KR102603121B1 - 힘-활성화 이어폰 - Google Patents
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Abstract
이어폰은 터치 입력 표면에 반대편에 있는 힘 입력 표면을 한정하는 하우징을 포함한다. 하우징 내의 스프링 부재는 터치 입력 표면을 향해 터치 센서를 바이어싱하는 제1 아암을 포함한다. 스프링 부재는 또한 하우징을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하고 힘 입력 표면에 힘이 가해지면 제1 힘 전극을 제2 힘 전극을 향해 이동하게 하는 제2 아암을 포함한다. 힘의 비-이분적인 양은 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화를 이용하여 결정가능하다. 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 상호 커패시턴스는 터치 센서를 이용하여 터치를 검출 시 측정될 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허 협력 조약 출원은 2019년 8월 13일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Force-Activated Earphone"인 미국 정규특허출원 제16/539,515호, 2018년 9월 21일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Force-Activated Earphone"인 미국 가특허출원 제62/734,389호에 대한 우선권을 주장하며, 그 내용이 전체적으로 참조로서 본 명세서에 포함된다.
기술분야
설명된 실시예들은 일반적으로 이어폰에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 실시예들은 힘-활성화 이어폰에 관한 것이다.
이어폰들은 종종 전자 디바이스들의 사용자들 주위의 사람들을 과도하게 방해하지 않으면서 전자 디바이스들의 사용자들에게 오디오 출력을 제공하도록 사용된다. 예를 들어, 개인 전자 디바이스들(예컨대 컴퓨팅 디바이스들, 디지털 미디어 플레이어, 음악 플레이어, 트랜지스터 라디오 등)에 대한 헤드셋은 통상적으로 한 쌍의 이어폰을 포함한다. 이러한 이어폰들은 사용자의 귀와 음향 챔버를 형성하기 위하여 보통 사용자의 귀를 덮는 귀 마개 또는 사용자의 외이도 안에 삽입되는 이어 피스 또는 스피커로 구성된다. 이어폰들은 통상적으로 하나 이상의 음향 포트들을 통해 음향 챔버 안으로 전달되는 음파를 생성한다. 이러한 방식으로, 사용자는 사용자 주위의 환경에 있는 사람들을 과도하게 방해하지 않으면서 오디오 출력을 들을 수 있다.
많은 이러한 이어폰들은 입력 디바이스들을 포함하지 않는다. 대신, 이러한 이어폰은 이어폰이 유선 또는 무선으로 커플링될 수 있는 외부 전자 디바이스들에 포함된 입력 디바이스들을 이용하여 제어될 수 있다.
다른 이어폰들은 하나 이상의 입력 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이어폰은 하나 이상의 버튼, 다이얼, 스위치, 슬라이더 등으로 구성될 수 있다. 이러한 입력 디바이스들은 이어폰을 활성화시키는 데(예컨대, 입력을 제공하는 데) 사용될 수 있다.
본 개시내용은 이어폰과 같은 힘-활성화 전자 디바이스들에 관한 것이다. 이어폰의 하우징에 의해 한정된 힘 입력 표면에 가해지는 힘의 비-이분적인 양은 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화를 이용하여 결정가능하다. 하우징 내에 배치된 스프링 부재는 하우징을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하고 힘이 가해지면 제2 힘 전극을 향해 이동하도록 한다. 일부 구현예들에서, 이어폰은 하우징에 의해 한정된 터치 입력 표면 상의 터치를 검출할 수 있다. 이러한 구현예의 다양한 예들에서, 이어폰은 터치의 검출 시 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 힘 전극 및 제2 힘 전극은 단일 가요성 회로의 별도 섹션들을 이용하여 구현될 수 있다. 이 가요성 회로는 힘이 가해지면 제1 힘 전극이 제2 힘 전극을 향해 이동하게 하도록 휘어질 수 있다. 이 가요성 회로는 더이상 힘이 가해지지 않으면 제1 힘 전극이 제2 힘 전극으로부터 멀리 이동하게 하도록 또한 휘어질 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전자 디바이스는 힘 입력 표면을 한정하는 하우징, 하우징 내에 배치된 제1 힘 전극, 하우징 내에 배치된 제2 힘 전극, 입력 힘이 힘 입력 표면에 가해지면 하우징을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하여 제1 힘 전극이 제2 힘 전극을 향해 이동하게 하는 스프링 부재, 및 제어기를 포함한다. 제어기는 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스의 변화를 이용하여 입력 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 동작한다.
일부 예들에서, 전자 디바이스는 하우징 내에 배치된 터치 센서를 추가로 포함한다. 이러한 예들의 일부 구현예들에서, 하우징은 터치 입력 표면을 한정하고 스프링 부재는 터치 입력 표면을 향해 터치 센서를 바이어싱하는 제1 아암 및 힘 입력 표면을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하는 제2 아암을 포함한다. 다양한 예들에서, 커패시턴스는 상호 커패시턴스이다.
다양한 예들에서, 스프링 부재는 금속 또는 플라스틱 중 적어도 하나이다. 다수의 예들에서, 스프링 부재는 M-형상의 단면을 갖는다.
일부 예들에서, 하우징은 추가적인 힘 입력 표면을 한정한다. 이러한 예들의 일부 구현예들에서, 제3 힘 전극은 추가적인 힘 입력 표면에 인접한 하우징 내에 배치되고, 제4 힘 전극은 하우징 내에 배치된다. 이러한 구현예들에서, 제어기는 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스 및 제3 힘 전극과 제4 힘 전극 사이의 추가적인 커패시턴스를 이용하여 입력 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 동작한다.
다수의 예들에서, 제어기는 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스의 추가적인 변화를 이용하여 힘 입력 표면 이외의 하우징의 영역에 가해지는 추가적인 힘을 결정하도록 작동한다. 영역은 힘 입력 표면에 직교할 수 있고, 커패시턴스의 추가적인 변화는 커패시턴스의 변화에 반대일 수 있다.
일부 실시예들에서, 이어폰은 하우징, 힘이 하우징에 가해지면 이동하는 하우징 내에 배치된 스프링 부재, 하우징 상의 터치를 검출하도록 구성된 스프링 부재에 결합된 터치 센서, 스프링 부재에 결합된 힘 센서, 및 제어기를 포함한다. 제어기는 힘 센서 및 터치 센서를 이용하여 힘의 양을 결정한다.
일부 예들에서, 터치는 하우징의 제1 영역 상에 있고, 힘은 하우징의 제2 영역에 가해진다. 다양한 이러한 예들에서, 제1 영역은 제2 영역의 반대편에 위치된다. 일부 이러한 예들에서, 제1 영역 및 제2 영역은 둘 모두 이어폰의 사용 동안 사용자의 머리로부터 대략 90 도에 위치설정된다.
다양한 예들에서, 터치 센서는 제2 영역 상의 터치를 검출하도록 동작불가능하다. 일부 예들에서, 제어기는 힘을 다수의 상이한 종류들의 입력으로서 해석하도록 동작한다.
여러 실시예들에서, 이어폰은 하우징, 하우징 내에 배치된 가요성 회로, 및 하우징 내에 배치된 제어기를 포함한다. 하우징은 스피커 및 스피커로부터 연장되고 터치 입력 표면 및 터치 입력 표면에 반대편에 있는 힘 입력 표면을 한정하는 스템을 포함한다. 가요성 회로는 제1 회로부 섹션, 제2 회로부 섹션, 및 제3 회로부 섹션을 포함한다. 힘이 힘 입력 표면에 가해지면 가요성 회로는 휘어져 제2 회로부 섹션이 제3 회로부 섹션을 향해 이동하게 하고, 힘이 더 이상 가해지지 않으면 제3 회로부 섹션으로부터 멀리 이동하게 한다. 제어기는 제1 회로부 섹션을 이용하여 검출된 제1 상호 커패시턴스의 제1 변화를 이용하여 터치 입력 표면에 대한 터치를 결정하고, 제2 회로부 섹션 및 제3 회로부 섹션을 이용하여 검출된 제2 상호 커패시턴스의 제2 변경을 이용하여 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 동작한다.
일부 예들에서, 제어기는 터치를 결정 시 제2 회로부 섹션 및 제3 회로부 섹션을 이용하여 힘의 비-이분적인 양을 결정한다. 다수의 예들에서, 이어폰은 하우징 내에 배치된 안테나를 추가로 포함한다. 가요성 회로는 안테나에 장착될 수 있다. 일부 예들에서, 스피커는 음향 포트를 한정하고, 터치 입력 표면 및 힘 입력 표면은 실질적으로 음향 포트에 직교한다.
다양한 예들에서, 제어기는 힘이 가해진 시간의 양을 결정한다. 일부 예들에서, 제어기는 힘의 비-이분적인 양이 힘 임계치 미만인 경우 힘을 제1 입력으로서 해석하고, 힘의 비-이분적인 양이 적어도 힘 임계치를 충족하는 경우 힘을 제2 입력으로서 해석한다.
본 개시내용은 첨부 도면들과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 것이며, 도면에서, 유사한 도면 부호들은 유사한 구조적 요소들을 지정한다.
도 1a는 전자 디바이스에서 구현될 수 있는 예시 컴포넌트들 사이의 예시 기능적 관계를 예시하는 블록도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 전자 디바이스의 예시 구현예를 도시한다.
도 1c는 도 1b의 예시 전자 디바이스를 이용하는 사용자를 도시한다.
도 1d는 사용자의 외이도와 함께 음향 챔버를 형성하는 도 1c의 전자 디바이스를 도시한다.
도 2a는 도 1b의 선 A-A를 따라 취해진, 도 1a의 전자 디바이스의 예시 단면도를 도시한다.
도 2b는 힘이 입력 표면에 가해질 때 도 2a의 전자 디바이스를 도시한다.
도 3a는 도 2a에 도시된 전자 디바이스를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 가요성 회로의 제1 면을 도시한다.
도 3b는 도 3a의 예시 가요성 회로의 제2 면을 도시한다.
도 4는 하우징이 제거된 도 2a의 전자 디바이스의 조립체를 도시한다.
도 5는 도 2a에 도시된 터치 센서를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 스택업을 도시한다.
