츄에이터 요소에서 햅틱 피드백을 하는 것은, 예컨대 PC 키보드의 키 또는 이동 전화의 자판과 같이 물리적으로 형성된 키의 감각적 인상을 모방하는데 사용된다. 무엇보다도, 어떤 키의 감각적 인상을 실제에 가깝게 모방하기 위해 제2 햅틱 피드백이 필요하다는 것이 확인되었다. 이로써 사용자는 자신의 조작 과정에 대한 폭넓고 차별화된 감각적 피드백을 받게 된다. 이를 통해 조작은 더 쌍방향적이고 더 간단하게 되며, 2개의 서로 다른 입력 방식 및 서로 구분되는 햅틱 피드백에 의해 조작 오류가 적어지는데, 조작 요소 기능의 트리거는 제1 힘 임계의 초과에 따라서만 가능하기 때문이다. 이는 무엇보다도, 주행 시 안전상 이득이 큰데, 운전자가 자신의 입력을 제어하기 위해 도로로부터 시선을 거두어야 하는 경우가 비교적 적을 것이기 때문이다. 운전자는 항상 도로를 볼 수 있고, 그럼에도 불구하고 목적한 입력을 할 수 있다. 또한, 예컨대 평탄하지 않은 도로에 의해 차량이 흔들리게 되어 가압력이 증대되었을 때 가상의 조작 요소를 "미끄러진" 후 조작 요소 기능이 비고의적으로 트리거되지 않을 수 있는데, 제1 힘 임계의 초달 시 사전에 감지된 접촉 위치가 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있어야만 조작 요소 기능이 트리거되기 때문이다. 이는 조작 오류를 줄인다는 이점이 있다.
특히, 이를 통해 데이터 입력을 위해, 차량을 위한 개선된 장치 및 차량을 위한 개선된 방법이 제공된다.
일 실시 형태에서, 접촉 기능은 오로지, 가압력이 제1 힘 임계 미만일 때에만 트리거된다. 이를 통해, 예컨대 손가락으로 가상의 조작 요소를 작동시킬 때 차량 흔들림으로 인하여 이러한 조작 요소에서 "미끄러졌을" 때, 조작 요소 기능의 트리거 시도는 접촉 기능으로서 감지되지 않을 수 있는 것이 보장된다.
손가락이 가상의 조작 요소의 트리거 영역 위를 스치고, 제1 힘 임계가 평탄하지 않은 도로 및 이로 인한 손가락 움직임으로 초과되었을 때에도, 조작 요소 기능의 트리거는 일어나지 않는다. 조작 오류가 인식되고, 가상의 조작 요소에 속하는 조작 요소 기능은 트리거되지 않는다.
일반적으로, 본 발명은 전체 쌍방향 조작 및 메뉴 형태에 적용될 수 있으며, 예컨대 네비게이션 시스템에서 쌍방향 지도, 가상의 키보드(낱말표) 상에서 텍스트를 입력할 때, 쌍방향 목록 동작, 예컨대 네비게이션 시스템에서 목적지를 선택하거나 또는 CD- 또는 MP3 플레이어에서 제목을 선택할 때, 수직 목록 쌍방향 동작 또는 메뉴 리본와의 쌍방향 동작, 그래픽 목록과의 쌍방향 동작, 예컨대 음악 앨범(CoverFlow)의 커버로부터 목록과의 쌍방향 동작, 및 슬라이더 조정기, 회전 조정기, 키, 스위치 또는 여타 가상 조작 요소의 조절 시 그러하다.
매우 유리한 실시 형태에서, 햅틱 피드백과 동시에 또는 이전 또는 이후 지연되어 음향 신호가 출력된다. 음향 신호는 예컨대 물리적으로 형성된 키의 소리 샘플일 수 있고, 예컨대 키를 눌렀을 때 발생하는 통상적인 클릭음일 수 있다. 그러나 다른 소리도 음향 신호를 형성할 수 있다. 각각의 개별적인 햅틱 피드백을 위한 음향 신호들은 동일하거나 상이할 수 있다. 접촉 위치가 음향 신호를 트리거할 수 있고, 음향 신호는 예컨대 책의 페이지를 펼쳐보는 소리를 나타내는 소리 샘플의 재생이며, 이는 메뉴 열람 시 재생되는 것을 고려할 수 있다. 부가적인 음향 피드백의 이점은, 햅틱 피드백이 지각 심리학적 효과로 인하여 사용자에게 더 강하게 인지된다는 것이다. 이는, 예컨대 햅틱 피드백의 세기가 감소하면서 활용될 수 있는데, 이는 액츄에이터 요소의 적은 마모에 기여하고 장시간 수명을 위해 유리하다.
더욱 바람직하게는, 음향 신호는 스피커에서 출력될 수 있고, 스피커는 장치의 근방에 또는 장치의 위치에, 더욱 바람직하게는 접촉 감지 위치 검출 장치의 근방 또는 그 위치에 배치된다. 사용자는 자동으로 음향 신호를 햅틱 피드백과 연관짓고, 이를 통해 장치에서의 조작 과정과 연관짓는다. 마찬가지로, 음향 신호가 자동차 내에 구비된 멀티미디어 시스템, 예컨대 다채널 멀티미디어 시스템의 하나 이상의 스피커를 통해 출력되는 것을 고려할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 제1 트리거 영역 및 제2 트리거 영역은 서로 중첩된다. 이를 통해, 평면 영역은 접촉 기능뿐만 아니라 조작 요소 기능을 가질 수 있다. 예컨대 지도 내에서 키가 위치될 수 있다. 예컨대 지도는 접촉 제스처에 의해 이동될 수 있고, 이때 키가 함께 이동한다. 사용자가 키와 연관된 조작 요소 기능을 트리거하려고 하면, 사용자는 키를 누르고 이를 트리거하는데, 제1 힘 임계를 초과하면서 그러하다. 이로써 조작 표면 및 쌍방향 기능이 플렉서블하게 구현될 수 있다. 이상적으로, 제1 힘 임계의 초과가 접촉 제스처로 분류된 접촉 궤적의 한 점에서 발생했을 때, 조작 요소 기능이 제1 힘 임계의 초과 시 트리거되지 않는 실시 형태가 구현된다. 이를 통해, 예컨대 접촉 궤적이 가상의 조작 요소 밖의 시작점을 포함하고, 이에 수반되는 포인트들이 가상의 조작 요소의 영역 내에 있지 않을 때 조작 오류가 일어나지 않도록 보장된다.
