KR20060029641A - 터치 감지 인터페이스 - Google Patents

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KR20060029641A
KR20060029641A KR1020057025405A KR20057025405A KR20060029641A KR 20060029641 A KR20060029641 A KR 20060029641A KR 1020057025405 A KR1020057025405 A KR 1020057025405A KR 20057025405 A KR20057025405 A KR 20057025405A KR 20060029641 A KR20060029641 A KR 20060029641A
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조지 마마로푸로스
지앙 티. 부
캐서린 풀포드
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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  • Electronic Switches (AREA)
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Abstract

본 발명은, 다양한 상이한 섬유들과 연관된 고유한 특성 또는 특징들을 손상하지 않고, 실내 장식품들 및/또는 의류들(65)에서 흔히 사용되는 다양한 상이한 섬유들뿐만 아니라 다양한 전자 디바이스들/시스템들(40)과 협력하는 하나 이상의 터치 감지 스위치들(10)을 갖는 가요적이고 경량이며 고성능의 섬유 구조(1) 또는 터치 감지 인터페이스를 제공한다. 하나 이상의 터치 감지 스위치들(10)은, 3 차원 리세스 및, 상기 리세스와 연관된 전자기장(37)을 갖는 하나 이상의 전도성 섬유들(35)을 갖는다. 하나 이상의 전도성 섬유들(35)은 전도성 코일(30)로 형성될 수 있다.
터치 감지 스위치, 섬유 구조, 전자기장, 리세스, 전도성 코일, 전도성 섬유들

Description

터치 감지 인터페이스{A touch sensitive interface}
본 발명은 섬유 전자 기기(textile electronics)에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 본 발명은 가요성 섬유 구조에 통합된 하나 이상의 터치 활성화 스위치들을 갖는 인터페이스에 관한 것이다. 터치 감지 인터페이스는 다양한 전자 디바이스들/시스템들과 동작 가능하게 접속될 수 있다.
다양하게 제조된 물질들 내에서 전자 기기의 사용은 공지되어 있으며, 예를 들면, 미국 특허 번호 제 6,360,615 B1 호, 제 6,210,771 B1 호 및 제 5,371,326 호, 미국 특허 출원 공개 번호 제 2002/0135457 A1, PCT 국제 특허 공개 번호 제 WO 02/055923 A1 및 제 WO 02/32665 A1 및/또는 UK 특허 출원 번호 제 GB 2 373 863 호를 참조하라. 전도성 트레이스들, 바이오-센서들, 전극들, 컴퓨터들, 전자 회로 등과 같은 디바이스들은 섬유들에 모두 통합되었다. 다양한 타입들 및/또는 구성들의 섬유 전자 기기와 연관된 이점들이 보다 명백해짐에 따라, 간단하고 효과적이고 효율적일 뿐만 아니라 직관적인 사용자 인터페이스 솔루션들에 대한 필요성 및 소망이 보다 명백해진다. 따라서, 상이한 섬유 전자 기기들과 연관된 다양한 전자 디바이스들/시스템들 및/또는 그러한 전자 기기들을 수용하는 도구들과 상호 보완적인 입력 디바이스 또는 인터페이스에 대한 필요성이 있다.
본 발명의 목적은, 간단하고 효과적이고 효율적일 뿐만 아니라 직관적인 사용자 인터페이스 솔루션들에 대한 상술된 필요성을 해결하기에 적합한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 가요성 섬유 구조를 갖는 그러한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 전자기장을 갖는 하나 이상의 스위치들을 갖는 그러한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나 이상의 스위치들과 연관된 전자기장에서의 변동을 검출할 수 있는 그러한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나 이상의 스위치들과 연관된 전자기장에서의 변동을 해석할 수 있는 그러한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 섬유들의 본질적인 특성/특징들을 손상하지 않고 의류들/실내 장식품에 흔히 사용되는 섬유들을 포함하여 다양한 섬유들과 협력할 뿐만 아니라 다양한 전자 디바이스들/시스템들과 동작 가능하게 접속될 수 있는 그러한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다양한 상이한 전자 동작들 및 기능들을 성취하는 그러한 인터페이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 이점들은, 섬유 구조와 연관된 하나 이상의 스위치들을 갖는 인터페이스에 의해 성취된다. 하나 이상의 스위치들은 적어도 하나의 우물(well) 또는 리세스(recess) 및 적어도 하나의 전도성 코일을 갖는다. 전도성 코일은, 리세스와의 상호 작용에 의해 영향을 받을 수 있는 그와 연관된 전자기장을 갖는다. 리세스와의 상호 작용을 통한 전자기장의 영향은 검출 가능한 간섭을 일으킨다. 이러한 검출 가능한 간섭은 회로 또는 검출기를 통해 검출될 수 있으며, 그후 연관된 전자 기능/동작을 작동시킬 수 있다. 따라서, 하나 이상의 스위치들은 터치를 감지하고, 상대적으로 복잡한 하나 이상의 전자 기능들/동작들의 수행을 용이하게 한다. 또한, 불침투성일 수 있는 하나 이상의 동작-감지 스위치들은 특별 인터페이스 솔루션에 대해 방수 및/또는 절연이 요구되어야 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 터치 감지 스위치의 사시도.
