KR20070070897A - 다양한 입력 모드를 지원하는 사용자 명령 입력 장치 및이를 이용한 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실행 중인 어플리케이션에 따라서 가변적으로 다양한 입력 모드를 제공하고, 사용자 입력시 강성을 다르게 주어 사람에게 버튼감을 느낄 수 있게 하는 장치에 대한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 명령 입력 장치는, 사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 전기 회로를 포함하는 사용자 명령 입력 장치로서, 상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층을 포함하며, 상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 접촉면에 소정의 위치, 개수, 및 크기를 갖는 제1 가변 버튼이 활성화되고, 상기 전극 조합과 다른 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 위치, 개수, 및 크기 중 적어도 하나가 상이한, 제2 가변 버튼이 활성화되는 것을 특징으로 한다. 또한 사용자의 명령 입력시 어플리케이션 상황에 따라 가변 버튼의 강성이 달라지는 것을 특징으로 한다.

터치 패드, 전기 활성 폴리머(EAP), 도전성 폴리머

Description

다양한 입력 모드를 지원하는 사용자 명령 입력 장치 및 이를 이용한 기기{User command input apparatus supporting variable input modes, and device using the input apparatus}

도 1a 및 도 1b는 복수의 입력 장치를 구비하는 종래의 휴대용 기기를 도시하는 도면.

도 2a 및 도 2b는 전기 활성 폴리머, 특히 유전성 폴리머의 특성을 보여주는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 입력 장치를 구비하는 휴대용 기기의 일 예를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치의 외형을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치에 배열된 15쌍의 전극을 도시하는 도면.

도 6a 및 도 6b는 도 5의 전극 중 하나의 전극만을 구동하여, 이와 대응되는 가변 버튼이 생성된 모습을 도시하는 사시도.

도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치의 다양한 구성예를 도시하는 도면.

도 8은 메탈 돔을 클릭할 때의 힘-변위 곡선의 예를 도시하는 도면.

도 9는 도 7a 내지 도 7e의 구성을 갖는 입력 장치에 의하여 전화번호를 입력하는 예를 도시하는 도면.

도 10은 도 7a의 구성을 갖는 입력 장치에 의하여 수기 메모를 입력하는 예를 도시하는 도면.

도 11은 도 7a 내지 도 7e의 구성을 갖는 입력 장치에 의하여 게임 중의 명령을 입력하는 예를 도시하는 도면.

도 12는 도 7a 내지 도 7e의 구성을 갖는 입력 장치에 의하여 동영상 재생 중에 제어 명령을 입력하는 예를 도시하는 도면.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 장치에서, 하나의 가변 버튼이 복수의 상/하 전극을 포함하는 예를 도시하는 도면.

도 14는 도 13의 가변 버튼 중에서 전기 활성 폴리머 층의 단면을 나타낸 도면.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 기기의 구성을 도시하는 블록도.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

10, 20, 30 : 휴대용 기기 11, 21, 31 : 디스플레이

30 : 전원 31 : 전기 활성 폴리머

32, 32a, 32b, 32c, 32d : 전극

40, 43, 44, 45, 46, 47, 80 : 가변 버튼

37 : 제어 명령 아이콘 39 : 스크린 키보드

41 : 격자 영역 42, 48 : 돌기

49 : 고정부 50 : 전기 활성 폴리머 층

60 : 터치 패드 층 61 : 전극봉 격자

70 : 메탈 돔 층 71 : 메탈 돔

72 : 접점 스위치 99 : 입력 면

100, 100a, 100b, 100c, 110 : 입력 장치

205 : 어플리케이션 선택부 210 : 메모리

215 : 마이크로 프로세서 220 : 어플리케이션 모듈

225 : 디스플레이 모듈 230 : 액츄에이터 인터페이스

235 : 액츄에이터 240 : 센서 인터페이스

245 : 센서

본 발명은 사용자 명령 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실행 중인 어플리케이션에 따라서 가변적으로 다양한 입력 모드를 제공하는 입력 장치에 관한 것이다. 또한 실행 중 어플리케이션의 상황에 따라 비튼의 강성을 조정하여 사용자에게 햅틱 피드백을 가하는 장치에 관한 것이다.

인터넷, 컴퓨터를 포함한 정보통신 기술이 발달함에 따라, 소비자의 다양한 기호와 요구에 부합하는 많은 디지털 기기들 생산/보급되고 있다. 최근에는 이들 디지털 기기들 중에서도 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 디지털 카메라, 휴대용 게임기, MP3 플레이어 등 휴대의 편리성이 강조된 기기들이 특히 소비자들의 관심을 끌고 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 휴대용 기기들은 그 속성상 디스플레이(display), 사용자 입력 장치(user input device) 등 입출력 인터페이스에 있어서 만큼은 기존의 데스크톱 컴퓨터, 디지털 TV 등에 비하여 제약이 따를 수 밖에 없다.