일 실시 형태에서, 접촉 제스처를 나타내는 접촉 궤적을 야기하는 접촉 위치들이 감지되는 동안 가압력이 제1 힘 임계 미만일 때에만 조작 기능의 트리거가 수행된다.
다른 실시 형태에서, 조작 요소 기능은 부동 시간(dead time)을 가진다. 예컨대 조작 요소 기능은 제1 힘 임계 초과로 인한 트리거 후 특정한 시간 후 비로소 다시 트리거될 수 있다. 이는, 조작 요소 기능의 원하지 않는 다중 트리거 및 이로 인하여 원하지 않는 조작 오류가 발생하는 것을 방지할 것이다.
다른 바람직한 실시 형태에서, 접촉 기능에서도 햅틱 피드백이 액츄에이터 요소를 통해 출력된다. 이는 시각적 피드백 외에 또 다른 감각적 피드백을 가능하게 한다. 이를 통해 조작이 용이해지고 조작 오류가 줄어든다.
다른 실시 형태에서, 제1 및 제2 힘 임계 외에 햅틱 피드백을 트리거하는 추가적 임계가 정의된다. 이러한 추가적 힘 임계 및 이에 대응하는 햅틱 피드백은 예컨대, 물리적 키의 감각적 인지를 더 정확하게 모방하기 위해 사용될 수 있다.
예컨대 물리적으로 키를 누르고 있는 동안 힘의 흐름 및 그 거동이 기록될 수 있고, 이후 제1, 제2 및 추가적 힘 임계, 그리고 이에 대응하는 햅틱 피드백들을 이용하여 모방될 수 있다. 따라서 다양한 물리적 키가 정확하게 모방될 수 있다. 바람직하게는, 물리적 키의 음향 거동이 동시에 기록되고 이후에 장치에 의해 동시에 또는 이전 또는 이후로 지연되어 햅틱 피드백으로 재생된다. 이로써 사용자에게는 물리적으로 형성된 키를 작동시키는 인상이 발생한다.
매우 유리한 실시 형태에서, 장치는 데이터 교환을 위한 인터페이스를 포함한다. 예컨대, 제어 장치는 접촉 위치의 인터페이스에서, 트리거된 조작 요소 기능 또는 접촉 기능 및/또는 추가적 데이터를 제공한다. 인터페이스는 예컨대 자동차에서 통상적인 CAN 버스와 같은 표준 인터페이스일 수 있다. 인터페이스는 다르게 구현될 수 있다.
일 실시 형태에서, 제어 장치는 인터페이스를 통해 제어된다. 이는 예컨대, 방법 및 이에 부속한 장치가 외부 컴퓨터 또는 콘트롤러, 예컨대 자동차의 메인 컴퓨터를 통해 제어됨으로써 가능해진다. 따라서 예컨대 메뉴 기능 및 가상의 조작 요소들의 트리거 영역들의 위치는 메인 컴퓨터로부터 인터페이스를 통해 제어 장치로 전송될 수 있고, 제어 장치는 이를 접촉 감지 표시부에 나타낸다. 이후, 사용자와의 쌍방향 동작이 수행된다: 사용자는 예컨대 가상의 조작 요소를 작동시키고, 제1 힘 임계의 초과로 인하여 조작 요소 기능을 트리거하고, 이때 조작 요소 기능의 트리거는 인터페이스를 통해 메인 컴퓨터에 전송되고, 메인 컴퓨터에서 정보가 더 처리된다. 따라서, 예컨대 새로운 메뉴 측면이 생성되고, 이는 제어 장치와 다시 통신한 후 인터페이스를 통해 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 표현된다.
본 발명의 매우 유리한 실시 형태에서, 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 표현된 정보는, 제스처 기능 또는 조작 요소 기능이 트리거될 때 변경된다. 예컨대, 가상의 조작 요소의 그래픽 표현은 압력 제스처 중에 변경될 수 있다. 따라서 예컨대 물리적 키는 3D 애니메이션 또는 섀도잉(shadowing)을 통해 모방될 수 있다. 제스처 기능에서 예컨대 접촉 궤적은 그래픽적으로 모방될 수 있다. 그러나 표현된 정보가 어떻게 변경될 수 있는지에 대한 다른 가능성도 고려할 수 있다. 이는 부가적인 시각적 피드백 또는 확장된 쌍방향 가능성을 가능하게 한다.
바람직한 실시 형태에서, 햅틱 피드백은 자유 프로그래밍 가능한 표시면의 접촉면의 펄스형 편향으로 수행되고, 이러한 편향은 바람직하게는 접촉면의 편향 및 안정 위치 또는 시작 위치로의 복귀, 그리고 경우에 따라서 상당히 감소된 하나 이상의 포스트펄스 링잉 또는 오버슈트를 포함한다.
일 실시 형태에서, 특히, 장치는 자동차의 실내 공간내에 통합되도록 형성되고, 특히 자동차의 조종석에 또는 헤드 레스트(headrest), 루프 라이닝(roof lining) 또는 자동차 후방 영역의 중앙 콘솔에 형성된다.
자동차를 위해 설명된 모든 실시 형태들은 자동차를 포함하지 않은 다른 실시 형태에서도 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 입력 방법 및 본 발명에 따른 장치는 기계-인간 쌍방향 동작이 인간-기계 인터페이스에서 시작되는 전체 분야에서 형성될 수 있고, 예컨대 컴퓨터, 랩톱, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 쌍방향 테이블, 티켓 머신, 정보 기둥, 쌍방향 제어 장치, 시각 장애인을 지원하는 제어 콘솔 및 컴퓨터에서 형성될 수 있다.