도 2는 도 1의 터치 감지 스위치의 평면도.
도 3은 터치 감지 스위치와의 상호 작용을 도시하는 도 1의 터치 감지 스위치의 측면도.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 전도성 섬유의 자기장의 엔드 섹션도.
도 5는 도 1의 터치 감지 스위치를 갖는 인터페이스를 통합한 의류의 전면도.
도면, 특히, 도 1을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 섬유 조직 또는 구조(일반적으로 참조 번호(1)로 표시됨)가 도시된다. 섬유 구조(1)는, 우물 또는 리세스(20) 및 전도성 코일(30)을 갖는 하나 이상의 스위치들(10)을 갖는 인터페이스의 형태가 바람직하다.
하나 이상의 스위치들(10)은, 사용시에 다양한 상이한 응용들을 용이하게 하는 다수의 상이한 패턴들로 형성되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 스위치들(10)은, 예를 들면, 다양한 섬유 전자 기기, 바이오 센서들, 의료 기구들 또는 헬스 치료 장비와 같은 다양한 상이한 전자 디바이스들과 협력하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 스위치들(10)은 또한 다양한 상이한 전자 동작들을 성취하기 위해 독립적으로 동작하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 스위치들(10)은, 직관적인 사용자 인터페이스 및/또는 제어를 제공할 수 있는 소프트 터치 감지 스위치를 형성하기에 적합한 요소들 및/또는 천연 또는 인공 물질들의 임의의 조합으로 형성될 수 있다. 또한, 하나 이상의 스위치들(10)은, 다양한 상이한 전자 동작들, 기능들 및/또는 사용들을 용이하게 하는데 필요한 임의의 소망된 형태, 크기 또는 구성일 수 있다.
하나 이상의 스위치들(10)은 섬유 구조 및/또는 인터페이스(1)를 통해, 예를 들면, 도 5에 도시된 예와 같은 다양한 전자 디바이스들, 시스템들 및/또는 전원들(40) 사이의 전기 통신을 용이하게 하도록 동작하는 것이 바람직하다. 도 5에 도시된 예와 같은 커넥터(50)는, 다양한 전자 디바이스들, 시스템들, 및/또는 전원들(40) 및 섬유 구조 및/또는 인터페이스(10) 간의 전기 통신을 위해 매개체를 제공하는데 사용되는 것이 바람직하다. 커넥터(50)는 효과적인 전기 통신 수단을 제공하는데 적합한 임의의 구성일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 우물 또는 리세스(20)는, 다양한 상이한 직관적인 사용자 인터페이스 애플리케이션들을 수용하기에 적합한 임의의 다수의 상이한 형태들, 크기들 및/또는 구성들로 형성될 수 있다. 그러나, 리세스(20)는 고리 모양이고 3차원인 것이 바람직하다. 리세스(20)는 전도성 코일(30)을 감싸거나 안도록 형성되는 것이 바람직하다. 리세스(20)는 또한, 예를 들면, 우븐(woven), 비-우븐(non-wovens) 및/또는 니트들을 포함하는 가요성 금속 코팅된 물질, 필라멘트들, 금속 박편들, 및 방사들(yarns), 전도성 중합체 코팅된 물질, 전도성 흑연화된 물질, 전도성 겔 코딩된 물질, 면, 라이크라(lycra), 스판덱스, 네오프렌, 폴리에스테르, 고무-압축 성형된 물질, 폴리피롤(polypyrrole)/나일론 물질, 폴리피롤/폴리에스테르 물질과 같은 임의의 다양한 전도성, 비전도성 및/또는 반도체 물질들 또는 임의의 이들 조합으로 형성될 수 있다. 리세스(20)는 고리 모양의 구조를 제공하는 임의의 공지된 방법을 통해 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 리세스(20)는, 리세스(20)가 섬유의 표면(15) 상에 직접 고무 또는 유사한 물질로 주입 성형되는 주입 프로세스를 통해 형성될 수 있다.