상기 휴대용 기기에서 이용되는 사용자 입력 장치로는 키(key), 버튼(button), 트랙볼(track ball), 터치 패드(touch pad), 터치 스크린(touch screen) 등이 있는데, 상기 휴대용 기기는 그 용도에 따라서 적합한 입력 장치를 구비한다. 그런데, 최근 들어서는 복수의 기능을 갖는 일체형 휴대용 기기들이 많이 개발되는 추세에 있다. 일 예로서, 최근 출시되는 휴대폰에 MP3 플레이어, 디지털 카메라, 휴대용 게임기 등 다수의 기능이 탑재되어 있다.

하나의 휴대용 기기로 다양한 기능을 수행하기 위해서는, 각 기능에 적합한 다양한 사용자 입력 장치를 필요로 한다. 예를 들어, 사용자가 게임을 즐기고자 하는 경우에는 4방향 버튼이 필요하고, 전화를 걸고자 하는 경우에는 숫자 키가 필요하며, 수기로 메모를 입력하고자 하는 경우에는 터치 패드가 필요하다.

도 1a 및 도 1b는 복수의 입력 장치를 구비하는 종래의 휴대용 기기를 도시하는 도면이다. 이 중에서, 도 1a는 LCD, LED, 또는 OLED 등으로 구현되는 디스플레이(11)와, 숫자 키 입력 장치(12)와, 터치 패드(13)를 구비하는 휴대용 기기(10)를 도시하는 도면이다.

사용자는 전화를 걸고자 하는 경우에는 숫자 키 입력 장치(12)를 눌러서 전화번호를 입력하고, 사용자 수기 메모를 입력할 때에는 터치 패드에 스타일러스 펜(stylus pen; 14) 등으로 상기 수기 메모를 입력할 수도 있다.

도 1b는 서로 다른 기능의 키 입력 장치(22, 23)을 구비하는 휴대용 기기(20)를 도시하는 도면이다. 사용자는 게임을 즐기고자 할 때에는, 4방향 키 입력 장치(22)를 통하여 움직임 방향 등을 선택할 수 있고, 동영상을 즐기고자 할 때에는, 멀티미디어 키 입력 장치(23)을 통하여 재생, 정지, 및 기타 제어 명령을 입력할 수 있다. 물론, 디스플레이(21)에 표시되는 메뉴를 4방향 키 입력 장치(22)를 통하여 이동/선택함으로써 멀티미디어 키 입력 장치(23)와 마찬가지 동작을 수행할 수도 있지만, 별도의 전용 키가 제공되는 경우에 비하여 조작이 불편할 수 밖에 없다.

도 1a, 및 1b에 도시한 종래의 휴대용 기기(10, 20)는 복수의 입력 장치들을 갖추고 있지만, 이를 위해서는 휴대용 기기의 크기가 커지거나, 디스플레이 등 휴대용 기기의 외형을 구성하는 다른 구성 요소의 크기를 줄일 수 밖에 없다. 그러나, 이는 휴대용 기기가 소형화, 경량화되고, 제한된 조건에서 보다 넓은 디스플레이가 요구되는 현재의 추세에 반한다.

본 발명은 상기한 필요성을 고려하여 창안된 것으로, 제한된 영역 내에 구비되며, 복수의 어플리케이션 각각에 적합한 입력 수단으로의 변형이 자유로운 입력 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 상기 입력 장치를 통하여 사용자의 명 령을 입력하는 경우, 어플리케이션 상황에 따라 입력장치의 강성을 조절하여 조작감을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 전기 회로를 포함하는 사용자 명령 입력 장치로서, 상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층을 포함하며, 상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 접촉면에 소정의 위치, 개수, 및 크기를 갖는 제1 가변 버튼이 활성화되고, 상기 전극 조합과 다른 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 위치, 개수, 및 크기 중 적어도 하나가 상이한, 제2 가변 버튼이 활성화된다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 전기 회로를 포함하는 사용자 명령 입력 장치로서, 상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층과, 사용자에 의하여 압력이 제공된 경우, 상기 압력이 제공된 위치를 감지하는 터치 패드 층을 포함하며, 상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 버튼 모드가 활성화되고, 상기 복수의 전극에 전원을 차단함으로써 터치 패드 모드가 활성화된다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 휴대용 기기는 사용자로부터 선택된 어플리케이션을 수행하기 위하여, 해당 어플리케이션 모듈을 메모리에 로딩하고, 상기 로딩된 어플리케이션 모듈을 실행하는 마이크로 프로세서; 상기 실행되는 어플리케이션 모듈을 실행 과정 또는 실행 결과를 사용자에게 보여 주는 디스플레이 모듈; 및 상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라서 상기 실행되는 어플리케이션과 매핑되는 버튼 모드 또는 터치 패드 모드를 사용자에게 가변적으로 제공하는 입력 장치를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명은 전기 활성 폴리머(electro-active polymer)를 이용하여 다양한 입력 모드로의 변형이 가능한 입력 장치를 제공한다. 전기 활성 폴리머는 넓은 범위 의 물리적, 전기적 특성을 잘 나타내도록 제조되고 처리되는 폴리머(polymer)의 일종이다.