이하, 본 발명은 바람직한 실시예들에 의거하여 도면을 참조로 하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 햅틱 피드백으로 데이터를 입력하는 장치의 실시예에 대한 개략도이다.
도 2는 햅틱 피드백으로 데이터를 입력하는 자동차용 장치의 실시예에 대한 개략적 전면도이다.
도 3은 장치의 일 실시예에 대한 배면 분해도이다.
도 4는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 지도 화면 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 5는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 키 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 6은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 수직 목록 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 7은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 수평 목록 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 8은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 커버목록 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 9는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 슬라이드 조정기 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 10은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 위치 조정기 및 2개의 입력 방식에 대한 개략도이다.
도 11a, b는 가압력의 흐름, 그리고 제1 및 제2 힘 임계의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 12는 방법의 개략적 흐름도이다.
도 13은 인간-기계 인터페이스(60)에서 데이터의 입력을 위한 장치(1)의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 1에는 데이터의 입력을 위한 장치(1)의 일 실시 형태가 도시되어 있다. 자동차(50) 내에서 장치(1)는 승객석, 예컨대 중앙 콘솔에 위치한다. 장치는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)를 포함하고, 이러한 표시 장치와 직접적 또는 간접적으로 액츄에이터 요소(3) 및 압력 센서(6)가 결합된다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)는 접촉면(12)을 포함한다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2), 액츄에이터 요소(3) 및 압력 센서(6)는 제어 장치(4)와 결합된다. 제어 장치(4)는 통합 장치(9), 분류 장치(10) 및 비교 장치(11)를 포함한다. 선택적으로, 장치(1)는 제어 장치(4)와 결합된 스피커(7)를, 바람직하게는 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2)에 또는 그 근방에서 포함할 수 있다. 외부 기기와의 통신을 위해 제어 장치(4)와 결합된 인터페이스(8)도 마찬가지로 선택적이다.
제어 장치(4)로부터 가상의 조작 요소들, 그리고 제1 및 제2 트리거 영역들이 정의된다. 가상의 조작 요소들은 그래픽 표현물로서 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2) 상에 표현된다. 또한, 제어 장치(4)에 의해 추가적 그래픽 표현물, 기호, 알파벳 또는 픽토그램이 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상에 표현될 수 있다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)로부터 적어도 하나의 접촉 위치가 감지되고, 제어 장치(4)에 제공된다. 통합 장치(9)는 시간 및 공간적으로 인접한 접촉 위치들을 접촉 궤적들이 되도록 통합하고, 접촉 궤적들을 분류 장치(10)에 전달한다. 분류 장치(10)는 접촉 궤적들을 접촉 제스처에 따라 분류한다.
적어도 하나의 접촉 위치를 감지하는 것과 동시에, 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상의 가압력은 압력 센서(6)에 의해 감지되고 제어 장치(4)에 전달된다. 비교 장치(11)는 이제 분류된 접촉 궤적들 및 가압력을 예컨대 비교 장치(11) 또는 제어 장치(4) 내에 저장된 접촉 기능 목록 및 조작 요소 기능의 목록과 비교한다. 분류된 접촉 궤적이 목록에 저장된 접촉 기능의 기준을 충족하면, 이에 상응하는 접촉 기능이 트리거된다. 선택적으로, 제어 장치(4)는 접촉 기능의 트리거 시 이와 동시에 신호를 액츄에이터에 출력하고/출력하거나 추가적 신호를 스피커(7)에 출력할 수 있다. 압력 센서(6)에서 제1 임계가 초과되고 소정의 시간 간격으로 사전에 감지된 접촉 위치들이 모두 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있을 때, 이러한 조작 요소에 지정된 조작 요소 기능은 트리거되고, 제어 장치(4)는 제1 힘 임계의 초과 시 액츄에이터 요소(3)에 신호를 출력하며; 이후 제2 힘 임계가 압력 센서(6)에서 미달되면, 제어 장치(4)는 추가적 신호를 액츄에이터 요소(3)에 출력한다. 선택적으로, 제1 힘 임계의 초과 시 그리고/또는 제2 힘 임계의 미달 시 각각 동시에 또는 이에 상응하는 액츄에이터 요소(3)에서의 신호에 대해 이후 또는 이전 지연되어 하나 이상의 신호가 제어 장치(4)로부터 스피커(7)로 출력될 수 있다. 모든 접촉 위치들이 소정의 시간 간격으로 제1 힘 임계의 초과 전에 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있었는지 또는 있는지를 점검하는 것은 예컨대 접촉 궤적들의 분류를 위한 비교 장치에 의해 수행될 수 있다. 이를 위해 가상의 조작 요소에 지정된 제1 트리거 영역은 제2 트리거 영역과 마찬가지로 처리되고, 이때 접촉 궤적은 모든 접촉 위치들이 소정의 트리거 영역 내에 있을 때 고정적 또는 거의 고정적인 것으로 분류된다. 고정적 또는 거의 고정적인 접촉 궤적이 제1 트리거 영역을 위해 분류되면, 이러한 접촉 궤적이 적어도 소정의 시간 간격 내에 있는 모든 접촉 위치들을 포함하는 한, 조작이 충족된다.
트리거된 접촉 기능에 따라 또는 트리거된 조작 요소 기능에 따라, 제어 장치(4)는 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상에서 그래픽 표현물을 변경하거나 변경되지 않게 할 수 있다. 선택적으로, 접촉 위치, 가압력, 접촉 궤적 및/또는 추가적 데이터는 인터페이스(8)에서 출력될 수 있다. 마찬가지로, 제어 장치(4)는 인터페이스(8)에 의해 매개변수화될 수 있고, 예컨대 자동차(50)의 중앙 컴퓨터에 의해 그러할 수 있다.
바람직하게는, 장치는 통합 장치(9), 분류 장치(10), 비교 장치(11) 및 일반적으로 제어 장치(4)의 작업이 소프트웨어적으로, 예컨대 단일의 컴퓨터 또는 마이크로콘트롤러에서 수행되도록 설계된다.