도 6은 도 2a에 도시된 힘 센서를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 스택업을 도시한다.
도 7은 도 2a의 전자 디바이스의 제1 대안예를 도시한다.
도 8은 도 2a의 전자 디바이스의 제2 대안예를 도시한다.
도 9는 도 2a의 전자 디바이스의 제3 대안예를 도시한다.
도 10은 도 2a의 전자 디바이스의 제4 대안예를 도시한다.
도 11은 힘 센서를 포함하는 디바이스를 동작시키기 위한 예시 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다. 이 방법은 도 1a 및 도 2b의 전자 디바이스를 이용하여 수행될 수 있다.
도 12는 전자 디바이스를 조립하기 위한 예시 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다. 방법은 도 2a의 전자 디바이스를 조립할 수 있다.
도 1a는 전자 디바이스에서 구현될 수 있는 예시 컴포넌트들 사이의 예시 기능적 관계를 예시하는 블록도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 전자 디바이스의 예시 구현예를 도시한다.
도 1c는 도 1b의 예시 전자 디바이스를 이용하는 사용자를 도시한다.
도 1d는 사용자의 외이도와 함께 음향 챔버를 형성하는 도 1c의 전자 디바이스를 도시한다.
도 2a는 도 1b의 선 A-A를 따라 취해진, 도 1a의 전자 디바이스의 예시 단면도를 도시한다.
도 2b는 힘이 입력 표면에 가해질 때 도 2a의 전자 디바이스를 도시한다.
도 3a는 도 2a에 도시된 전자 디바이스를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 가요성 회로의 제1 면을 도시한다.
도 3b는 도 3a의 예시 가요성 회로의 제2 면을 도시한다.
도 4는 하우징이 제거된 도 2a의 전자 디바이스의 조립체를 도시한다.
도 5는 도 2a에 도시된 터치 센서를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 스택업을 도시한다.
도 6은 도 2a에 도시된 힘 센서를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 스택업을 도시한다.
도 7은 도 2a의 전자 디바이스의 제1 대안예를 도시한다.
도 8은 도 2a의 전자 디바이스의 제2 대안예를 도시한다.
도 9는 도 2a의 전자 디바이스의 제3 대안예를 도시한다.
도 10은 도 2a의 전자 디바이스의 제4 대안예를 도시한다.
도 11은 힘 센서를 포함하는 디바이스를 동작시키기 위한 예시 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다. 이 방법은 도 1a 및 도 2b의 전자 디바이스를 이용하여 수행될 수 있다.
도 12는 전자 디바이스를 조립하기 위한 예시 방법을 도시하는 흐름도를 도시한다. 방법은 도 2a의 전자 디바이스를 조립할 수 있다.
이제, 첨부 도면들에 예시된 대표적인 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 다음의 설명들이 실시예들을 하나의 바람직한 실시예로 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 기술된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하고자 한다.
이어지는 설명은 본 발명의 다양한 요소들을 구현하는 샘플 시스템들, 방법들, 장치들 및 제품들을 포함한다. 그러나, 설명되는 본 발명은 본 명세서에 설명되는 것들 외에도 다양한 형태들로 실행될 수 있음이 이해되어야 한다.
하우징 표면 상에 배치되거나, 또는 이를 통해 액세스가능한 기계적 입력 디바이스들(예컨대, 버튼, 다이얼, 스위치, 슬라이더 등)을 포함하는 이어폰들은 이어폰이 착용되어 있는 동안 사용자가 기계적 입력 디바이스들을 볼 수 없을 수 있기 때문에 동작하기 어려울 수 있다. 일부 이어폰들은 사용자로부터 하나 이상의 탭들을 검출하는 입력 메커니즘들을 이용함으로써 이를 해결하려고 시도할 수 있다. 그러나, 사용자가 버튼을 찾아 누르는 것보다 탭핑함으로써 더 용이하게 이어폰을 활성화(예컨대, 입력을 제공)할 수 있음에도 불구하고, 이어폰을 탭핑하는 것은 소리를 전도할 수 있다. 이는 사용자에게 불쾌할 수 있다. 이는 또한 이어폰에 의해 생성되는 오디오 출력을 방해할 수 있다. 또한, 이어폰이 하나 이상의 마이크로폰들을 포함하는 구현예들에서, 탭핑은 마이크로폰에 의해 픽업될 수 있다.
다음의 개시내용은 이어폰과 같은 힘-활성화 전자 디바이스들에 관한 것이다. 실시예들은 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스의 변화를 측정함으로써 하우징 상의 힘 입력 표면에 가해지는 힘의 비-이분적인 양을 추정 또는 결정할 수 있다. 하우징 내의 스프링 부재는 하우징을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하는 반면, 힘이 가해지면 그것이 제2 힘 전극을 향해 이동하게 한다. 이러한 방식으로, 이어폰은 외부의 기계적 입력 디바이스들을 필요로 하거나 또는 사용하지 않고/않거나 탭핑 없이 힘에 의해 활성화될 수 있다.
일부 구현예들에서, 이어폰은 하우징의 터치 입력 표면 상의 터치를 검출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이어폰은 터치의 검출 시 입력 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 이어폰은 힘 결정이 더 빈번하게 수행되는 구현예들에 비해 전력 사용을 개선할 수 있다. 예를 들어, 이어폰은 배터리 전원형 디바이스일 수 있고, 개선된 전력 사용은 배터리 수명을 개선할 수 있다. 다른 구현예들에서, 이어폰은 터치 센서 및 힘 센서 둘 모두로부터의 신호를 이용하여 터치가 또한 검출될 때 검출된 힘만 이용함으로써 가해진 힘을 결정할 수 있다.
특정 실시예에서, 제1 힘 전극 및 제2 힘 전극은 단일 가요성 회로의 별도 섹션들로서 구현될 수 있다. 이 가요성 회로는 힘이 가해지면 제1 힘 전극이 제2 힘 전극을 향해 이동하게 하도록 휘어질 수 있다. 이 가요성 회로는 더이상 힘이 가해지지 않으면 제1 힘 전극이 제2 힘 전극으로부터 멀리 이동하게 하도록 또한 휘어질 수 있다.
소정 실시예들에서, 이어폰은 스템의 제1 면 상의 터치 및 스템의 다른 면 상의 힘을 검출할 수 있다. 터치 및 힘이 검출되는 측면들은 반대편일 수 있고 서로에 대해 실질적으로 직교하여(180 도로 배향됨) 사용자가 사용자의 손가락들 사이에 스템을 쥘 때 양 측면을 동시에 접촉할 수 있도록 할 수 있다. 이어폰은 터치가 검출되는 경우 힘을 결정하여 그 힘을 사용하고, 잠재적으로 터치가 검출되지 않는 경우 결정된 힘을 무시할 수 있다. 이러한 방식으로, 이어폰은 두 측면의 터치 및 힘 검출을 함께 이용하여 이어폰의 동작을 제어할 수 있다.
일부 예들에서, 두 측면은 사용 시 사용자의 머리 또는 다른 신체 부위로부터 실질적으로 수직으로(90 도) 배향되어 사용자의 머리와 터치 및/또는 힘을 검출하는 데 사용되는 하나 이상의 센서들 사이의 간섭을 방지 또는 완화할 수 있다. 예를 들어, 이 배향은 두 측면이 이어폰의 사용 동안 사용자의 머리 또는 얼굴을 터치하는 것을 방지할 수 있다. 사용자의 머리 또는 얼굴이 두 측면을 터치하는 것은 입력으로서 잘못 해석될 수 있다. 이와 같이, 이 배향은 사용 동안 사용자의 머리 또는 얼굴이 두 측면을 터치하는 것을 방지함으로써 거짓 입력들을 감소시킬 수 있다.
그러나, 이는 예시임이 이해되어야 한다. 다양한 구현예들에서, 측면들은 다른 배열들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 두 측면은 서로로부터 45 도 떨어지고 사용자가 이어폰을 착용하고 있을 때 사용자로부터 135 도 떨어져 위치설정될 수 있다.
이들 및 다른 실시예들은 도 1a 내지 도 9를 참조하여 하기에서 논의된다. 그러나, 당업자들은 이러한 도면들과 관련하여 본 명세서에서 제공되는 상세한 설명이 설명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것이 쉽게 인식될 것이다.
도 1a는 전자 디바이스(101)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 컴포넌트들 간의 예시 기능적 관계를 예시하는 블록도를 도시한다. 전자 디바이스(101)는 전자 디바이스(101) 상에 가해진 다양한 터치 및/또는 힘을 입력으로서 해석하도록 동작하는 제어기(132)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(101)는 하우징 상에 한정된 하나 이상의 입력 표면들을 구비한 이어폰일 수 있다. 제어기(132)는 하나 이상의 터치 센서들(130) 및/또는 힘 센서들(131)을 이용하여 하나 이상의 입력 표면들 상의 터치, 하나 이상의 입력 표면들에 가해지는 힘 등을 검출할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(101)는 하나 이상의 상호 커패시턴스 터치 센서들, 자기-커패시턴스 터치 센서들, 상호 커패시턴스 힘 센서들, 자기-커패시턴스 힘 센서들, 스트레인 게이지들, 광학 센서들, 압력 센서들, 근접 센서들, 스위치들, 온도 센서들, 돔 스위치들, 변위 센서들 등을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(101)는 또한 안테나(106), 하나 이상의 비일시적 저장 매체(180)(이는 자기 저장 매체; 광학 저장 매체; 자기-광학 저장 매체; 판독 전용 메모리; 랜덤 액세스 메모리; 소거가능 프로그래밍가능 메모리; 플래시 메모리 등의 형태를 취할 수 있지만, 이에 한정되지 않음), 및/또는 하나 이상의 기타 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 제어기(132)는 비일시적 저장 매체(180)에 저장된 명령어들을 실행하여 다양한 기능들, 예컨대, 터치 센서(130)를 이용하여 터치를 검출하고, 힘 센서(131)를 이용하여 가해진 힘을 검출하고, 안테나(106)를 이용하여 연관된 디바이스 등과 통신하는 것을 수행할 수 있다.