전도성 코일(30)은, 리세스(20)와 같이, 다양한 상이한 직관적인 사용자 인터페이스 애플리케이션들을 수용하기에 적합한 임의의 다수의 상이한 형태들, 크기들 및/또는 구성들로 형성될 수 있다. 그러나, 전도성 코일(30)은, 리세스(20)와 같이 고리 모양이고 3차원인 것이 바람직하다. 전도성 코일(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 전자기장(37)을 생성 및 발생시키는데 적합한 하나 이상의 전도성 섬유들(35)로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 전도성 코일(30)은 이러한 섬유형 구조로 제한되지 않으며, 본 발명의 다양한 목적들을 성취하는데 적합한 다른 형태들 및/또는 구조 타입들이 또한 사용될 수 있다는 것을 주의하라. 다른 경우에, 하나 이상의 전도성 섬유들(35) 및/또는 전도성 코일(30)은, 전자기장(37)과의 임의의 상호 작용이 회로 또는 검출기를 통해 검출될 수 있도록 전자기장(37)을 갖거나 및/또는 생성하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 전도성 섬유들(35) 및/또는 전도성 코일(30)은 본 발명의 목적들을 성취하는데 적합한 임의의 전도성 및/또는 반도체 물질로 형성될 수 있으며, 그러한 물질들은, 예를 들면, 우븐, 비-우븐 및/또는 니트들을 포함하는 가요성 금속 코팅된 물질, 필라멘트들, 금속 박편들, 및 방사들, 전도성 중합체 코팅된 섬유/물질, 전도성 흑연화된 물질, 및/또는 전도성 겔 코딩된 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예의 바람직한 특성들 중 일부가 설명되었으며, 하나 이상의 스위치들(10)은, 전도성 코일(30) 및/또는 하나 이상의 전도성 섬유들(35)의 전자기장(37)에서 간섭들을 검출함으로써 동작하는 것이 바람직하다. 예시로서, 예를 들면, 전자기장(37)에서 간섭을 일으키기 위해, 사용자는 그의 손가락을 사용하여 하나 이상의 스위치들(10)과 상호 작용할 수 있다. 이러한 간섭은 전자 회로 또는 검출기(45)를 통해 식별 및/또는 검출되며, 그후, 전자 회로 또는 검출기는 하나 이상의 연관된 전자 기능들/동작들을 직접 또는 간접적으로 작동시킬 수 있다.
터치 감지 사용자 인터페이스를 형성하는 방법 또는 프로세스는, 그러한 구조(예를 들면, 재봉, 뜨개질 및/또는 짜기)를 성취하는 임의의 공지된 방법을 통해 섬유 메시 또는 구조(1) 상에 3차원 우물 또는 리세스(20)를 형성하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 그후, 하나 이상의 전도성 섬유들(35)은, 그러한 직무를 성 취하는 임의 공지된 방법을 통해 리세스(20)에 삽입 및/또는 통합되는 것이 바람직하다. 이러한 삽입 프로세스는 리세스(20)의 형성 동안 및/또는 이후에 성취될 수 있다. 하나 이상의 전도성 섬유들(35)이, 전도성 코일(30)을 형성하기 위해 리세스(20)에 통합 또는 삽입되면, 리세스(20) 및 하나 이상의 전도성 섬유들(35)은, 그들의 강도 및/또는 내구성을 개선하기 위해 열 성형될 수 있다.
인터페이스 그래픽(25)은 또한 인터페이스 섬유 구조(1) 상에 패턴화되거나 인쇄될 수 있다. 인터페이스 그래픽(25)은 다양한 형태의 착용 가능한 전자 기기들 및 그와 유사한 디바이스들과 연관된 다양한 기능들/동작들의 사용자 해석을 쉽게 할 수 있다. 인터페이스 그래픽(25)은 섬유와 연관된 추상 또는 장식적인 패턴의 일부 또는 완전체일 수 있다는 것은 주의된다. 또한, 섬유 구조(1)는, 예를 들면, 도 5에 도시된 벨크로 배열(Velcro arrangement; 62)과 같은 덮개(60)를 가질 수 있다. 하나 이상의 스위치들(10)을 선택적으로 덮거나 및/또는 보호하기에 충분한 다른 형태들의 덮개 장치들이 사용될 수 있다. 대안으로 또는 이외에, 하나 이상의 스위치들(10)은 소망된 방수 및/또는 절연 효과를 성취하도록 불침투성일 수 있다.
따라서, 인터페이스 또는 섬유 구조(1)는, 그의 제조 및 취급과 연관된 스트레스들을 견디는 충분한 가요성 및 내구성을 제공하는데 적합한 특성들을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 인터페이스 또는 섬유 구조(1)는, 그러한 섬유들의 본질적인 특성을 손상하지 않고, 실내 장식품 및/또는 의류 섬유들(65)을 포함한 상이한 섬유들에 접속되거나 및/또는 상기 섬유들과 통합될 수 있는 다양한 상이한 섬유 전자 기기들과 협력하는 고 가요성/탄력성, 경량의 고성능 직관적인 사용자 인터페 이스가 바람직하다.