도 2에는 장치(1)의 일 실시 형태가 개략적으로 전면도로 도시되어 있다. 장치(1)는 오늘날 중상위 등급의 자동차에서 통상적인 멀티미디어 표시 조작 장치(40) 내에 통합되어 있다. 전면도에서는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)만을 확인할 수 있다. 제어 장치(4), 압력 센서(6), 액츄에이터 요소(3) 및 선택적인 스피커(7)는 전면도에서 확인할 수 없다. 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 옆에 물리적으로 형성된 키(44)가 배치되어 있다. 이러한 키를 통해, 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상에서 특정한 조작 콘텍스트를 직접 선택할 수 있다. 또한, 표시 조작 장치(40)는 물리적으로 형성된 2개의 연속 회전 엔코더(43)를 포함하고, 이러한 엔코더는 마찬가지로 콘텍스트 종속적으로 사용되며, 예컨대 음량 또는 라디오 젠더의 조절을 위해 사용된다.
도 3은 장치(1)의 일 실시예에 대한 배면 분해 사시도이다. 멀티미디어 표시 조작 장치(40)의 전방 패널(41) 뒤에 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)가 위치한다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2) 뒤에 홀더가 위치하고, 홀더에 압력 센서(6) 또는 압력 센서들이 형성되어 있다. 표시 조작 장치(40)의 후방측에 제어 장치(4), 및 하우징과 직접적 또는 간접적으로 연결된 액츄에이터 요소(3)가 위치한다. 제어 장치(4)로부터 액츄에이터 요소(3)에 햅틱 피드백으로 출력되는 신호는 표시 조작 장치(40)의 홀더를 지나 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)까지 전파되고, 이로써 사용자의 손가락에 전달된다. 액츄에이터 요소(3)는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)의 평면에 대해 평행하게 또는 수직으로 편향될 수 있다. 일 실시 형태에서, 액츄에이터 요소(3)에 의한 편향은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)의 평면에 대해 평행하게만 수행된다. 평행한 편향은, 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)가 작동 방향, 즉 표시면에 대해 수직으로의 편향 또는 굽힘에 대해 더 견고하게 형성될 수 있고, 이는 사용자에게 표시 조작 장치(40)의 품질적으로 더 높은 가치를 느끼게 한다는 이점이 있다. 또한, 평행 편향 시, 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)와 전방 패널(41) 또는 표시 조작 장치(40)의 다른 요소들과의 간격이 더 좁을 수 있고, 틈새가 더 작기 때문에 표시 조작 장치(40)의 내부 공간이 먼지 등에 의해 오염되는 일이 더 줄어든다. 반면, 액츄에이터 요소(3)의 수직 편향은 사용자가 손가락에서 햅틱 피드백을 더 강하게 인지하고 이를 통해 액츄에이터(3)에서의 신호가 덜 현저해질 수 있다는 이점이 있다.
선택적으로, 제어 장치(4)에 스피커(7)가 위치한다. 접촉 감지 위치 검출 장치(2) 및 표시 장치(5)의 근방에 스피커(7)가 배치됨으로써, 사용자는 음향 신호를 자동차 내의 표시 조작 장치(40)의 위치와 연관짓게 된다는 이점이 있다. 지각 심리학적인 숙고에서 모티브를 얻은 이러한 배치는 사용자에게서 피드백의 인지를 증대시킨다. 음향 피드백 및 햅틱 피드백이 공통적으로 더 강하게 인지됨에 따라, 감각적 인상이 동일할 때 액츄에이터 요소(3)에서의 신호 세기는 줄어들 수 있고, 이는 액츄에이터 요소(3)의 마모를 줄이며 따라서 액츄에이터 요소(3)의 수명을 증대시킨다. 그 외의 하우징 부품들(42)은 멀티미디어 표시 조작 장치(40)의 고정 또는 지지를 위해 기능한다.
도 4에는 2개의 입력 방식을 설명하기 위해 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2) 상에서 예컨대 네비게이션 시스템에서 목적지 안내 또는 목적지 입력을 위한 도로 지도(21)의 개략적 도면이다. 사용자의 손가락(30)은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 직접적으로 표현된 위치들을 접촉하여, 접촉 위치가 감지되게 할 수 있다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 가상의 조작 요소(20), 예컨대 조작 요소 기능과 연관된 키는 새로운 목적지 선택을 위해 표시된다. 마찬가지로, 다른 조작 요소 기능과 연관된 추가적 가상 조작 요소들(24)도 표시되어 있다. 이제 사용자는 사용자의 손가락(30)으로 접촉함으로써 쌍방향 제어를 수행할 수 있다. 예컨대 접촉 제스처(22)에 의해 예컨대 사용자의 손가락(30)을 왔다갔다하여 조작 기능의 트리거에 의해 도로 지도(21)가 이동될 수 있다. 접촉 기능은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 표현된 도로 지도(21)의 영역을 변경한다. 마찬가지로 도로 지도(21)를 위해, 예컨대 도로 지도(21)의 확대 또는 축소, 회전 또는 중심화를 위한 접촉 제스처를 고려할 수 있다. 접촉 기능을 위한 제2 트리거 영역은 이러한 실시 형태에서 전체 표시면과 동일하다. 다른 실시 형태들에서, 복수의 제2 트리거 영역들이 제공될 수 있고, 이러한 트리거 영역들은 서로 이격되거나 중첩된다. 이격된 제2 트리거 영역들에서, 동일한 접촉 제스처에는 각각의 트리거 영역에 따라 서로 다른 접촉 기능이 지정될 수 있다.
가상의 조작 요소(20) 및 추가적 가상의 조작 요소(24)와 연관된 조작 요소 기능들은 오로지 압력 제스처(23)에 의해 트리거될 수 있다. 이를 위해, 사용자의 손가락(30)은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에서 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에서 압력을 통해 제1 힘 임계를 초과시켜야 한다. 트리거 영역은 예컨대 가상의 조작 요소의 표현 영역과 동일하다. 제1 힘 임계의 초과 시, 조작 요소 기능, 즉 본원에서 예컨대 도로 지도(21)를 위한 목적지의 쌍방향 선택이 트리거된다. 이와 동시에 액츄에이터 요소를 통해 햅틱 피드백이 수행되고, 액츄에이터 요소는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치와 직접적 또는 간접적으로 결합되어 있다. 이러한 햅틱 피드백은, 예컨대 액츄에이터를 통한 펄스 또는 다른 신호의 출력으로 인한 것으로, 사용자의 손가락(30)에 전달되어, 사용자는 이 신호를 감각적으로 인지한다.