도 1b는 전자 디바이스(101)의 예시 구현예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 일부 구현예들에서, 전자 디바이스(101)는 이어폰일 수 있다. 이 예에서, 전자 디바이스(101)는 무선 이어폰이다. 그러나, 이는 예시임이 이해되어야 한다. 다양한 구현예들에서, 전자 디바이스(101)는 임의의 종류의 전자 디바이스, 예컨대, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 스타일러스 등일 수 있다. 다양한 구성들이 가능하고 고려된다.
전자 디바이스(101)는 스피커(102) 및 스템(103)을 포함하는 하우징을 포함할 수 있다. 스템(103)은 입력 표면들(104a, 104b)을 한정할 수 있다. 사용자는 입력 표면들(104a, 104b) 중 하나 이상을 터치, 누르기, 유지, 쥐기, 및/또는 다른 방식으로 상호작용할 수 있다. 이는 사용자가 터치, 힘, 및/또는 기타 입력을 활성화 및/또는 전자 디바이스(101)에 제공할 수 있게 한다.
스피커(102)는 사용자의 귀와 협동하여 음향 챔버를 한정할 수 있다. 일부 구현예들에서, 스피커(102)는 또한 마이크로폰 음향 포트(105)를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 입력 표면들(104a, 104b)은 스템(103)의 반대 측면들(즉, 서로 반대편에 위치됨) 상에 한정될 수 있다. 서로에 대한 입력 표면들(104a, 104b)의 이러한 위치설정은 입력 표면들(104a, 104b)을 압착함으로써 힘이 가해지게 할 수 있다. 도 1a에 전술된 바와 같이, 전자 디바이스(101)는 입력 표면들(104a, 104b) 중 하나 이상에 가해지는 터치 및/또는 힘을 검출하기 위한 다수의 상이한 센서들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 전자 디바이스(101)는 하나 이상의 입력 표면들(104a, 104b)에 가해지는 힘의 비-이분적인 양을 검출할 수 있다. 검출된 힘의 양은 비-이분적일 수 있는데, 그 이유는 전자 디바이스(101)는 단지 힘이 인가되었는지 여부의 이분적인 검출보다는 일정 범위의 힘 양 내에 인가된 힘의 양을 결정하도록 동작하기 때문이다. 전자 디바이스(101)는 힘의 양이 힘 임계치 미만인 경우 가해진 힘을 제1 입력으로서 해석할 수 있다. 그러나, 전자 디바이스(101)는 힘의 양이 적어도 힘 임계치를 충족하는 경우 힘을 제2 입력으로서 해석할 수 있다.
일부 예들에서, 전자 디바이스(101)는 터치 또는 가해진 힘에 관한 기타 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(101)(또는 제어기 또는 이것의 기타 프로세싱 유닛)는 또한 힘이 가해지는 시간의 양을 결정할 수 있다. 전자 디바이스(101)는 연장된 기간 동안 가해진 힘을 가해진 뒤 즉시 해제된 힘과는 상이한 입력으로서 해석할 수 있다. 이러한 예에서, 전자 디바이스(101)는 가해진 힘의 양, 힘이 가해진 시간의 양, 힘이 가해진 방향, 및/또는 가해진 힘의 다른 양태들에 따라 다수의 상이한 종류들의 입력으로서 가해진 힘을 해석할 수 있다.
일부 구현예들에서, 입력 표면들(104a, 104b)은 스템(103) 내의 만입부들일 수 있다. 이는 사용자를 입력 표면들(104a, 104b)로 안내하기 위한 물리적 신호를 제공할 수 있다. 그러나, 이는 예시임이 이해되어야 한다. 다른 구현예들에서, 입력 표면들(104a, 104b)은 본 개시내용의 범주로부터 벗어나지 않고 다른 방식으로 구성될 수 있다. 예시로서, 다른 구현예들에서, 입력 표면들(104a, 104b)은 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 스템(103)의 융기 부분, 스템(103)의 릿지 등일 수 있다.
예를 들어, 일부 구현예들에서, 입력 표면들(104a, 104b)은 스템(103)으로부터의 돌출부들로서 구성될 수 있다. 다른 구현예들에서, 입력 표면들(104a, 104b)은 스템(103)의 다른 섹션들과 물리적으로 연속적일 수 있지만, 스템(103)의 다른 섹션들과는 상이한 색상에 의해 표시될 수 있다. 또 다른 구현예들에서, 입력 표면들(104a, 104b)은 스템(103)의 다른 섹션들로부터 시각적으로 구별불가능할 수 있다. 다양한 구성들이 가능하고 고려된다.
일부 예들에서, 전자 디바이스(101)는 힘 센서 및 터치 센서 둘 모두를 포함할 수 있다. 예를 들어, 힘 센서는 입력 표면들(104a, 104b) 중 하나에 인접하게 위치설정될 수 있고, 터치 센서는 입력 표면들(104a, 104b) 중 다른 하나에 인접하게 위치설정될 수 있다. 이와 같이, 전자 디바이스(101)는 입력 표면들(104a, 104b)에 대한 터치 및 힘 둘 모두를 결정하도록 동작할 수 있다.
다양한 예들에서, 전자 디바이스(101)는 힘 센서를 이용하여 단지 터치의 검출 시에만 가해진 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있다. 이는 사용자 이외의 객체들이 하우징 상에 힘을 가함에 따른 거짓 판독을 방지할 수 있다. 이는 또한 힘 센서를 더 자주 또는 연속적으로 동작시키는 것과 비교하여 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 전자 디바이스(101)가 하나 이상의 배터리들에 의해 작동되고/되거나 달리 휴대용인 예들에서, 이 감소된 전력 소비는 배터리들 및/또는 기타 컴포넌트들의 수명을 보존할 수 있다.
다른 예들에서, 전자 디바이스(101)는 힘 센서 및 터치 센서를 이용하여 힘의 양을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(101)는 터치가 검출되는지 여부에 상관없이 힘 센서를 사용할 수 있지만, 단지 터치가 검출될 때 힘 센서로부터의 신호들을 사용할 수 있다.
또 다른 예들에서, 힘 센서들은 입력 표면들(104a, 104b) 둘 모두에 인접하게 위치설정될 수 있다. 힘 센서들은 상이한 전력 레벨에서 동작될 수 있다. 힘 센서가 동작되는 전력 레벨이 높을수록, 힘 센서로부터의 힘 데이터의 신호 대 잡음비가 높을 수 있다. 반대로, 힘 센서가 동작되는 전력 레벨이 낮을수록, 힘 데이터의 신호 대 잡음비가 낮아질 수 있고, 이는 높은 잡음으로 인해 덜 정확한 힘 데이터를 초래하게 된다. 더 높은 신호 대 잡음비가 바람직한 반면 더 높은 전력은 바람직하지 않다. 이 예에서는 두 힘 센서들로부터의 힘 데이터가 평가되어 가해진 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있기 때문에, 힘 센서들은 덜 정확하지만 전력이 낮은 방식으로 동작할 수 있다. 이는 개별적인 힘 센서들의 더 낮은 전력 동작에도 불구하고 더 높은 신호 대 잡음비를 위하여 힘 데이터를 조합할 수 있는 능력으로 인한 것일 수 있다. 힘 데이터의 다수의 세트들의 사용은 두 힘 센서의 덜 정확하지만, 더 낮은 전력 동작을 개별적으로 보상할 수 있다.
또 다른 예들에서, 그것들의 데이터를 평균화함으로써 신호 대 잡음비를 증가시키는 것과는 다른 목적을 위하여 다수의 힘 센서들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 힘 센서들로부터의 데이터는 힘 벡터 정보의 결정을 가능하게 할 수 있다. 다시 말해서, 다수의 힘 센서들은 힘의 크기 및 방향 둘 모두의 결정을 가능하게 할 수 있다. 이 힘 벡터 정보는 입력을 제공하기 위한 힘의 의도적 인가와 사용자가 전자 디바이스(101)의 위치를 조정하는 것과 같은, 힘의 우발적 인가를 구분하는 데 사용될 수 있다. 다양한 구성들이 가능하며 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고려된다.
도시된 바와 같이, 입력 표면들(104a, 104b)은 실질적으로 마이크로폰 음향 포트(105)에 직교할 수 있다. 이는 전자 디바이스(101)의 사용 동안 입력 표면들(104a, 104b)이 사용자의 머리를 터치하는 것을 방지할 수 있다.
도 1c는 사용자(190)가 도 1b의 예시 전자 디바이스(101)를 이용하는 것을 도시한다. 도시된 바와 같이, 사용자는 동시에 사용자의 손가락과 엄지 사이에서 입력 표면들(104a, 104b)을 압착함으로써 입력 표면들(104a, 104b)을 터치 및 힘을 가할 수 있다. 또한 도시된 바와 같이, 입력 표면들(104a, 104b)은 전자 디바이스(101)의 사용 동안 사용자의 머리와의 접촉을 방지하도록 위치설정된다.
도 1d는 사용자(190)의 외이도(192)와 함께 음향 챔버(191)를 형성하는 전자 디바이스(101)를 도시한다. 음향 챔버(191)는 사용자(190)의 외이도(192)의 일측에 있는 전자 디바이스(101)의 스피커(102)에 의해 그리고 사용자(190)의 외이도(192)의 다른 일측에 있는 사용자(190)의 고막(193)에 의해 한정될 수 있다. 전자 디바이스(101)는 출력 음향 포트(121)를 통해 음향 챔버(191) 안으로 음파를 전달할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자(190)는 사용자(190) 주위의 환경에 있는 사람들을 과도하게 방해하지 않으면서 음파를 들을 수 있다.
도 2a는 도 1b의 선 A-A를 따라 취해진, 전자 디바이스(101)의 예시 단면도를 도시한다. 스템(103) 내에 배치된 조립체(170)는 가요성 회로(108), 스프링 부재(109), 부착 스프링 부재(107), 안테나(106), 및 제어기(132)를 포함할 수 있다.
가요성 회로(108)는 입력 표면(104a)에 인접한 터치 센서(130) 및 입력 표면(104b)에 인접한 힘 센서(131)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 입력 표면(104a)은 터치 입력 표면일 수 있고, 입력 표면(104b)은 힘 입력 표면일 수 있다.