전기 활성 폴리머는 전압을 가하여 활성화되면, 일반적으로 왜곡이라고 불리는 상당한 이동 또는 변형을 이룰 수 있다. 이러한 변형은, 재료의 길이, 폭, 두께, 반지름 방향 등에 따라 다르게 할 수 있으며, 10%에서 최대 50%까지의 변형도 가능한 것으로 알려져 있다. 이 탄력적인 왜곡의 크기는 3% 이내의 변형률을 갖는 피에조(piezo)와 비교하여 볼 때, 매우 특이한 것이며, 적절한 전기 시스템에 따라서 완전한 제어가 가능하다는 점에서 매우 큰 장점이 있다.

전기 활성 폴리머는 작고, 제어가 용이하고, 저전력이며, 고속 응답 속도를 지니고, 또한 그 잠재적인 비용 또한 그리 높지 않다. 현재 전기 활성 폴리머는 인공 근육 분야에서 채택되어 그 연구가 활발히 진행되고 있다.

전기 활성 폴리머는, 외부로부터 물리적 변형이 가해지면, 이에 대응되는 전기 신호를 출력하기 때문에, 센서로도 사용될 수 있다. 대부분의 전기 활성 폴리머 재료는 전기적으로 측정한 전위차를 발생하므로, 힘, 위치, 속도, 가속도, 압력 등의 센서로서 사용하는 것이 가능하다. 대부분의 전기 활성 폴리머는 이와 같이 양방향 성질을 나타내기 때문에, 센서 또는 액츄에이터로도 사용이 가능하다.

현재 알려진 전기 활성 폴리머의 종류로는, 겔(gel), IPMC(Ionic Polymer Metal Composite), 전왜 폴리머(electro-restrictive polymer) 등이 있다. 전기 활성 폴리머 재료의 대다수에 있어서 작동 기구는, 폴리머 네트워크 내외의 이온들의 움직임에 근거한다. 상기 전기 활성 폴리머의 종류 들 중에서, 현재 상업적으로 가 장 실용적이라고 알려진 것은 전왜 폴리머이다.

전왜 폴리머는 유전성 및 상전이 폴리머의 2개의 종류로 분류할 수 있다. 유전성 폴리머는 일반적으로, 유전성 폴리머를 사이로 하여 2개의 도전성/가요성(conductive/compliant) 전극을 구비한 샌드위치 구조를 하고 있다. 높은 전계하(예를 들어, 몇 백 내지 몇 천 V)에서는, 전극의 흡인력이 게재하는 유전체를 압박하고 이것이 큰 변형을 일으킨다. 경우에 따라서는, 이 변형은 50% 내외가 될 수도 있다.

도 2a 및 도 2b는 전기 활성 폴리머, 특히 유전성 폴리머의 특성을 보여주는 도면이다. 이하 본 명세서에서는 전기 활성 폴리머의 일 예로서, 유전성 폴리머를 사용하는 것으로 하여 설명하지만 이에 한하지는 않는다.

도 2a에서와 같이, 소정의 두께를 갖는 전기 활성 폴리머(31)의 양면에는 이와 접촉하는 두 전극(32a, 32b)이 구비되어 있다. 상기 전극(32a, 32b)은 얇은 막 형태의 도전성 폴리머(conductive polymer)로 이루어져 있으며, 전기 활성 폴리머(31)의 변형과 함께 변형이 이루어져야 하기 때문에 도전성과 아울러 가요성을 지닌다.

전극(32a, 32b)에 전원(30)이 제공되지 않았을 때, 초기 상태에 있던 전기 활성 폴리머(31)는, 도 2b와 같이 전원(30)이 상/하 전극(32a, 32b)에 제공되면, 두께가 얇아지면서 넓게 퍼지는 변형이 일어난다. 이 때, 가요성을 지니는 상/하 전극(32a, 32b)도 전기 활성 폴리머(31) 변형에 따라서 변형된다.

도 3은 본 발명에 따른 가변 모드를 지원하는 입력 장치(100)를 구비하는 휴 대용 기기(30)의 일 예를 도시하는 도면이다. 상기 휴대용 기기(30)는 제한된 크기를 갖는 하나의 입력 장치(100)로 다양한 모드(동영상 재생 모드, 게임 모드, 통화 모드, 수기 입력 모드 등)의 명령을 입력할 수 있다. 명령 입력 시, 전기활성 폴리머 (31)가 사람의 손가락이나 스타일러스 펜 등을 촉각적으로 가이드 해 주기 때문에 기존의 입력 장치보다 입력 부분을 작게 할 수 있다. 따라서, 그 만큼 휴대용 기기(100)의 크기를 줄이거나, 상대적으로 보다 넓은 디스플레이(31)의 크기를 확보할 수가 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 모드를 지원하는 입력 장치(100)의 외형을 도시하는 도면이다.