압력 제스처(23)를 계속 하면, 사용자의 손가락(39)은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상의 가압력을 줄이고, 제2 힘 임계의 미달 시 액츄에이터 요소에서 추가적 펄스 또는 신호의 출력으로 인한 추가적 햅틱 피드백이 수행된다. 서로 상이한 햅틱 피드백과 마찬가지로 제1 힘 임계 및 제2 힘 임계를 통해, 물리적 키를 눌렀을 때의 감각적 경험을 모방할 수 있어서, 사용자에게 서로 다른 감감적 경험을 제공할 수 있다. 선택적으로, 스피커에는 햅틱 피드백과 동시에 각각 음향 신호가 출력될 수 있고, 예컨대 물리적 키를 눌렀을 때의 소리를 모방한 소리 샘플이 출력될 수 있다. 필요 시 이러한 신호는 제1 및/또는 제2 힘 임계에 대해 이전 또는 이후로 지연될 수 있어서, 음파의 실행 시간을 보상하거나 가급적 실제에 가까운 인지를 구현할 수 있다. 바람직하게는, 2개의 햅틱 피드백들을 위한 2개의 소리 샘플들은 서로 상이하다.
도 5에는 2개의 입력 방식을 통한 쌍방향 동작에 대한 추가적 예시가 개략적으로 도시되어 있다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 키보드(25)가 표현되어 있다. 키보드(25)는 각각 라틴어 알파벳의 문자를 나타낸 개별 키들로 구성된다. 각각의 키는 가상의 조작 요소이고, 예컨대 본원에서는 문자 "R"에 대한 키를 위한 가상의 조작 요소(20)만이 표시되어 있다. 다른 키들은 개관상의 이유로 별도로 표시되지 않았다. 통상적인 입력은 이제 2개의 문자 "F"와 "A"의 입력에 의거하여 설명된다. 사용자는 손가락(30)을 문자 "F"에 속하는 가상의 조작 요소(20)의 트리거 영역에 놓는다. 이 위치에서 사용자는 가압력을 증대시키고, 이러한 압력 제스처(23)에 의해 제1 힘 임계가 초과된다. 이러한 제1 힘 임계의 초과는 조작 요소 기능을 트리거하고, 이 경우 입력 필드(26)에 문자 "F"의 입력이다. 이와 동시에 펄스 또는 다른 신호가 액츄에이터 요소를 통해 출력된다. 이후, 사용자의 손가락(30)은 가압력을 줄이고 제2 힘 임계에 미달한다. 제2 힘 임계의 미달은 액츄에이터 요소를 통한 추가적 펄스 또는 추가적 신호의 추가적 출력을 야기한다. 선택적으로, 동시에 또는 이전 또는 이후로 지연되어 음향 신호가 스피커를 통해 출력될 수 있다. 문자 "F"의 입력 후, 사용자는 손가락(30)을 접촉 감지 위치 검출 장치의 표면 위에 놓고, 2개의 키를 좌측으로 좌측으로 스치며 손가락(30)을 문자 "A"에 속하는 키 또는 가상의 조작 요소에 위치시킨다. 이러한 접촉 제스처(22)에서, 접촉 기능이 예컨대 햅틱 피드백, 시각 피드백 또는 광학 피드백의 출력의 형태로 트리거될 수 있거나, 어떤 기능도 트리거되지 않을 수 있다. 가상의 조작 요소에 도달하여, 사용자의 손가락(30)은 다시 압력 제스처(23)를 수행하고, 이를 통해 입력 필드(26)에 문자 "A"를 입력한다. 햅틱 피드백 또는 음향 피드백은 문자 "F"의 키에 대한 전술한 압력 제스처(23)와 유사하게 수행된다.
설명된 실시 형태와 상이하게, 문자 "F", "A"의 입력 또는 감지는 각각 제2 힘 임계의 미달 시 비로소 수행될 수 있다.
도 6에는 선택 목록(27), 및 2개의 입력 방식이 예시적으로 도시되어 있다. 선택 목록(27)은 가상의 조작 요소(20) 및 복수의 추가적 가상 조작 요소들(24)로 구성된다. 선택 목록(27)은 접촉 제스처를 통해, 본원에서 예컨대 사용자의 손가락(30)의 접촉 위치를 위, 아래로 이동시킴으로써 넘기기될 수 있고, 따라서 가상의 조작 요소(20) 및 추가적 가상 조작 요소(24)는 이동될 수 있고, 이러한 이동 시, 기존의 다른 추가적 가상 조작 요소(24)를 보고 선택할 수 있다. 필요 시, 접촉 제스처(22)에 의해 트리거되어 이에 상응하는 신호의 출력으로 인하는 햅틱 피드백 또는 음향 피드백은 액츄에이터 요소 또는 스피커에서 수행될 수 있다. 사용자가 이제 목록 항목을 선택하길 원할 때, 예컨대 노래 제목을 선택하길 원할 때, 사용자는 목록 항목 상에 압력 제스처(23)를 수행하여, 이를 통해 조작 요소 기능, 본원에서는 그 노래 제목의 선택 또는 재생이 수행된다. 피드백은 도 4 및 도 5의 설명과 유사하게 수행된다.
도 7에는 수평으로 형성된 선택 목록(27)을 위한 2개의 입력 방식이 개략적으로 도시되어 있다. 목록 넘기기는 접촉 제스처(22)를 통해 측면 방향으로 수행된다. 목록 항목의 선택 및 햅틱 또는 음향 피드백은 도 6에서 사용자의 손가락(30)의 압력 제스처(23)에 대해 설명된 바와 유사하게 수행된다.