다양한 구현예들에서, 터치 입력 표면에 대한 터치의 검출 시 힘 입력 표면에 가해진 힘이 결정 또는 추정될 수 있다. 이는 힘 검출이 항상 또는 더 빈번하게 수행되는 구현예들에 비해 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
다른 예들에서, 힘 센서(131) 및 터치 센서(130)는 힘의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 힘 센서(131)는 터치가 검출되는지 여부에 상관없이 동작될 수 있지만, 힘 센서(131)로부터의 신호들은 단지 터치 센서(130)가 터치를 검출할 때 사용될 수 있다. 이는 사용자가 의도적으로 힘을 가했음을 보장할 수 있다.
가요성 회로(108)는 서로 연결되는 다수의 회로부 섹션들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 가요성 회로(108)는 제1 회로부 섹션(111), 제2 회로부 섹션(113), 및 제3 회로부 섹션(112)을 포함할 수 있다. 터치 센서(130)는 제1 회로부 섹션(111)에 의해 형성될 수 있다. 힘 센서(131)는 제2 회로부 섹션(113) 및 제3 회로부 섹션(112)에 의해 형성될 수 있다.
힘이 하우징, 예컨대, 힘 입력 표면에 가해지면 가요성 회로(108)는 휘거나, 구부러지거나, 또는 다른 방식으로 변형되어 제2 회로부 섹션(113)이 제3 회로부 섹션(112)을 향해 이동하게 할 수 있다. 이는 제2 회로부 섹션(113)과 제3 회로부 섹션(112) 사이의 갭(114)(이는 에어 갭이거나 또는 다른 방식으로 실리콘과 같은 유전체 재료로 충전될 수 있음)을 줄일 수 있다. 힘이 더 이상 가해지지 않으면 가요성 회로(108)는 또한 휘거나, 구부러지거나, 또는 다른 방식으로 변형되어 제2 회로부 섹션(113)이 제3 회로부 섹션(112)으로부터 멀어지게 이동하게 할 수 있다. 도 2b는 힘이 입력 표면들(104a, 104b)에 가해질 때 도 2a의 전자 디바이스(101)를 도시한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 스프링 부재(109)는 스템(103) 내에 배치될 수 있다. 스프링 부재(109)는 제2 회로부 섹션(113)을 스템(103)의 힘 입력 표면을 향해 바이어싱할 수 있다. 다시 말해서, 스프링 부재(109)는 힘의 부재 시 초기 위치(도시됨)에서 제2 회로부 섹션(113)을 유지하고, 스템(103)을 이동시키는 힘이 가해지면 제2 회로부 섹션(113)이 이동하게 하고, 힘이 더 이상 가해지지 않으면 제2 회로부 섹션(113)이 초기 위치로 복귀하게 할 수 있다. 스프링 부재(109)는 또한 제1 회로부 섹션(111)을 스템(103)의 터치 입력 표면을 향해 바이어싱할 수 있다.
스프링 부재(109)는 비틀림 스프링 및/또는 임의의 다른 종류의 스프링일 수 있다. 스프링 부재(109)는 금속, 플라스틱, 이들의 조합 등으로 형성될 수 있다. 스프링 부재(109)는 스프링 부재(109)가 M-형상의 단면을 가질 수 있도록 제1 아암(110a) 및 제2 아암(110b)을 포함할 수 있다. 제1 아암(110a)은 제1 회로부 섹션(111)을 스템(103)의 터치 입력 표면을 향해 바이어싱할 수 있다. 제2 아암(110b)은 제2 회로부 섹션(113)을 스템(103)의 힘 입력 표면을 향해 바이어싱할 수 있다. 다른 구현예들에서, 스프링 부재(109)는 스프링 부재(109)가 C-형상의 단면, U-형상의 단면 등을 갖는 실시예들과 같은, 다른 방식으로 형상화될 수 있다.
가요성 회로(108)의 다양한 부분들은 스프링 부재(109)에 결합 또는 연결될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 가요성 회로(108)를 스프링 부재(109)에 결합시키고, 제1 회로부 섹션(111)을 제1 아암(110a)에 결합시키고, 제2 회로부 섹션(113)을 제2 아암(110b) 등에 결합시킬 수 있다.
도시된 바와 같이, 제1 회로부 섹션(111)은 제1 아암(110a)과 스템(103)의 내부 표면(171) 사이에 위치설정된다. 또한 도시된 바와 같이, 제2 아암(110b)은 제2 회로부 섹션(113)과 스템(103)의 내부 표면(171) 사이에 위치설정되도록 도시되어 있다. 그러나, 이들은 예시이다. 다양한 구현예들에서, 이 위치들은 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 반전 및/또는 다른 방식으로 변경될 수 있다.
가요성 회로(108) 및 스프링 부재(109)의 이 구성은 터치 센서(130) 및/또는 힘 센서(131)가 스템(103)에 적층 및/또는 다른 방식으로 부착됨 없이 스템(103) 내에 배치되게 할 수 있다. 이는 전자 디바이스(101)의 제조를 단순화할 수 있다.
가요성 회로(108)는 부착 스프링 부재(107)(스프링 부재(109)는 이동 스프링 부재인데, 그 이유는 스프링 부재(109)가 가요성 회로(108)를 부착하기보다는 이동을 용이하게 하기 때문임) 또는 다른 부착 부재에, 예컨대 접착제를 이용하여 결합될 수 있다. 부착 스프링 부재(107)는 안테나(106) 주위에 클램핑 또는 다른 방식으로 부착될 수 있다. 안테나(106)는 전도성 재료(예컨대 금, 은, 구리, 합금 등)로 만들어진 안테나 공진기가 배치되어 있는 안테나 캐리어를 구비한 조립체일 수 있다. 안테나(106)는 스템(103)에 의해 제 위치에 유지될 수 있다. 안테나(106)에 결합됨으로써, 다른 구성요소들(예컨대 부착 스프링 부재(107), 가요성 회로(108), 및 스프링 부재(109))도 제 위치에 유지될 수 있다.
앞의 내용은 부착 스프링 부재(107)를 안테나(106) 주위에 부착되는 것으로 도시 및 설명하고 있지만, 이것은 예시임을 이해한다. 다른 구현예들에서, 부착 스프링 부재(107) 및/또는 다른 구성요소들(예컨대 가요성 회로(108), 스프링 부재(109) 등)은 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 기타 컴포넌트들에 부착될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 전자 디바이스(101)는 배터리 팩을 포함할 수 있다. 이러한 구현예에서, 부착 스프링 부재(107)는 배터리 팩에 부착될 수 있다.
도 2a 및 도 2b에 관하여, 제어기(132) 또는 기타 프로세서 또는 프로세싱 유닛(또는 기타 제어 회로부)은 또한 스템(103) 내에 배치될 수 있다. 제어기(132)는 가요성 회로(108)의 다양한 부분들에 전기적으로 및/또는 다른 방식으로 통신가능하게 결합될 수 있다. 제어기(132)는 터치 센서(130)로부터 터치 데이터를 수신 및/또는 평가하고, 힘 센서(131)로부터 힘 데이터를 수신 및/또는 평가하고, 터치 데이터를 이용하여 하나 이상의 터치들을 결정하고, 힘 데이터(및/또는 힘에 관한 기타 정보, 예컨대 힘이 가해지는 지속 시간) 등을 이용하여 가해진 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있다. 제어기(132)는 제어기(132)에 의해 실행가능한 명령어들을 저장할 수 있는 비일시적 저장 매체에 연결될 수 있다.
다양한 구현예들에서, 터치 센서가 스템(103) 또는 하우징(예컨대 입력 표면(104a))의 다른 부분 상의 터치를 검출하면 제어기(132)는 단지 힘 센서(131)를 사용하여 스템(103) 또는 하우징의 다른 부분(예컨대 입력 표면(104b))에 가해지는 힘을 검출할 수 있다. 일부 예들에서, 터치는 하우징의 제1 영역 상에 있고, 힘은 하우징의 제2 영역에 가해진다. 다양한 예들에서, 제1 영역은 제2 영역의 반대편에 위치된다. 다수의 예들에서, 제1 영역 및 제2 영역은 둘 모두 이어폰의 사용 동안 사용자의 머리로부터 대략 90 도에 위치설정된다. 다양한 예들에서, 터치 센서(130)는 제2 영역 상의 터치를 검출하도록 동작불가능하다. 다수의 예들에서, 제어기(132)는 힘을 다수의 상이한 종류들의 입력으로서 해석하도록 동작한다.
전술된 내용은 입력들을 입력 표면들(104a, 104b) 상의 터치 및/또는 가해진 힘으로서 도시 및 설명하고 있지만, 이는 예시임이 이해된다. 다양한 구현예들에서, 전자 디바이스(101)는 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 하우징의 다른 부분들 상의 터치들 및/또는 가해진 힘을 검출하도록 동작가능할 수 있다.
예를 들어, 스템(103)은 힘이 입력 표면들(104a, 104b)에 직교하는 영역들에 가해질 때 이동할 수 있다. 이는 갭(114)이 감소 대신에 증가하게 할 수 있다. 여하튼, 이는 제2 회로부 섹션(113)과 제3 회로부 섹션(112) 사이의 커패시턴스를 변화시킬 수 있다. 따라서 이 힘의 비-이분적인 양은 상호 커패시턴스의 변화로 표현되는 힘 데이터를 이용하여 결정될 수 있다.
일부 구현예들에서, 이 변화는 입력 표면(104b) 상에 가해지는 힘으로부터 야기되는 상호 커패시턴스의 변화에 반대일 수 있다. 이와 같이, 힘이 가해지는 위치는 상호 커패시턴스의 변화에 기초하여 결정될 수 있다. 다양한 구성들이 가능하며 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고려된다.
가요성 회로(108)는 가요성 인쇄 회로 기판(예컨대, "플렉스")일 수 있다. 일부 구현예들에서, 가요성 회로(108)는 폴리이미드 또는 폴리에스테르와 같은 유전체 상에 형성된 구리, 은, 금, 또는 기타 금속성 트레이스들과 같은 전도성 재료로 형성될 수 있다.