입력 장치(100) 중에서 사용자의 터치를 입력 받는 면(99; 이하 입력면이라고 함)에는 소정의 개수로 나뉘어진 격자 영역(41) 별로 가변 버튼(40)이 생성될 수 있다. 도 4의 예에서는, 가로 5개 및 세로 3개의 총 15개의 버튼이 선택적으로 생성될 수 있다.

이와 같이 나뉘어지는 격자 영역(41)은 전기 활성 폴리머(31)를 구동하는 전극(32)의 크기 및 모양에 따라서 결정된다. 만약, 도 5와 같이 15쌍의 전극(32)이 입력 장치(100)의 입력 면(99)에 배치되어 있다면, 각 전극 별로 하나의 격자 영역(41) 및 가변 버튼(40)을 형성할 수가 있는 것이다.

상기 가변 버튼(40)은 상기 격자 영역(41)의 경계 부분에 형성되는 돌기(42)를 통하여, 사용자에 의하여 시각적으로 또는 촉각적으로 인지될 수 있는 것이다.

도 6a는 도 5의 전극(32) 중 하나의 전극만을 구동하여, 이와 대응되는 가변 버튼(40)이 생성된 모습을 도시하는 사시도이다. 도 6a에서 가변 버튼(40)이 사각형 모양에 가깝게 나타나는 것은, 도 5에서의 전극(32)이 사각형이기 때문이다. 따라서, 전극(32)을 원형, 다각형, 기타 다른 임의의 형상을 갖도록 함으로써, 가변 버튼(40)의 형상을 다양하게 구현할 수 있다.

한편, 도 6a와 같이 가변 버튼(40)의 경계 부근(42)을 돌출되도록 할 수도 있지만, 도 6b와 같이 가변 버튼(47)의 중앙부가 돌출되도록 할 수도 있다. 도 6a, 도 6b의 가변 버튼(40, 47)을 구현하는 다양한 실시예에 대하여는 이하 도 7a 내지 도 7e에서 설명한다.

도 7a 내지 도 7e는 가변 모드를 지원한 입력 장치(100)의 다양한 구성예로서, 이 중에서 도 7a 내지 도 7c는 도 6a의 를 A-A'를 따라서 절단한 단면 형상을 나타낸다.

도 7a는 전기 활성 폴리머 층(50), 터치 패드 층(60), 및 메탈 돔 층(70)을 구비하는 입력 장치(100a)의 예를 도시하는 도면이다. 상기 층들(50, 60, 70)을 실제로는 서로 접촉하고 있다.

전기 활성 폴리머 층(50)은 소정의 두께로 넓게 퍼져 있는 전기 활성 폴리머(31)와, 이와 접촉하며 상기 폴리머(31)의 상면 및 하면에 배치되는 전극(32)과, 상기 전극(32)에 전압을 인가하는 전원(미도시됨)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전극(32) 중 특정 전극(32a, 32b)에 전압이 인가되면, 전기 활성 폴리머(31) 중 상기 전극(32a, 32b)와 접촉하는 부분(31a)은 상기 전극(32a, 32b)와 평행한 방향으로 늘어난다. 그런데, 이외의 전극(32c, 32d 등)에는 전압이 인가되어 있지 않고 따라서 전기 활성 폴리머(31) 중 그에 대응되는 부분은 늘어나지 않고 초기 상태 그대로 있다. 따라서, 전기 활성 폴리머(31) 중 상기 특정 전극(32a, 32b)과 다른 전극(32c, 32d)의 사이 부분에는 주름 내지 돌기(42)이 형성된다. 이러한 돌기(42)는 상방향 또는 하방향으로 생성될 수 있지만, 전기 활성 폴리머 층(50)의 하면은 다른 층(60, 70) 또는 케이스에 의하여 지지되고 있기 때문에 상방향으로 형성될 수 밖에 없다.

사용자가 상기 돌기(42)에 의하여 인지되는 가변 버튼(40)을 누르면, 터치 패드에 구비된 전극봉 격자(61)를 자극함으로써 해당 위치에 대한 명령 입력이 있음이 인식된다.

일반적으로, 터치 패드 층(60)은 사용자의 손가락 움직임과 아래로 내리누르는 압력을 감지하여 동작한다. 터치패드 층(60)은 수평 및 수직 전극봉이 가로와 세로 방향으로 배열된 전극봉 격자(61) 및 상기 전극봉 층이 연결된 회로판(미도시됨)을 포함한다. 전극봉 격자(61)는 일정한 교류에 의해 충전되는데, 전극봉 격자(61)에 특정 압력이 가해지면 전류가 차단되고, 전류의 차단 사실이 회로판에 의해 감지되게 된다.