따라서, 본 발명은 바람직한 형태들을 특히 참조하여 설명되었으며, 여기에 정의된 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있다는 것은 명백해질 것이다.

Claims (20)

  1. 터치 감지 인터페이스로서,
    리세스(recess; 20)를 갖는 섬유 구조(1), 및
    상기 리세스(20)와 연관된 전자기장(37)을 갖는 전도성 코일(30)을 포함하는, 터치 감지 인터페이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 리세스(20)는 상기 섬유 구조(1)와 통합되는, 터치 감지 인터페이스.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 리세스(20)는 상기 섬유 구조(1) 상에 주입 성형되는, 터치 감지 인터페이스.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 리세스(20)는 3 차원인, 터치 감지 인터페이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 코일(30)은 하나 이상의 전도성 섬유들(35)로 형성되는, 터치 감지 인터페이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 하나 이상의 전도성 섬유들(35) 중 적어도 일부는 상기 전자기장(37)을 생성하는, 터치 감지 인터페이스.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 전자기장(37)은 상기 리세스(20) 및/또는 상기 전도성 코일(30)과의 상호 작용에 의해 영향을 받을 수 있는, 터치 감지 인터페이스.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 상호 작용은 상기 전자기장(37)에서 검출 가능한 간섭(interference) 및/또는 변동을 일으키는, 터치 감지 인터페이스.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전자기장(37)에서 상기 간섭 및/또는 변동을 검출하는 검출기(45)를 더 포함하는, 터치 감지 인터페이스.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 검출기(45)는 상기 전자기장(37)에서 상기 간섭 및/또는 변동을 직접 또는 간접적으로 해석하고 및/또는 상기 간섭 및/또는 변동에 응답하여 하나 이상의 연관된 동작들을 작동시키는, 터치 감지 인터페이스.
  11. 실내 장식품(upholstery) 또는 의류 섬유(65)와 협력하는 인터페이스로서,
    섬유 구조(1), 및
    상기 섬유 구조(1)와 연관된 하나 이상의 전도성 섬유들(35)을 포함하고,
    상기 섬유 구조(1)는 3 차원 리세스(20)를 갖고, 상기 하나 이상의 전도성 섬유들(35)은 전도성 코일(30)을 형성하는, 인터페이스.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전도성 코일(30)은 그와 연관된 전자기장(37)을 갖는, 인터페이스.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전도성 섬유들(35) 중 적어도 일부는 전자기장(37)을 생성하는, 인터페이스.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 전자기장(37)은 상기 리세스(20) 및/또는 상기 전도성 코일(30)과의 상호 작용에 의해 영향을 받을 수 있는, 인터페이스.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 상호 작용은 상기 전자기장(37)에서 검출 가능한 간섭 및/또는 변동을 일으키는, 인터페이스.
  16. 제 13 항에 있어서, 하나 이상의 전자 동작 또는 기능들을 직접 또는 간접적으로 작동시키기 위해, 상기 전자기장(37)에서 상기 간섭 및/또는 변동을 직접 또는 간접적으로 검출 및/또는 해석하는 검출기(45)를 더 포함하는, 인터페이스.
  17. 터치 감지 인터페이스를 형성하는 방법으로서,
    섬유 구조(1)로부터 또는 상기 섬유 구조(1) 상에 3 차원 리세스(20)를 형성하는 단계, 및
    전도성 코일(30)을 형성하기 위해, 하나 이상의 전도성 섬유들(35)을 상기 3 차원 리세스(20)에 통합하는 단계를 포함하는, 인터페이스 형성 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전도성 섬유들(35)을 상기 3 차원 리세스(20)에 통합하는 단계는, 상기 3 차원 리세스(20)를 형성하는 단계 동안 및/또는 이후에 성취될 수 있는, 인터페이스 형성 방법.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 3 차원 리세스(20) 및/또는 상기 하나 이상의 전도성 섬유들(35)의 강도 및/또는 내구성을 개선하기 위해, 상기 3 차원 리세스(20) 및/또는 상기 하나 이상의 전도성 섬유들(35)을 열 성형(heat molding)하는 단계를 더 포함하는, 인터페이스 형성 방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 섬유 구조(1) 내 및/또는 상에 인터페이스 그래픽(25)을 패턴화하는 단계, 및
    상기 터치 감지 인터페이스를 실내 장식품 또는 의류 섬유(65)에 통합하는 단계를 더 포함하는, 인터페이스 형성 방법.
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