터치 센서(130)를 형성하는 제1 회로부 섹션(111)은 하나 이상의 터치 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 회로부 섹션(111)은 터치 구동 전극 및 터치 감지 전극을 포함할 수 있다. 터치 입력 표면 상의 터치는 터치 구동 전극 및 터치 감지 전극의 상호 커패시턴스의 변화를 이용하여 결정될 수 있다. 다른 예로서, 제1 회로부 섹션(111)은 단일 터치 전극을 포함할 수 있고, 터치 입력 표면에 대한 터치는 단일 터치 전극의 자기-커패시턴스의 변화를 이용하여 결정될 수 있다.
힘 센서(131)를 형성하는 제2 회로부 섹션(113)은 제1 힘 전극을 포함할 수 있고 제3 회로부 섹션(112)은 제2 힘 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 제1 힘 전극은 힘 구동 전극일 수 있고 제2 힘 전극은 힘 감지 전극일 수 있다. 다른 구현예들에서, 이들은 반대일 수 있다. 제2 회로부 섹션(113)과 제3 회로부 섹션(112) 사이(예컨대 각각 제2 회로부 섹션(113) 및 제3 회로부 섹션(112)에 포함된 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이)의 상호 커패시턴스의 변화는 힘의 비-이분적인 양을 결정하는 데 사용될 수 있다.
이와 같이, 일부 구현예들에서, 터치 센서(130) 및 힘 센서(131) 둘 모두는 커패시턴스 센서들일 수 있다. 둘 모두 상호 커패시턴스 센서들일 수 있다. 그러나, 이는 예시임이 이해되어야 한다. 다양한 구현예들에서, 터치 센서(130) 및 힘 센서(131) 중 하나 이상은 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 자기-커패시턴스 센서 및/또는 다른 종류의 센서일 수 있다.
예를 들어, 도 3a는 도 2a에 도시된 전자 디바이스(101)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 가요성 회로(108)의 제1 면을 도시한다. 도 3b는 도 3a에 도시된 예시 가요성 회로(108)의 제2 면을 도시한다. 도 3a 및 도 3b는 어떻게 유전체 재료(예컨대, 폴리이미드, 폴리에스테르 등)의 단일 시트 또는 기타 구조물이 제1 회로부 섹션(111), 제2 회로부 섹션(113), 및 제3 회로부 섹션(112); 제어기(132), 터치 구동 전극(117), 터치 감지 전극(118), 제1 힘 전극(120)과 같은 컴포넌트들을 형성하도록 구성될 수 있는지, 제2 힘 전극(119)이 결합될 수 있는지; 그리고 금속 트레이스들과 같은 전도성 재료가 추가되어 이러한 컴포넌트들을 연결할 수 있는지 도시한다. 이어서 이 단일 시트 또는 기타 구조물은 구부러지고, 접히고, 및/또는 다른 방식으로 변형되어 가요성 회로(108)를 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 구성할 수 있다.
예를 들어, 가요성 회로(108)는 선 C-C를 따라 접혀서 터치 구동 전극(117) 및 터치 감지 전극(118)을 포함하는 제1 회로부 섹션(111)이 가요성 회로(108)의 중심 부분에 대략 수직하게 위치설정되도록 할 수 있다. 유사하게, 가요성 회로(108)는 선 D-D 및 F-F를 따라 접혀서 제1 힘 전극(120)을 포함하는 제2 회로부 섹션(113) 및 제2 힘 전극(119)을 포함하는 제3 회로부 섹션(112)은 가요성 회로(108)의 중심 부분에 대략 수직하게 위치설정되도록 할 수 있다. 이어서 가요성 회로(108)는 선 E-E를 따라 접혀서 제1 힘 전극(120)을 포함하는 제2 회로부 섹션(113) 및 제2 힘 전극(119)을 포함하는 제3 회로부 섹션(112)이 서로에 대하여 대략 평행하게 위치설정되도록 할 수 있다. 마지막으로, 가요성 회로(108)는 선 B-B를 따라 접혀서 제어기(132)를 가요성 회로(108)의 중심 부분 위에 위치설정할 수 있다. 이는 도 2a 및 도 2b 및 도 4에 도시된 것과 유사한 구성을 생성할 수 있다.
도 4는 하우징이 제거된 안테나(106)를 포함하는 도 2a의 전자 디바이스(101)의 조립체(170)를 도시한다. 도 2a 및 도 2b는 스프링 부재(109), 제1 아암(110a), 제1 회로부 섹션(111), 제2 아암(110b), 및 스템(103)과 접촉하는 제2 회로부 섹션(113)의 일부분들이 실질적으로 편평한 것으로 도시하고 있다. 그러나, 이는 예시이며, 간단함 및 명료함의 목적을 위해 이러한 방식으로 도시되어 있다는 것이 이해된다. 다양한 구현예들에서, 다양한 특징부들(예컨대, 하나 이상의 돌출부, 돔, 및/또는 기타 특징부들)은 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 하나 이상의 이러한 컴포넌트들 상에 또는 그 사이에 구성될 수 있다. 다양한 구성들이 가능하고 고려된다.
도 5는 도 2a에 도시된 터치 센서(130)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 스택업을 도시한다. 스택업의 배향은 도 2a에 도시된 스템(103), 제1 회로부 섹션(111), 및 제1 아암(110a)의 위치에 대응할 수 있다. 스택업은 스템(103), 제1 회로부 섹션(111), 접착제(115), 및 제1 아암(110a)을 포함할 수 있다. 제1 회로부 섹션(111)은 유전체(116)(예컨대 폴리이미드, 폴리에스테르 등) 상에 또는 그 안에 위치설정된 하나 이상의 터치 구동 전극들(117) 및 터치 감지 전극들(118)을 포함할 수 있다.
스템(103) 상의 사용자의 터치는 터치 구동 전극(117)과 터치 감지 전극(118) 사이의 커패시턴스를 변경할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어기(132)는 터치 구동 전극(117) 및 터치 감지 전극(118)에 전기적으로 연결될 수 있고, 터치 구동 전극(117)과 터치 감지 전극(118) 사이의 커패시턴스를 모니터링하여 커패시턴스의 변화를 이용하여 터치가 일어나는 때를 결정할 수 있다.
터치 구동 전극(117) 및 터치 감지 전극(118)은 서로에 대해 특정 구성 및 배향을 갖는 것으로 도시되어 있다. 터치 구동 전극(117) 및 터치 감지 전극(118)의 서로에 대한 구성 및 배향은 터치 구동 전극(117)과 터치 감지 전극(118) 사이의 커패시턴스 및 사용자가 스템(103)을 터치할 때 그 커패시턴스가 어떻게 변하는지에 영향을 줄 수 있다. 터치 구동 전극(117) 및 터치 감지 전극(118)은 다양한 상이한 구성들 및 배향들로 배열되어 터치 구동 전극(117)과 터치 감지 전극(118) 사이의 커패시턴스에 대한 특정 속성들 및 사용자가 스템(103)을 터치하면 그 커패시턴스가 어떻게 변하는지 획득할 수 있다.
도 6은 도 2a에 도시된 힘 센서(131)를 구현하는 데 사용될 수 있는 예시 스택업을 도시한다. 스택업의 배향은 도 2a의 스템(103), 제2 아암(110b), 제2 회로부 섹션(113), 제3 회로부 섹션(112), 부착 스프링 부재(107), 및 안테나(106)의 위치에 대응할 수 있다. 스택업은 안테나(106), 부착 스프링 부재(107), 접착제(115), 제3 회로부 섹션(112), 갭(114), 제2 회로부 섹션(113), 접착제(115), 제2 아암(110b), 및 스템(103)을 포함할 수 있다. 제2 회로부 섹션(113)은 유전체(116)(예컨대, 폴리이미드, 폴리에스테르 등) 상에 또는 그 안에 위치설정된 하나 이상의 제1 힘 전극들(120)을 포함할 수 있다. 제3 회로부 섹션(112)은 유전체(116)(예컨대, 폴리이미드, 폴리에스테르 등) 상에 또는 그 안에 위치설정된 하나 이상의 제2 힘 전극들(119)을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 제1 힘 전극(120)은 힘 구동 전극일 수 있고, 제2 힘 전극(119)은 힘 감지 전극일 수 있다. 다른 구현예들에서, 제1 힘 전극(120)은 힘 감지 전극일 수 있고, 제2 힘 전극(119)은 힘 구동 전극일 수 있다.
사용자에 의해 스템(103) 상에 가해진 힘은 제1 힘 전극(120)과 제2 힘 전극(119) 사이의 갭(114)을 변경할 수 있다. 제1 힘 전극(120)과 제2 힘 전극(119) 사이의 갭(114)을 변경하는 것은 제1 힘 전극(120)과 제2 힘 전극(119) 사이의 커패시턴스를 변경할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어기(132)는 제1 힘 전극(120) 및 제2 힘 전극(119)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 힘 전극(120)과 제2 힘 전극(119) 사이의 커패시턴스를 모니터링하여 커패시턴스의 변화를 이용하여 인가되는 힘의 비-이분적인 양을 결정 또는 추정할 수 있다.
제1 힘 전극(120) 및 제2 힘 전극(119)은 서로에 대해 특정 구성 및 배향을 갖는 것으로 도시되어 있다. 제1 힘 전극(120) 및 제2 힘 전극(119)의 서로에 대한 구성 및 배향은 제1 힘 전극(120)과 제2 힘 전극(119) 사이의 커패시턴스 및 사용자가 스템(103)에 힘을 가할 때 그 커패시턴스가 어떻게 변하는지에 영향을 줄 수 있다. 제1 힘 전극(120) 및 제2 힘 전극(119)은 다양한 상이한 구성들 및 배향들로 배열되어 제1 힘 전극(120)과 제2 힘 전극(119) 사이의 커패시턴스에 대한 특정 속성들 및 사용자가 스템(103)에 힘을 가하면 그 커패시턴스가 어떻게 변하는지 획득할 수 있다.