상기 터치 패드 층(60)의 하부에는 사용자에게 인위적인 클릭 감을 전달하기 위한 메탈 돔 층(70)이 형성될 수 있다. 물론, 터치 패드 층(60)에 의하여 사용자가 어떤 위치의 가변 버튼(40)을 눌렀는지를 인식할 수 있으므로, 메탈 돔 층(70)에서 별도의 접점 스위치를 구비할 필요는 없다.

인위적인 클릭감이 불필요하다면, 상기 메탈 돔 층(70)은 생략될 수 있다. 하지만, 특정 버튼이 눌러졌음을 사용자가 촉각적으로 인지할 수 있어야 입력 실수 등을 방지할 수 있다는 점에서 메탈 돔 층(70)이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 인위적인 클릭 감을 주기 위한 예로서 메탈 돔 층(70)을 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 러버 돔(rubber dome), 스프링(spring) 등 다양한 방식으로 상기 클릭감을 제공할 수 있음은 물론이다.

도 7b는 전기 활성 폴리머 층(50), 및 메탈 돔 층(70)을 구비하는 입력 장치(100b)의 예를 도시하는 도면이다. 입력 장치(100b)는 도 7a의 입력 장치(100a)에 비하여 볼 때, 터치 패드 층(60)이 생략되고, 대신 메탈 돔 층(70)에 메탈 돔(71) 및 접점 스위치(72)가 함께 구비된다.

사용자에 의하여 가변 버튼(40)이 눌러지면, 메탈 돔(71)에 의하여 클릭감이 제공됨과 동시에 그 하부의 접점 스위치(72)가 ON됨으로써 어떤 위치의 가변 버튼(40)이 눌러졌는가를 알 수 있다. 상기 메탈 돔(71)과 접점 스위치(72)는 도 7b와 같이, 입력 장치(100b)의 입력 면(도 6a의 99) 전체에 골고루 배치되어 있을 수도 있지만, 각 가변 버튼(40) 별로 하나씩 배치될 수도 있다.

도 7c는 전기 활성 폴리머 층(50)만을 구비하는 입력 장치(100c)의 예를 도시하는 도면이다. 본 실시예에서는, 전극(32a, 32b)에 전압을 인가함에 의하여, 전기 활성 폴리머 층(50)이 가변 버튼(40)의 형상을 나타냄과 아울러, 사용자가 상기 가변 버튼(40)에 포함되는 전기 활성 폴리머(31)을 누르는 경우 역으로 전극(32a, 32b)에 인가되는 전압의 변화를 인지하여 상기 누름을 감지한다. 예를 들어, 최초 가변 버튼(40)을 생성하기 위하여 5V의 전압을 인가한 후, 사용자가 상기 가변 버 튼(40)을 누르면 이에 따라 상기 전압의 변동이 발생하게 된다. 이러한 변동이 소정의 임계치를 넘으면 가변 버튼(40)이 눌러진 것으로 판단할 수 있다.

뿐만 아니라, 상기와 같이 가변 버튼(40)이 눌러진 것으로 감지되는 경우에는, 상기 전극(32a, 32b)에 소정 파형을 갖는 전압을 인가함으로써 사용자에게 인공적인 촉감을 가할 수도 있다. 상기 소정 파형은 정현파, 삼각파, 구형파 등 주기적인 파형이나, 도 8과 같이 실제 메탈 돔을 클릭할 때의 힘-변위 곡선과 유사한 파형이 될 수 있다. 상기와 같이 소정 파형을 전극(32a, 32b)에 인가하게 되면, 전기 활성 폴리머(31a)에는 이에 상응하는 힘 또는 변위가 발생하게 된다. 상기 발생된 힘 또는 변위는 상기 가변 버튼(40)을 누른 사용자에게 촉감으로서 전달된다.

한편, 도 7d 및 도 7e는 도 6b의 를 A-A'를 따라서 절단한 단면 형상을 나타낸다. 도 7d를 참조하면, 가변 버튼(47)을 형성하고자 하는 부분과 인접한 2개의 전극쌍(32a, 32b, 및 32c, 32d)에 전압을 인가하면, 전기 활성 폴리머(31) 중에서 전압이 인가된 전극과 접촉하는 부분이 신장된다. 따라서, 전기 활성 폴리머(31) 중에서 상기 2개의 전극쌍(32a, 32b, 및 32c, 32d) 사이에 존재하는 부분은 상대적으로 두께가 두꺼워지며, 이 부분이 가변 버튼(47)을 형성하게 되는 것이다.

이에 비하여, 도 7e는 각 전극 별로 영역을 구분지어 놓고, 상기 영역별로 전기 활성 폴리머(31)를 각각 구동함으로써 가변 버튼(47)을 형성하는 경우를 나타낸다. 이 때, 각 영역의 경계에는 전기 활성 폴리머(31)가 수평 방향으로 움직이는 것을 방지하는 고정부(49)가 구비되어 있다. 전기 활성 폴리머 층(50)에 있어서, 상기 각 영역에 포함되고, 고정부(49)에 의하여 한정되는 복수의 작은 전기 활성 폴리머를 구비하는 것으로 할 수도 있다. 또한, 상기 전기 활성 폴리머 층(50)에 대하여 하나의 전기 활성 폴리머를 사용하되, 이를 상기 고정부(49)에 의하여 영역별로 고정시키는 것으로 할 수도 있다.