도 8에는 커버 목록(28)을 위한 2개의 입력 방식이 도시되어 있고, 커버 목록은 다양한 음악 앨범 커버들로 구성된다. 여기서도 목록 넘기기는 다시 접촉 제스처(22)를 통해 측면 방향으로 수행된다. 목록 항목, 이 경우 앨범의 선택 및 햅틱 또는 음향 피드백은 도 6 및 도 7에서 가상의 조작 요소(20) 상에 사용자의 손가락(30)의 압력 제스처(23)에 대해 설명된 바와 유사하게 수행된다.
도 9는 누름단추 및 슬라이드 조정기(29)의 조작을 위한 2개의 입력 방식을 개략적으로 도시하고, 이들은 가상의 조작 요소(20) 또는 추가적 가상 조작 요소(24)로서 형성된다. 슬라이드 조정기(29)는 이러한 실시 형태에서 간단한 접촉 제스처(22)에 의해 왕복으로 이동한다. 한편, 슬라이드 조정기(29)가 압력 제스처(23)를 통해 비로소 잠금 해제되어야 하고, 접촉 제스처(22)에 의해 이동 가능하며 이후 다시 잠기거나 고정되어야 하는 경우를 고려할 수 있다. 이 경우 누름 단추를 나타내는 가상의 조작 요소(20)의 조작 요소 기능의 트리거는 압력 제스처(23)를 통해 수행된다. 햅틱 또는 음향 피드백은 도 4 내지 도 8에 설명된 바와 유사하게 수행된다.
도면에서 사용자의 손가락(30)은 항상 작동 요소로서 사용된다. 일반적으로, 그러나 다른 작동 요소를 고려할 수 있다. 예컨대 사용자의 손가락(30)을 둘러싼 섬유재 또는 핀 또는 기타 물체일 수 있다.
도 10은 가상의 조작 요소(20) 또는 추가적 가상 조작 요소(24)로서 형성되는 모방된 키의 조작을 위한 2개의 입력 방식을 개략적으로 도시한다. 승객석의 평면도에서 그래픽 표현물 위의 접촉 제스처(22)를 통해 십자 커서가 배치될 수 있고, 이는 이후에 예컨대 음악 재생의 중심 위치로서 정의된다. 이 도면의 우측에 표현된 키의 가상 조작 요소(20)와 연관되는 조작 요소 기능은 이 경우 음악 재생의 중앙 위치의 단계적 이동(밸런스)인데, 이는 압력 제스처(23)에 의해 트리거된다. 햅틱 또는 음향 피드백은 도 4 내지 도 9에 설명된 바와 유사하게 수행된다.
도 11a, 11b는 압력 제스처 중에 가압력, 및 제1 힘 임계 및 제2 힘 임계에 의해 트리거되는 햅틱 및 선택적으로 음향 피드백들의 개략적 흐름을 예시적으로 도시한다. 압력 제스처의 시작 시, 손가락은 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 올려진다(80). 도 11a에 도시된 바와 같이, 사용자는 가압력을 증대시키고, 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치의 수직 편향과 이로 인해 발생하거나 압력 센서에 의해 감지되는 가압력의 선형 관계를 전제로 한다. 가압력은 제1 힘 임계를 초과하고, 이는 햅틱 피드백의 출력을 야기한다(81). 선택적으로, 동시에 또는 시간상 이전 또는 이후로 지연되어 음향 피드백이 스피커를 통해 출력된다. 이어서, 가압력은 최대값을 초과하고, 이후 다시 줄어든다. 제2 힘 임계의 미달 시, 추가적 햅틱 피드백이 액츄에이터 요소를 통해 출력되고, 이에 대해 선택적으로 추가적 음향 피드백이 스피커를 통해 출력된다(82). 압력 제스처의 종료를 위해 손가락을 다시 뗀다(83). 한편, 손가락을 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 계속 놓고, 예컨대 추가적 접촉 제스처 또는 압력 제스처를 수행하는 경우를 고려할 수 있다.
도 12에는 자동차에서 2개의 입력 방식으로 데이터를 감지하는 방법의 개략적 흐름도가 도시되어 있다. 우선, 가상의 조작 요소를 포함한 적어도 하나의 제1 트리거 영역이 정의된다(101). 이어서 적어도 하나의 제2 트리거 영역이 정의된다(102). 이어서 시간 및 공간적으로 적어도 하나의 접촉 위치가 예컨대 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치 상에 감지된다(103). 부가적으로, 가압력이 감지된다(104). 이어서 인접한 접촉 위치들은 시간 및 공간적으로 통합되어 접촉 궤적들을 이루고(105), 이는 이후 접촉 제스처들에 따라 분류된다(106). 제1 힘 임계가 초과되면(107), 햅틱 피드백이 수행된다(108). 선택적으로, 동시에 또는 이전으로 또는 이후로 지연되어 부가적인 음향 피드백이 수행될 수 있다(109). 제1 힘 임계의 초과로 인하여, 제1 트리거 영역과 연관된 조작 요소 기능이 트리거된다(110). 이후에 제2 힘 임계의 미달 시, 추가적 햅틱 피드백이 수행되고(111), 경우에 따라서 추가적 음향 피드백이 수행된다(111). 제1 힘 임계가 초과되지 않으면(107), 접촉 제스처에 따라 제2 트리거 영역과 연관된 접촉 기능이 트리거된다(113). 선택적으로, 접촉 기능의 트리거 시 햅틱 피드백이 수행될 수 있고(114), 마찬가지로 선택적으로 동시에 또는 햅틱 피드백에 대해 이전으로 또는 이후로 지연되어 음향 피드백이 출력될 수 있다(115). 이어서 방법의 사이클이 다시 수행된다. 참조 번호 108 내지 115로 표시된 단계들 및/또는 동작들은 오로지, 소정의 시간 간격으로 제1 힘 임계의 초과 전에 감지된 가압력으로 감지된 접촉 위치들이 관련 해당 조작 요소 기능의 제1 트리거 영역 내에 있을때에만 수행되거나 실행된다.