도 2a 내지 도 6은 특정 구성 및 특정 동작 방식을 갖는 터치 센서들(130) 및 힘 센서들(131)을 도시 및 설명한다. 그러나, 이것들은 예시이고, 다른 구현예들이 가능하고 고려된다는 것을 이해한다. 예를 들어, 터치 센서(130)는 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 하나 이상의 근접 센서들로 대체될 수 있다.
다른 예로서, 일부 구현예들에서, 하나 이상의 스트레인 게이지들은 입력 표면들(104a, 104b) 중 하나 이상에 인접한 하우징의 내부 영역들에 적층 및/또는 다른 방식으로 결합 또는 부착될 수 있다. 가해진 힘은 하우징 내에 또는 하우징 상에 스트레인을 야기할 수 있다. 스트레인 게이지들은 스트레인을 검출할 수 있다. 이러한 스트레인 데이터는 가해진 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 평가될 수 있다.
또 다른 예에서, 일부 구현예들에서, 하나 이상의 터치 또는 힘 센서들(및/또는 이러한 터치 또는 힘 센서의 하나 이상의 터치 감지 전극들)은 입력 표면들(104a, 104b) 중 하나 이상에 인접한 하우징의 내부 영역들에 적층 및/또는 다른 방식으로 결합 또는 부착(및/또는 하우징 내에 매립됨)될 수 있다. 하우징은 힘이 가해지면 초기 위치로부터 변형되고 힘이 제거되면 초기 위치로 복구할 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예들에서 하우징은 스프링 부재(109)로서 기능할 수 있다. 터치 또는 힘 센서들은 터치 및/또는 가해진 힘의 양을 결정하는 데 사용될 수 있는 변형 및 출력 신호들을 검출할 수 있다.
일부 예들에서, 하나 이상의 돔 스위치들과 같은 하나 이상의 스위치들은 입력 표면들(104a, 104b)에 인접하게 위치설정될 수 있다. 가해진 힘은 하우징을 변형시킬 수 있고, 이는 돔을 붕괴시키고 스위치를 닫을 수 있다. 스위치들로부터의 출력은 가해진 힘의 비-이분적인 양을 결정하는 데 사용될 수 있다.
다양한 예들에서, 하나 이상의 광학 센서들은 하우징 내에 배치될 수 있다. 광학 센서들은 힘의 인가에 의해 야기된 하우징의 이동을 검출할 수 있다. 이러한 예에서, 광학 센서들로부터의 출력은 가해진 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 평가될 수 있다.
다수의 예들에서, 하나 이상의 온도 센서들은 입력 표면들(104a, 104b)의 온도 변화를 검출하는 데 사용될 수 있다. 사용자(190)가 상이한 양의 힘을 입력 표면들(104a, 104b) 상에 가하면, 사용자(190)의 신체는 입력 표면들(104a, 104b)의 온도를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자(190)가 입력 표면들(104a, 104b) 상에 힘을 가하면 사용자(190)의 체열이 입력 표면들(104a, 104b)에 열전도되어, 입력 표면들(104a, 104b)의 온도를 상승시킬 수 있다. 이 열전도된 열은 사용자(190)가 힘을 더 많이 가할수록 입력 표면들(104a, 104b)의 온도를 더 높이 상승시킬 수 있다. 이와 같이, 힘의 비-이분적인 양은 온도 센서들에 의해 검출된 온도 변화에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 예들에서, 하나 이상의 압력 센서들은 하우징 내에 배치될 수 있다. 압력 센서는 하우징 내에 한정된 내부 공동의 압력을 측정할 수 있다. 입력 표면들(104a, 104b) 중 하나 이상에 가해진 힘은 내부 공동의 압력을 변화시킬 수 있다. 전자 디바이스(101)는 압력 센서에 의해 검출된 압력 변화에 기초하여 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있다.
다양한 예들에서, 힘은 힘 전극의 자기-커패시턴스를 이용하여 결정될 수 있다. 예시로서, 도 7은 도 2a의 전자 디바이스(101)의 제1 대안예를 도시한다. 전자 디바이스(701)는 터치 입력 표면(704a) 및 힘 입력 표면(704b)을 한정하는 하우징의 스템(703)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(701)는 또한 터치 센서(730)를 형성하는 제1 회로부 섹션(711) 및 힘 센서(731)를 형성하는 제2 회로부 섹션(712)을 구비한 가요성 회로(708)를 포함할 수 있다. 전자 디바이스(701)는 제1 회로부 섹션(711)을 터치 입력 표면(704a)을 향해 바이어싱하는 제1 아암(710a) 및 제2 아암(710b)을 구비한 스프링 부재(709)를 추가적으로 포함할 수 있다.
제2 회로부 섹션(712)은 힘 전극을 포함할 수 있다. 힘 센서(731)는 그 힘 전극의 자기-커패시턴스를 모니터링할 수 있다. 제2 아암(710b)은 제2 회로부 섹션(712)과 제2 아암(710b) 사이의 갭(714)의 크기에 따라 달라지는 자기-커패시턴스에 영향을 주는 접지로서 기능할 수 있다. 힘 입력 표면(704b)에 가해진 힘의 비-이분적인 양은 힘 전극의 자기-커패시턴스의 변화를 이용하여 결정될 수 있다.
추가적으로, 전자 디바이스(701)는 안테나 조립체(706), 안테나 조립체(706)에 결합된 부착 스프링(707) 및 가요성 회로(708)를 포함할 수 있다. 또한, 전자 디바이스(701)는 가요성 회로(708)에 전기적으로 및/또는 다른 방식으로 통신가능하게 결합된 제어기(732)를 포함할 수 있다.
또 다른 구현예들에서, 전자 디바이스(701)의 하나 이상의 컴포넌트들은 변경될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예들에서, 터치 센서(730)는 근접 센서로 대체될 수 있다. 이러한 구현예들에서, 힘 센서(731)는 근접 센서를 이용하여 근접의 검출 시 동작될 수 있다.
다른 예들에서, 터치 센서(730)는 다른 힘 센서로 대체될 수 있다. 힘 센서는 힘 센서(731), 도 2a 및 도 2b의 힘 센서(131)와 유사(힘이 가해지거나 또는 제거될 때 서로에 대해 이동하는 제3 및 제4 힘 전극들을 이용하는 것과 같이, 힘의 비-이분적인 양은 제3 힘 전극과 제4 힘 전극 사이의 상호 커패시턴스의 변화에 기초하여 결정될 수 있음), 및/또는 다른 방식으로 구성될 수 있다. 다수의 힘 센서들이 사용되는 이러한 경우들에서, 터치 또는 근접은 힘 센서의 동작을 촉발시키는 데 사용되지 않을 수 있다. 이러한 예들에서, 두 힘 센서들은 더 빈번하게 동작될 수 있다. 일부 구현예들에서, 두 힘 센서들은 덜 정확한 측정치를 나타내는 더 낮은 전력에서 동작될 수 있다. 측정치의 낮은 정확성은 다수의 힘 센서들을 갖는 것으로부터 공급되는 추가적인 힘 데이터를 이용함으로써 보상될 수 있다.
일부 구현예들에서, 터치 입력 표면(704a) 및 힘 입력 표면(704b)은 바뀔 수 있다. 터치 센서(730) 또는 힘 센서(731) 중 하나 이상은 사용자의 목 또는 다른 신체 부위에 대한 근접함으로부터의 간섭에 더 민감할 수 있다. 이와 같이, 각각의 센서는 간섭을 최소화하는 것이 가능한 한 그 신체 일부로부터 멀리 있도록 위치될 수 있다. 다양한 구성들이 가능하며 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고려된다.
도 8은 도 2a의 전자 디바이스(101)의 제2 대안예를 도시한다. 이 예에서, 전자 디바이스(801)는 가요성 회로(808)를 스프링 부재(809) 및 부착 스프링 부재(807)에 전기적으로 연결할 수 있다. 절연체(840)는 스프링 부재(809)와 부착 스프링 부재(807)를 서로로부터 분리 및/또는 전기적으로 격리시킬 수 있다. 부착 스프링 부재(807)에 대한 제1 아암(810a) 및 제2 아암(810b)의 이동은 스프링 부재(809)와 부착 스프링 부재(807) 사이의 커패시턴스를 변화시킨다. 이 예에서, 전자 디바이스(801)는 스프링 부재(809)와 부착 스프링 부재(807) 사이의 커패시턴스의 변화를 이용하여 인가되는 힘의 양을 결정할 수 있다. 이와 같이, 스프링 부재(809) 및 부착 스프링 부재(807)는 힘 센서의 전극들로서 기능할 수 있다.
이 예의 일부 구현예들에서, 부착 스프링 부재(807)는 구동 힘 센서로서 사용될 수 있고, 스프링 부재(809)는 감지 힘 전극으로서 사용될 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 이러한 전극들의 역할은 본 개시내용의 범주로부터 벗어남 없이 바뀔 수 있다.
도 9는 도 2a의 전자 디바이스(101)의 제3 대안예를 도시한다. 이 예시 전자 디바이스(901)에서, 제어기(932)는 가요성 회로(908)를 통해 부착 스프링 부재(907)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제어기(932)는 부착 스프링 부재(907)의 자기-커패시턴스를 모니터링하도록 동작할 수 있다. 스프링 부재(909)는 또한 제어기(932)에, 예컨대 레이저 용접(941)을 통해 결합되어 부착 스프링 부재(907)에 대한 접지로서 동작가능하도록 할 수 있다. 부착 스프링 부재(907)에 대한 제1 아암(910a) 및 제2 아암(910b)의 이동은 부착 스프링 부재(907)의 자기-커패시턴스를 변화시킨다. 이 예에서, 전자 디바이스(901)는 부착 스프링 부재(907)의 자기-커패시턴스의 변화를 이용하여 인가된 힘의 양을 결정할 수 있다.
이 예는 스프링 부재(909)를 부착 스프링 부재(907)의 자기-커패시턴스에 대한 접지로서 사용하지만, 이것은 예시임을 이해한다. 다른 구현예들에서, 스프링 부재(909)는 제어기(932)에 전기적으로 연결되어 제어기(932)가 스프링 부재(909)와 부착 스프링 부재(907) 사이의 상호 커패시턴스를 모니터링하도록 동작가능하도록 할 수 있다.