아무튼, 특정 영역에 포함되는 전극쌍(32a, 32b)에 전압을 인가하면, 상기 영역에 포함되는 전기 활성 폴리머(31)만이 신장되는데, 그 말단은 고정부(49)에 의하여 고정되어 있으므로, 신장된 전기 활성 폴리머(31)는 도 7e와 같이 상방향으로 돌출되게 되고 따라서 가변 버튼(47)을 형성하게 된다.

도 7d 및 도 7e의 입력 장치(100d, 100e)는 도 7c와 같이, 전기 활성 폴리머(31)가 액츄에이터 및 센서의 역할을 동시에 하는 것으로 하여 설명되었다. 하지만, 상기 입력장치(100d, 100e)에 있어서도, 도 7a나 도 7b와 같이, 터치 패드 층(60)이나 메탈 돔 층(70)을 추가로 구비할 수 있음은 물론이다.

상기 입력 장치(100d, 100e)에서, 돌출의 정도는 전극에 인가되는 전압에 따라서 커진다. 또한, 돌출 정도가 커질수록, 사용자가 가변 버튼과 접촉할 때 느끼는 강성(stiffness) 또한 높아진다. 따라서, 사용자는 전극에 인가되는 전압을 조절함으로써, 현재 어플리케이션 상황에 맞게 가변 버튼의 강성을 변화시킬 수도 있다.

도 9는 도 7a 내지 도 7c의 구성을 갖는 입력 장치(100a, 100b, 100c)에 의하여 전화번호를 입력하는 예를 도시하는 도면이다. 먼저, 사용자가 전화 번호를 입력하는 모드로 전환하면, 디스플레이(31)에 표시된 스크린 키보드(39)의 각 키에 대응되는 15개의 가변 버튼이 활성화될 수 있다. 이 때, 사용자는 상기 15개의 가 변 버튼 중에서 원하는 키에 대응되는 위치의 가변 버튼을 눌러서 번호를 입력할 수 있다. 상기 가변 버튼이 "활성화"된다는 것은, 사용자가 가변 버튼의 생성 위치를 시각적 또는 촉각적으로 파악할 수 있는 상태임과 동시에, 상기 가변 버튼이 눌러지는 경우 해당 명령의 입력이 가능한 상태임을 나타내는 의미이다.

이와 같이, 15개의 가변 버튼이 동시에 활성화될 수도 있지만, 현재 사용자가 터치하고 있는 위치의 가변 버튼(40)만이 활성화될 수도 있다. 이 경우에는 사용자가 현재 위치하고 있는 키(38)가 어떠한 것인지를 식별하기 쉽도록 상기 스크린 키보드(39) 상에 특별한 표시(확대, 색상 변경 등)를 부가하는 것이 바람직하다. 사용자가 터치한 손가락(또는 스타일러스 펜)을 입력 장치(100)의 입력 면(99) 상에서 움직임에 따라서, 상기 표시 및 가변 버튼(40)은 이동된다. 이 후, 사용자는 원하는 가변 버튼(40)을 누름으로써 해당되는 번호를 입력할 수 있다.

도 10은 도 7a의 구성을 갖는 입력 장치(100a)에 의하여 수기 메모를 입력하는 예를 도시하는 도면이다.

사용자가 수기 메모를 입력하는 모드로 전환하면, 전기 활성 폴리머 층(50)에 형성된 모든 전극에는 전원이 차단되고, 이 후 터치 패드 층(60)은 일반적인 터치 패드로서 동작하게 된다. 따라서, 전기 활성 폴리머 층(50)의 전기 활성 폴리머(31)는 변형전의 초기 형태(균일한 평판 모양)로 돌아간다. 이 때, 사용자가 스타일러스 펜(14)으로 수기 입력을 하면 터치 패드 층(60)에 형성된 전극봉(61)이 이러한 움직임을 감지하고, 감지된 움직임에 따른 수기 메모는 디스플레이(31)에 표시된다.

도 11은 도 7a 내지 도 7e의 구성을 갖는 입력 장치(100a, 100b, 100c, 100d, 100e)에 의하여 게임 중의 명령을 입력하는 예를 도시하는 도면이다.

사용자가 게임 모드로 전환하면, 입력 면(99)에는 4방향 키에 대응되는 가변 버튼들(43, 44, 45, 46)이 활성화된다. 물론, 이외에도 게임에 필요한 버튼을 추가적으로 활성화시킬 수도 있다. 사용자는 시각적으로는 물론, 촉각적으로도 상기 가변 버튼들(43, 44, 45, 46)의 위치를 감지할 수 있으므로, 게임 화면이 출력되는 디스플레이(31)에 시선을 집중하면서도 원하는 가변 버튼을 정확히 누를 수 있다.