도 13에는 데이터의 입력을 위한 장치(1)의 일 실시 형태가 도시되어 있다. . 인간-기계 인터페이스(60)에 장치(1)가 위치한다. 그러한 인간-기계 인터페이스(60)는 예컨대 컴퓨터, 랩톱, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 쌍방향 테이블, 티켓 머신, 정보 기둥, 예컨대 제어 콘솔의 쌍방향 제어 장치일 수 있다. 장치(1)는 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)를 포함하고, 이러한 표시 장치와 직접적 또는 간접적으로 액츄에이터 요소(3) 및 압력 센서(6)가 결합된다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)는 접촉면(12)을 포함한다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2), 액츄에이터 요소(3) 및 압력 센서(6)는 제어 장치(4)와 결합된다. 제어 장치(4)는 통합 장치(9), 분류 장치(10) 및 비교 장치(11)를 포함한다. 선택적으로, 장치(1)는 제어 장치(4)와 결합된 스피커(7)를, 바람직하게는 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2)에 또는 그 근방에서 포함할 수 있다. 예컨대 버스 시스템, 다른 네트워크 또는 인터넷을 통해 외부 기기와의 통신을 위해 제어 장치(4)와 결합되는 인터페이스(8)도 마찬가지로 선택적이다.
제어 장치(4)로부터 가상의 조작 요소들, 그리고 제1 및 제2 트리거 영역들이 정의된다. 가상의 조작 요소들은 그래픽 표현물로서 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2) 상에 표현된다. 또한, 제어 장치(4)에 의해 추가적 그래픽 표현물, 기호, 알파벳 또는 픽토그램이 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상에 표현될 수 있다. 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치(2)로부터 적어도 하나의 접촉 위치가 감지되고, 제어 장치(4)에 제공된다. 통합 장치(9)는 시간 및 공간적으로 인접한 접촉 위치들을 접촉 궤적들이 되도록 통합하고, 접촉 궤적들을 분류 장치(10)에 전달한다. 분류 장치(10)는 접촉 궤적들을 접촉 제스처에 따라 분류한다.
적어도 하나의 접촉 위치를 감지하는 것과 동시에, 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상의 가압력은 압력 센서(6)에 의해 감지되고 제어 장치(4)에 전달된다. 비교 장치(11)는 이제 분류된 접촉 궤적들 및 가압력을 예컨대 비교 장치(11) 또는 제어 장치(4) 내에 저장된 접촉 기능 목록 및 조작 요소 기능의 목록과 비교한다. 분류된 접촉 궤적이 목록에 저장된 접촉 기능의 기준을 충족하면, 이에 상응하는 접촉 기능이 트리거된다. 선택적으로, 제어 장치(4)는 접촉 기능의 트리거 시 이와 동시에 신호를 액츄에이터에 출력하고/출력하거나 추가적 신호를 스피커(7)에 출력할 수 있다. 압력 센서(6)에서 제1 임계가 초과되고 소정의 시간 간격으로 사전에 감지된 접촉 위치들이 모두 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있을 때, 이러한 조작 요소에 지정된 조작 요소 기능은 트리거되고, 제어 장치(4)는 제1 힘 임계의 초과 시 액츄에이터 요소(3)에 신호를 출력하며; 이후 제2 힘 임계가 압력 센서(6)에서 미달되면, 제어 장치(4)는 추가적 신호를 액츄에이터 요소(3)에 출력한다. 선택적으로, 제1 힘 임계의 초과 시 그리고/또는 제2 힘 임계의 미달 시 각각 동시에 또는 이에 상응하는 액츄에이터 요소(3)에서의 신호에 대해 이후 또는 이전 지연되어 하나 이상의 신호가 제어 장치(4)로부터 스피커(7)로 출력될 수 있다. 모든 접촉 위치들이 소정의 시간 간격으로 제1 힘 임계의 초과 전에 가상의 조작 요소의 트리거 영역 내에 있었는지 또는 있는지를 점검하는 것은 예컨대 접촉 궤적들의 분류를 위한 비교 장치에 의해 수행될 수 있다. 이를 위해 가상의 조작 요소에 지정된 제1 트리거 영역은 제2 트리거 영역과 마찬가지로 처리되고, 이때 접촉 궤적은 모든 접촉 위치들이 소정의 트리거 영역 내에 있을 때 고정적 또는 거의 고정적인 것으로 분류된다. 고정적 또는 거의 고정적인 접촉 궤적이 제1 트리거 영역을 위해 분류되면, 이러한 접촉 궤적이 적어도 소정의 시간 간격 내에 있는 모든 접촉 위치들을 포함하는 한, 조작이 충족된다.
트리거된 접촉 기능에 따라 또는 트리거된 조작 요소 기능에 따라, 제어 장치(4)는 자유 프로그래밍 가능한 표시 장치(2) 상에서 그래픽 표현물을 변경하거나 변경되지 않게 할 수 있다. 선택적으로, 접촉 위치, 가압력, 접촉 궤적 및/또는 추가적 데이터는 인터페이스(8)에서 출력될 수 있다. 마찬가지로, 제어 장치(4)는 인터페이스(8)에 의해 매개변수화될 수 있고, 예컨대 인간-기계 인터페이스(60)의 중앙 컴퓨터에 의해 그러할 수 있다.
바람직하게는, 장치(1)는 통합 장치(9), 분류 장치(10), 비교 장치(11) 및 일반적으로 제어 장치(4)의 작업이 소프트웨어적으로, 예컨대 단일의 컴퓨터 또는 마이크로콘트롤러에서 수행되도록 설계된다.