도 10은 도 2a의 전자 디바이스(101)의 제4 대안예를 도시한다. 이 예시 전자 디바이스(1001)에서, 스프링 부재(1009)는 힘이 가해지면 가요성 회로(1008)가 부착 스프링 부재(1007)를 향하여 이동하게 할 수 있다. 가요성 회로(1008)는 부착 스프링 부재(1007)에 전기적으로 결합될 수 있고, 이는 스프링 부재(1009)로부터 절연체(1040)에 의해 전기적으로 격리될 수 있다. 스프링 부재(1009)의 제1 아암(1010a) 및 제2 아암(1010b)의 이동은 부착 스프링 부재(1007)와 가요성 회로(1008)에 포함된 회로부 사이의 커패시턴스를 변화시킬 수 있다. 커패시턴스는 가해진 힘의 양을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이와 같이, 부착 스프링 부재(1007) 및/또는 가요성 회로(1008)의 하나 이상의 부분들은 힘 센서 및/또는 터치 센서를 형성할 수 있다.
다른 구현예들에서, 절연체(1040)는 생략될 수 있다. 이러한 다른 구현예들에서, 스프링 부재(1009)는 제어기 및 가요성 회로를 통해 부착 스프링 부재(1007)에 결합될 수 있으며, 이는 도 9의 제어기(932) 및 가요성 회로(908)가 스프링 부재(909) 및 부착 스프링 부재(907)를 연결하는 방법과 유사하다. 다양한 구성들이 가능하며 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 고려된다.
다양한 구현예들에서, 이어폰은 하우징, 하우징 내에 배치된 가요성 회로, 및 하우징 내에 배치된 제어기를 포함한다. 하우징은 스피커 및 스피커로부터 연장되고 터치 입력 표면 및 터치 입력 표면에 반대편에 있는 힘 입력 표면을 한정하는 스템을 포함한다. 가요성 회로는 제1 회로부 섹션, 제2 회로부 섹션, 및 제3 회로부 섹션을 포함한다. 힘이 힘 입력 표면에 가해지면 가요성 회로는 휘어져 제2 회로부 섹션이 제3 회로부 섹션을 향해 이동하게 하고, 힘이 더 이상 가해지지 않으면 제3 회로부 섹션으로부터 멀리 이동하게 한다. 제어기는 제1 회로부 섹션을 이용하여 검출된 제1 상호 커패시턴스의 제1 변화를 이용하여 터치 입력 표면에 대한 터치를 결정하고, 제2 회로부 섹션 및 제3 회로부 섹션을 이용하여 검출된 제2 상호 커패시턴스의 제2 변경을 이용하여 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 동작한다.
일부 예들에서, 제어기는 터치를 결정 시 제2 회로부 섹션 및 제3 회로부 섹션을 이용하여 힘의 비-이분적인 양을 결정한다. 다수의 예들에서, 이어폰은 하우징 내에 배치된 안테나를 추가로 포함한다. 가요성 회로는 안테나에 장착될 수 있다. 일부 예들에서, 스피커는 음향 포트를 한정하고, 터치 입력 표면 및 힘 입력 표면은 실질적으로 음향 포트에 직교한다.
다양한 예들에서, 제어기는 힘이 가해진 시간의 양을 결정한다. 일부 예들에서, 제어기는 힘의 비-이분적인 양이 힘 임계치 미만인 경우 힘을 제1 입력으로서 해석하고, 힘의 비-이분적인 양이 적어도 힘 임계치를 충족하는 경우 힘을 제2 입력으로서 해석한다.
일부 구현예들에서, 전자 디바이스는 힘 입력 표면을 한정하는 하우징, 하우징 내에 배치된 제1 힘 전극, 하우징 내에 배치된 제2 힘 전극, 입력 힘이 힘 입력 표면에 가해지면 하우징을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하여 제1 힘 전극이 제2 힘 전극을 향해 이동하게 하는 스프링 부재, 및 제어기를 포함한다. 제어기는 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스의 변화를 이용하여 힘의 비-이분적인 양을 결정하도록 동작한다. 커패시턴스는 상호 커패시턴스일 수 있다.
일부 예들에서, 전자 디바이스는 하우징 내에 배치된 터치 센서를 추가로 포함한다. 이러한 예들의 일부 실시예들에서, 하우징은 터치 입력 표면을 한정하고 스프링 부재는 터치 입력 표면을 향해 터치 센서를 바이어싱하는 제1 아암 및 힘 입력 표면을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하는 제2 아암을 포함한다.
다양한 예들에서, 스프링 부재는 금속 또는 플라스틱 중 적어도 하나이다. 다수의 예들에서, 스프링 부재는 M-형상의 단면을 갖는다.
일부 예들에서, 하우징은 추가적인 힘 입력 표면을 한정한다. 이러한 예들의 일부 실시예들에서, 이어폰은 추가적인 힘 입력 표면에 인접한 하우징 내에 배치된 제3 힘 전극 및 하우징 내에 배치된 제4 힘 전극을 추가로 포함한다. 이러한 실시예들에서, 입력 힘의 비-이분적인 양은 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스 및 제3 힘 전극과 제4 힘 전극 사이의 추가적인 커패시턴스를 이용하여 결정가능하다.
다수의 예들에서, 제어기는 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스의 추가적인 변화를 이용하여 힘 입력 표면 이외의 하우징의 영역에 가해지는 추가적인 힘을 결정하도록 작동한다. 영역은 힘 입력 표면에 직교할 수 있고, 커패시턴스의 추가적인 변화는 상호 커패시턴스의 변화에 반대일 수 있다.
도 11은 힘 센서를 포함하는 디바이스를 동작시키기 위한 예시 방법(1100)을 도시하는 흐름도를 도시한다. 이 방법은 도 1a 및 도 2b의 전자 디바이스(101)를 이용하여 수행될 수 있다.
1110에서, 제어기는 터치가 검출되는지 여부를 결정한다. 제어기는 하나 이상의 터치 센서들을 이용하여 터치가 검출되는지 여부를 결정할 수 있다. 그렇다면, 흐름은 1120으로 진행한다. 그렇지 않다면, 흐름은 제어기가 다시 터치가 검출되는지 여부를 결정하는 1110으로 복귀한다.
1120에서, 터치가 검출된 후에, 제어기는 힘 센서를 이용하여 힘 데이터를 검출한다. 이어서 흐름은 제어기가 힘 데이터로부터 힘의 비-이분적인 양을 결정 또는 추정하는 1130으로 진행한다. 이어서 흐름은 제어기가 다시 터치가 검출되는지 여부를 결정하는 1110으로 복귀한다.
비록 특정 순서에 따라 수행되는 특정 동작들을 포함하는 것으로 예시적인 방법(1100)이 도시되고 설명되었으나, 이는 예시적인 것임이 이해된다. 다양한 구현예들에서, 동일, 유사, 및/또는 상이한 동작들의 다양한 순서들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 수행될 수 있다.
예를 들어, 일부 구현예들에서, 행동은 힘의 결정된 비-이분적인 양을 이용하여 수행될 수 있다. 일부 예들에서, 제어기는 힘의 결정된 비-이분적인 양을 입력으로서 해석할 수 있다. 제어기는 힘의 결정된 비-이분적인 양에 대응하는 입력에 따라 하나 이상의 행동들을 수행할 수 있다.
다양한 구현예들에서, 이어폰은 하우징, 하우징에 힘이 가해지면 이동하는 하우징 내에 배치된 스프링 부재, 하우징 상의 터치를 검출하도록 구성된 스프링 부재에 결합된 터치 센서, 스프링 부재에 결합된 힘 센서, 및 힘 센서 및 터치 센서를 이용하여 힘의 양을 결정하는 제어기를 포함한다.
일부 예들에서, 터치는 하우징의 제1 영역 상에 있고, 힘은 하우징의 제2 영역에 가해진다. 다양한 이러한 예들에서, 제1 영역은 제2 영역의 반대편에 위치된다. 일부 이러한 예들에서, 제1 영역 및 제2 영역은 둘 모두 이어폰의 사용 동안 사용자의 머리로부터 대략 90 도에 위치설정된다.
다양한 예들에서, 터치 센서는 제2 영역 상의 터치를 검출하도록 동작불가능하다. 일부 예들에서, 제어기는 힘을 다수의 상이한 종류들의 입력으로서 해석하도록 동작한다.
도 12는 전자 디바이스를 조립하기 위한 예시 방법(1200)을 도시하는 흐름도를 도시한다. 방법(1200)은 도 2a의 전자 디바이스를 조립할 수 있다.
1210에서, 부착 스프링 부재는 안테나에 결합될 수 있다. 1220에서, 가요성 회로는 부착 스프링 부재에 결합될 수 있다. 1230에서, 가요성 회로는 이동 스프링 부재에 결합될 수 있다. 1240에서, 이동 스프링 부재는 변형될 수 있다. 예를 들어, 이동 스프링 부재는 1210 내지 1230에 의해 생산된 조립체가 하우징의 개구 안에 꼭 맞을 수 있도록 변형될 수 있다. 1250에서, 1210 내지 1240에 의해 생산된 조립체가 하우징 안으로 삽입된다. 1260에서, 하우징은 밀봉된다.
예를 들어, 하우징을 밀봉하는 단계는 1210 내지 1240에 의해 생산된 조립체가 삽입되는 하우징 내의 개구에 캡을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 개구는 하우징의 스템의 단부에 있을 수 있다. 전자 디바이스는 스템 및 스피커를 포함하는 하우징을 구비한 이어폰일 수 있다.
비록 특정 순서에 따라 수행되는 특정 동작들을 포함하는 것으로 예시적인 방법(1200)이 도시되고 설명되었으나, 이는 예시적인 것임이 이해된다. 다양한 구현예들에서, 동일, 유사, 및/또는 상이한 동작들의 다양한 순서들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 수행될 수 있다.