도 12는 도 7a 내지 도 7e의 구성을 갖는 입력 장치(100a, 100b, 100c, 100d,100e)에 의하여 동영상 재생 중에 제어 명령을 입력하는 예를 도시하는 도면이다.

사용자가 멀티미디어 재생을 시작하면, 디스플레이(31)에는 해당 멀티미디어 재생 화면과 함께, 재생, 일시 정지, 빨리 감기, 볼륨 크기 업/다운 등 제어 명령을 나타내는 아이콘들(37)이 배열된다.

도 9에서와 마찬가지로 사용자가 입력 면(99)에서 터치한 손가락(또는 스타일러스 펜)을 이동함에 따라서, 해당되는 가변 버튼(40)이 활성화된다. 이 때, 활성화된 가변 버튼(40)과 대응되는 아이콘에는 다른 아이콘들과 구별되는 표시(확대, 색상 변경 등)가 나타난다. 이에 의하여, 사용자는 현재 가변 버튼(40)이 어떤 제어 명령을 나타내는지를 알 수 있다. 이 후, 사용자는 현재 가변 버튼(40)을 누름으로써 해당 제어 명령을 실행할 수가 있다.

해당 제어 명령을 알기 위하여 일일이 터치한 손가락을 이동하여야 하는 것 은 아니고, 상기 제어 명령과 대응되는 위치를 직접 누름으로써 제어 명령을 실행하는 것도 가능하다. 도 12와 같이 9개의 제어 명령을 나타내는 아이콘(37)들이 2행으로 5개 및 4개가 배열되어 있다고 하면, 입력 면(99)의 15개의 격자 중에서 첫 번째 행의 5개와 세 번째 행의 처음부터 4개를 대응되는 위치의 아이콘과 매칭시키면 될 것이다.

물론, 해당 아이콘과 대응되는 9개의 가변 버튼을 사용자의 터치와 상관없이 동영상 재생 모드가 선택되는 순간에 활성화시킬 수도 있다.

이상의 도 9, 및 도 12에서는 디스플레이(31)에 해당 입력에 대응되는 스크린 키 내지 아이콘을 보조 가이드로 표시하였다. 하지만, 이는 반드시 표시될 필요는 없으며, 사용자가 그 표시 여부를 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 휴대용 기기(30)를 처음 사용하는 사용자라면 상기 보조 가이드가 필요할지 모르지만, 다소 익숙한 사용자라면 특정 모드에서 해당되는 키 배열을 미리 인지하고 있을 수도 있기 때문이다.

이상의 실시예들에서는 하나의 가변 버튼에는 한 쌍의 상/하 전극(32a, 32b)을 구비하는 것으로 하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 입력 장치(110)에 있어서는, 도 13에서 도시하는 바와 같이, 하나의 가변 버튼(80)이 복수의 상/하 전극을 구비한다. 이와 같이 전극(32a, 32b)의 크기를 소형화함으로써 보다 미세한 위치에서, 보다 다양한 크기 및 모양을 갖는 가변 버튼(80)을 구현할 수 있다.

따라서, 상기 입력 장치(110)는 입력 면(99)에 미리 결정된 격자를 표시하지 않는다.

도 14는 도 13의 가변 버튼(80) 중에서 전기 활성 폴리머 층(50)의 단면을 나타낸 도면이다. 예를 들어, 하나의 가변 버튼(80)에 포함된 6 쌍의 상/하 전극 중에서 가운데의 4쌍의 상/하 전극(32a, 32b)에만 전압을 인가하면, 전압이 인가된 전극 사이의 전기 활성 폴리머만이 신장되고, 전압이 인가되지 않은 가변 버튼(80)의 경계 부분(점선으로 표시됨)의 2쌍의 상/하 전극(32c, 32b) 사이의 활성 폴리머에는 상기 신장으로 인하여 주름 내지 돌기(42)가 상방향으로 형성된다. 이 것은 도 13에서 보면, 가변 버튼(80)에 포함된 36쌍의 전극 중 중앙 부근의 16쌍의 전극에만 전압을 인가함을 의미한다.

이와 같이, 전극의 크기를 미세화 함으로써, 다양한 크기 및 다양한 위치에서 가변 버튼(80)을 생성할 수가 있으며, 상기 전극의 크기를 일정 이하가 되도록 미세화한다면, 전기 활성 폴리머 층(50) 만으로 터치 패드 층(60)을 대신할 수도 있다.