1 장치 2 자유 프로그래밍 가능한 접촉 감지 표시 장치
3 액츄에이터 요소 4 제어 장치
6 압력 센서 7 스피커
8 인터페이스 9 통합 장치
10 분류 장치 11 비교 장치
12 접촉면 20 가상의 조작 요소
21 도로 지도 22 접촉 제스처
23 압력 제스처 24 가상의 조작 요소
25 키보드 26 입력 필드
27 선택 목록 28 커버 목록
30 사용자의 손가락 40 멀티미디어 표시 조작 장치
41 전방 패널 42 추가적 하우징 부품들
43 연속 회전 엔코더 44 물리적으로 형성된 키
50 자동차 60 인간-기계 인터페이스
80-83 압력 제스처의 흐름 101-115 방법 단계들

Claims (16)

  1. 자동차(50)에서 햅틱 피드백으로 입력하는 방법으로, 접촉 감지 표시 장치 상에 적어도 하나의 가상의 조작 요소를 표현하는 단계(103); 상기 접촉 감지 표시 장치 상에서 접촉 위치를 감지하는 단계(103); 접촉 위치에 대한 기능을 선택하는 단계(110); 상기 접촉 감지 표시 장치 상에서 가압력을 감지하는 단계(104); 제1 힘 임계의 초과로 인하여 상기 선택된 기능을 트리거하는 단계(110); 햅틱 피드백을 출력하는 단계(108)를 포함하는 방법에 있어서,
    시간 및 공간적으로 인접하는 접촉 위치들은 통합되어 접촉 궤적들로 형성되고(105), 접촉 궤적들은 접촉 제스처들에 따라 분류되고(106), 상기 접촉 위치에 대한 기능은 접촉 기능들 및 조작 요소 기능들로 나누어지고(101, 102), 상기 조작 요소 기능들 중 하나의 조작 요소 기능은 상기 적어도 하나의 가상의 조작 요소에 지정되고, 상기 하나의 조작 요소 기능의 선택은, 접촉 위치들이 소정의 시간 간격으로 상기 적어도 하나의 가상의 조작 요소의 제1 트리거 영역, 즉 상기 조작 요소 기능이 지정된 제1 트리거 영역 내에 있을 때 수행되고, 상기 하나의 조작 요소 기능의 트리거는, 상기 조작 요소 기능이 선택되는 동안 제1 힘 임계가 초과되었을 때 수행되고(110), 상기 제1 힘 임계의 초과 시 햅틱 피드백이 출력되며(108), 이후에 제2 힘 임계 미만으로 떨어지면 제1 햅틱 피드백과 상이한 추가적 햅틱 피드백이 출력되고(111), 그리고 상기 접촉 감지 표시 장치 상의 적어도 하나의 제2 트리거 영역에는 소정의 접촉 제스처에 의해 트리거되는(113) 적어도 하나의 접촉 기능이 지정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 햅틱 피드백과 동시에 음향 신호가 출력되는 것(109, 112, 115)을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 트리거 영역은 중첩되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 힘 임계의 초과 시, 상기 초과가 접촉 제스처로 분류된 접촉 궤적의 구성요소인 감지된 접촉 위치에서 수행된 것일 때 조작 요소 기능이 트리거되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 햅틱 피드백은 상기 접촉 감지 표시 장치(2)의 접촉면(12)의 펄스형 신호로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    접촉 기능의 트리거 시 또는 접촉 기능의 트리거 후 햅틱 피드백이 제공되는 것(114)을 특징으로 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 햅틱 피드백 및 이에 속한 햅틱 피드백은 물리적인 키가 모방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    감지된 접촉 위치, 트리거된 조작 요소 기능들 및 접촉 기능들에 대한 정보 또는 추가적 데이터는 인터페이스에서 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력 방법은 인터페이스를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 감지 표시 장치(2) 상에 표현된 정보는, 접촉 기능 또는 조작 요소 기능이 트리거되었는지에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 자동차(50)에서 햅틱 피드백으로 데이터의 쌍방향 입력을 위한 장치로서, 접촉 위치의 감지 및 정보의 표현을 위한 접촉 감지 표시 장치(2); 상기 접촉 감지 표시 장치(2)와 직접적 또는 간접적으로 연결되며 가압력을 감지하기 위한 압력 센서(6); 상기 접촉 감지 표시 장치(2)와 직접적 또는 간접적으로 연결되며 햅틱 피드백을 출력하기 위한 액츄에이터 요소(3); 및 제어 장치(4)를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 제어 장치(4)는 상기 제어 장치가 시간 및 공간적으로 인접하는 접촉 위치들을 통합하여 접촉 궤적들이 형성되게 하고 이를 접촉 제스처들에 따라 분류하도록 형성되고, 상기 제어 장치(4)는 상기 접촉 감지 표시 장치 상에서 적어도 하나의 가상의 조작 요소(20)를 표현하도록 형성되고, 이때 상기 적어도 하나의 가상의 조작 요소에는 접촉 감지 표시 장치의 제1 트리거 영역 및 조작 요소 기능이 지정되고, 상기 제어 장치(4)는 가압력을 모니터링하고, 제1 힘 임계의 초과 시 조작 요소 기능을 트리거하되, 단 소정의 시간 간격으로 사전에 감지된 접촉 위치들이 조작 요소 기능이 지정된 상기 적어도 하나의 가상의 조작 요소의 제1 트리거 영역 내에 있을 때 그러하고, 이때 제1 힘 임계의 초과 시 제어 장치(4)에 의해 액츄에이터 요소(3)에 신호가 출력되고, 이후에 제2 힘 임계 미만으로 떨어지면 제1 신호와 상이한 추가적 신호가 액츄에이터 요소(3)에서 출력되고, 상기 제어 장치(4)는 접촉 감지 표시 장치(2) 상의 적어도 하나의 제2 트리거 영역에 적어도 하나의 접촉 기능을 지정하고, 소정의 접촉 제스처가 있을 시 상기 적어도 하나의 접촉 기능을 트리거하는 것을 특징으로 하는 장치(1).
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어 장치는 접촉 기능의 트리거 시 신호를 상기 액츄에이터 요소(3)에 출력하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 장치는 스피커(7)를 포함하고, 상기 스피커(7)에는 상기 햅틱 피드백의 출력과 동시에 또는 이전으로 또는 이후로 지연되어 상기 제어 장치(4)에 의해 음향 신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 장치는 인터페이스(8)를 포함하고, 상기 인터페이스에서 상기 제어 장치(4)로부터 데이터가 출력되고 수신될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제어 장치(4)는 중앙 컴퓨터 또는 다른 마이크로 콘트롤러에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 장치.
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