예를 들어, 방법(1200)은 이동 스프링 부재를 변형시키고 이어서 1210 내지 1240에서 생성된 조립체를 하우징 안으로 삽입하는 것으로 도시 및 설명되어 있다. 그러나, 일부 구현예들에서, 조립체를 하우징 안으로 삽입하는 것은 삽입을 허용하도록 충분히 이동 스프링 부재를 변형할 수 있다. 이러한 구현예들에서, 이동 스프링 부재를 변형하기 위한 별도의 동작이 생략될 수 있다.
전술되고 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 본 개시내용은 힘-활성화 전자 디바이스들, 예컨대 이어폰들에 관한 것이다. 하우징에 의해 한정된 힘 입력 표면에 가해지는 힘의 비-이분적인 양은 제1 힘 전극과 제2 힘 전극 사이의 커패시턴스의 변화를 이용하여 결정가능하다. 하우징 내에 배치된 스프링 부재는 하우징을 향해 제1 힘 전극을 바이어싱하고 힘이 가해지면 제2 힘 전극을 향해 이동하도록 한다. 일부 구현예들에서, 이어폰은 하우징에 의해 한정된 터치 입력 표면 상의 터치를 검출할 수 있다. 이러한 구현예의 다양한 예들에서, 이어폰은 터치의 검출 시 힘의 비-이분적인 양을 결정할 수 있다. 다른 구현예들에서, 이어폰은 터치 센서 및 힘 센서 둘 모두로부터의 신호들을 이용하여 가해진 힘을 결정할 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 힘 전극 및 제2 힘 전극은 단일 가요성 회로의 별도 섹션들을 이용하여 구현될 수 있다. 이 가요성 회로는 힘이 가해지면 제1 힘 전극이 제2 힘 전극을 향해 이동하게 하도록 휘어질 수 있다. 이 가요성 회로는 더이상 힘이 가해지지 않으면 제1 힘 전극이 제2 힘 전극으로부터 멀리 이동하게 하도록 또한 휘어질 수 있다.
본 발명에서, 개시된 방법들은 디바이스에 의해 판독가능한 명령어들의 하나 이상의 세트들 또는 소프트웨어를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 개시된 방법들에서 단계들의 특정 순서 또는 계층은 샘플 접근법들의 예시들임이 이해된다. 다른 실시예들에서, 방법에서 단계들의 특정 순서 또는 계층은 개시된 요지 내에 남아있으면서 재배열될 수 있다. 첨부된 방법 청구항들은 다양한 단계들의 요소들을 샘플 순서로 제시하고, 반드시 제시된 특정 순서 또는 계층구조로 제한되는 것으로 의도되어 있지 않다.
설명된 개시내용은, 본 개시내용에 따른 프로세스를 수행하기 위해 컴퓨터 시스템(또는 다른 전자 디바이스들)을 프로그래밍하는 데 사용될 수 있는, 명령어들을 저장하고 있는 비일시적 머신 판독가능 매체를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품, 또는 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 비일시적 기계 판독가능한 매체는 기계(예컨대, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태(예컨대, 소프트웨어, 프로세싱 애플리케이션)로 정보를 저장하기 위한 임의의 메커니즘을 포함한다. 비일시적 기계 판독가능 매체는 자기 저장 매체(예컨대, 플로피 디스켓, 비디오 카세트 등); 광학 저장 매체(예를 들어, CD-ROM); 자기-광학 저장 매체; 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 소거가능 프로그래밍가능 메모리(예컨대, EPROM 및 EEPROM); 플래시 메모리; 등의 형태를 취할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
전술한 설명은, 설명의 목적들을 위해, 기술된 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용하였다. 그러나, 특정 세부사항들은 기술된 실시예들을 실시하기 위해 요구되지는 않는다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 기술된 특정 실시예들의 전술한 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시된다. 이들은 총망라하고자 하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (20)
- 이어폰으로서,
스피커 하우징;
상기 스피커 하우징에 배치되는 스피커;
상기 스피커 하우징으로부터 연장하는 스템 - 상기 스템은 내벽을 가짐 -;
상기 스템 내부에 배치되고 상기 내벽을 향해 연장되는 가요성 아암;
상기 스템 내에 배치되어, 상기 가요성 아암의 구부러짐에 응답하여 신호를 생성하는 센서; 및
상기 신호를 이용하여 입력을 결정하는 제어기
를 포함하는 이어폰. - 제1항에 있어서, 상기 가요성 아암은 상기 스템에 가해지는 힘에 응답하여 구부러지도록 동작 가능한 이어폰.
- 제2항에 있어서, 상기 입력은 힘의 양을 포함하는, 이어폰.
- 제2항에 있어서, 상기 센서는 힘 센서인, 이어폰.
- 제2항에 있어서, 상기 센서는 용량성 센서인, 이어폰.
- 제1항에 있어서, 상기 가요성 아암이 결합되는 구조물을 더 포함하는 이어폰.
- 제1항에 있어서,
상기 가요성 아암은 제1 가요성 아암이고,
상기 제1 가요성 아암은 상기 내벽의 제1 부분을 향해 연장하고;
상기 이어폰은 상기 스템 내부에 배치되고 상기 내벽의 제2 부분을 향해 연장하는 제2 가요성 아암을 더 포함하는 이어폰. - 이어폰으로서,
스피커 하우징;
상기 스피커 하우징에 배치되는 스피커;
상기 스피커 하우징으로부터 연장하는 스템 - 상기 스템은 입력 표면을 정의함 -;
상기 스템 내에 배치된 내부 구조물;
상기 내부 구조물로부터 상기 스템으로 연장되는 가요성 아암(flexible arm) - 상기 가요성 아암은 상기 내부 구조물과 상기 스템 사이에서 예각을 정의하고, 입력 힘이 상기 입력 표면에 가해질 경우 상기 예각이 감소되게 구부러지도록 동작가능 함 -;
상기 가요성 아암의 이동을 검출하도록 동작가능한, 상기 스템 내에 배치된 힘 센서; 및
상기 힘 센서를 이용하여 상기 입력 힘의 비-이분적인(non-binary) 양을 결정하도록 동작하는 제어기
를 포함하는 이어폰. - 제8항에 있어서, 상기 가요성 아암의 일부분은 상기 스템과 동일 평면 상에 있는 이어폰.
- 제8항에 있어서,
상기 가요성 아암은 상기 내부 구조물과 상기 내부 구조물의 제1 측면 상의 상기 스템 사이에 위치되고;
상기 가요성 아암은 제1 가요성 아암이고; 그리고
상기 이어폰은 상기 내부 구조물과 상기 제1 측면의 반대쪽에 있는 상기 내부 구조물의 제2 측면 상의 상기 스템 사이에 배치된 제2 가요성 아암을 추가로 포함하는, 이어폰. - 제8항에 있어서, 상기 힘 센서의 적어도 일부는 상기 가요성 아암 상에 위치되는 이어폰.
- 제8항에 있어서, 상기 가요성 아암은 상기 가요성 아암이 구부러질 때 상기 힘 센서의 적어도 일부에 대하여 움직이도록 동작 가능한 이어폰.
- 제8항에 있어서, 상기 스템 상의 터치를 검출하도록 동작가능한 상기 스템 내에 배치된 터치 센서를 더 포함하는 이어폰.
- 이어폰으로서,
하우징 - 상기 하우징은,
스피커; 및
상기 스피커로부터 연장되는 스템
을 포함하고, 상기 스템은:
제1 입력 표면; 및
상기 제1 입력 표면에 대향하는 제2 입력 표면
을 정의함 -; 및
상기 스템 내에 배치되는 가요성 회로 - 상기 가요성 회로는,
제1 회로부 섹션;
제2 회로부 섹션;
제3 회로부 섹션; 및
제4 회로부 섹션
을 포함하며, 상기 가요성 회로는:
상기 제1 입력 표면에 제1 힘이 가해질 때 상기 제1 회로부 섹션이 상기 제2 회로부 섹션 쪽으로 이동하는 것;
상기 제1 회로부 섹션은 상기 제1 힘이 더 이상 가해지지 않을때 상기 제2 회로부 섹션으로부터 멀어지도록 이동하는 것;
상기 제2 입력 표면에 제2 힘이 가해질 때 상기 제3 회로부 섹션이 상기 제4 회로부 섹션 쪽으로 이동하는 것;
상기 제2 힘이 더 이상 가해지지 않을 때 상기 제3 회로부 섹션이 상기 제4 회로부 섹션으로부터 멀어지도록 이동하는 것
을 허용하도록 휘어질 수 있음 - ; 및
상기 하우징에 배치된 제어기 - 상기 제어기는:
상기 제1 회로부 섹션 및 상기 제2 회로부 섹션을 사용하여 검출되는 제1 상호 커패시턴스의 제1 변화를 사용하는 상기 제1 힘의 제1 비-이분적인 양; 및
상기 제3 회로부 섹션 및 상기 제4 회로부 섹션을 사용하여 검출되는 제2 상호 커패시턴스의 제2 변화를 사용하는 상기 제2 힘의 제2 비-이분적인 양
을 결정하도록 동작 가능함 -
를 포함하는 이어폰. - 제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 힘의 상기 제1 비-이분적인 양 및 상기 제2 힘의 상기 제2 비-이분적인 양을 이용하여 힘의 총량을 결정하는, 이어폰.
- 제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 힘과 상기 제2 힘 중 적어도 하나가 가해지는 시간의 양을 결정하는 이어폰.
- 제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 제1 힘을:
상기 제1 힘의 상기 제1 비-이분적인 양이 힘 임계값 미만인 경우 제1 입력으로, 그리고
상기 제1 힘의 상기 제1 비-이분적인 양이 상기 힘 임계값을 적어도 만족시키면 제2 입력으로
해석하는, 이어폰. - 제14항에 있어서,
상기 스템 내에 배치된 안테나를 추가로 포함하며,
상기 가요성 회로는 상기 안테나에 장착되는, 이어폰. - 제14항에 있어서,
상기 스피커는 음향 포트를 정의하고,
상기 제1 입력 표면 및 상기 제2 입력 표면은 상기 음향 포트에 직교하는, 이어폰. - 제14항에 있어서, 상기 스템 상의 터치를 검출하도록 동작 가능한, 상기 스템 내에 배치되는 터치 센서를 더 포함하는 이어폰.
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