즉, 일단 모든 전극에 대한 초기 전원을 차단한 상태에서, 스타일러스 펜(14)으로 임의의 지점에 터치를 가하면, 해당되는 위치에서의 전극(32)에는 전압 변화가 발생하게 된다. 이러한 전압 변화는 소정 회로에서 감지하게 되고, 상기 전극(32)이 충분히 작다면, 상기 전극(32)의 위치를 상기 스타일러스 펜(14)의 터치 지점과 매칭시킬 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 기기(30)의 구성을 도시하는 블록도이다. 상기 휴대용 기기(30)는 어플리케이션 선택부(205), 마이크로 프로세서 (215), 메모리(210), 어플리케이션 모듈(220), 디스플레이 모듈(225), 액츄에이터 인터페이스(230), 액츄에이터(235), 센서 인터페이스(240), 및 센서(245)를 포함하여 구성될 수 있다.

어플리케이션 선택부(205)는 사용자로부터 수행하고자 하는 어플리케이션을 선택 받는다. 상기 어플리케이션이란, 특정 어플리케이션 실행에 적합한 어플리케이션을 선택 받는다. 상기 어플리케이션이란, 예를 들어, 도 9와 같은 통화 어플리케이션, 도 10과 같은 수기 메모 입력 어플리케이션, 도 11과 같은 비디오 게임 어플리케이션, 또는 도 12와 같은 멀티미디어 재생 어플리케이션 등을 포함한다. 어플리케이션 선택부(205)는 상기 선택된 어플리케이션에 대응되는 플래그(flag)(또는 비트(bit))를 마이크로 프로세서(215)에 전달한다.

마이크로 프로세서(215)는, 일반적으로, 범용 CPU(Central Processing Unit), 특정 기능을 위한 마이콤(micro computer) 등으로 이루어질 수 있으며, 휴대용 기기(30)의 다른 구성 요소들의 동작을 제어한다.

마이크로 프로세서(215)는 상기 어플리케이션 선택부(205)로부터 전달된 플래그와 대응되는 어플리케이션을 수행하기 위하여, 해당 어플리케이션 모듈(220)을 메모리(210) 상의 소정 영역으로 로딩하고, 상기 로딩된 어플리케이션 모듈(220)을 실행한다.

이와 함께, 상기 수행할 어플리케이션에 매핑되는 입력 모드를 판단한다. 상기 입력 모드란, 예를 들어, 도 9와 같은 전화 번호 어플리케이션, 도 10과 같은 터치 패드 모드, 도 11과 같은 4방향 키 모드, 및 도 12와 같은 멀티미디어 키 어 플리케이션 등을 의미하는 것일 수 있다.

상기 어플리케이션 대 입력 모드 간의 매핑 관계는 소정의 매핑 테이블로서 메모리(210) 내에 저장되어 있을 수 있다. 이와 같은 매핑 관계는 반드시 일대일 대응일 필요는 없고, 다대일 대응도 가능하다. 즉, 서로 다른 어플리케이션에서 동일한 입력 모드를 사용할 수도 있다는 것이다.

메모리(210)는 어플리케이션 모듈(220)을 프로세서 또는 쓰레드 단위로 소정 영역에 로딩한다. 또한, 상기 매핑 테이블을 저장하고 있을 수도 있다. 일반적으로, 메모리(210)는 롬(ROM), 피롬(PROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 램(RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 하드 디스크와 같은 저장 매체, 또는 기타 해당 분야에서 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.

어플리케이션 모듈(220)은 마이크로 프로세서(215)에 의하여 메모리(210)로 로딩된 후 실행되며, 그 실행 과정 또는 실행 결과를 디스플레이 모듈(225)에 제공한다.

디스플레이 모듈(225)은 어플리케이션 모듈(220)의 실행 과정 또는 실행 결과를 사용자가 시각적으로 및/또는 청각적으로 감지할 수 있도록 출력한다. 디스플레이 모듈(225)은 표준적으로 사용되는, LCD(Liquid Crystal Display), CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), LED(Light Emitting Diode), 3차 기초 고글(goggle), 또는 기타 다른 영상 출력 장치를 포함하며, 음성 출력을 위한 앰프 및 스피커를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 입력 장치(100, 110)는 액츄에이터(235), 및 센서(245)를 적어도 포함하며, 액츄에이터 인터페이스(230), 및 센서 인터페이스(240)를 더 포함할 수 있다.

액츄에이터(235)는 마이크로 프로세서(215)로부터 비롯되어 액츄에이터 인터페이스(230)를 통하여 변환된 신호에 응답하여, 외부로 힘 또는 변위를 발생시킨다. 본 발명에서는 상기 액츄에이터(235)는, 전기 활성 폴리머(31)와 상기 전기 활성 폴리머를 구동하기 위한 전극(32), 및 전원(미도시됨)을 포함한다.

마이크로 프로세서(215)는 실행 중인 어플리케이션에 대응되는 입력 모드에 따라서, 상기 전극(32) 중 어떠한 것을 어떠한 입력 전압으로 구동할 것인지를 파악하여 액츄에이터(235)에 이에 관한 명령을 전달할 수 있다. 액츄에이터는 액츄에이터 인터페이스(230)를 통하여 전달되는 마이크로 프로세서(215)로부터의 명령에 따라서, 해당 전극(32)을 해당 입력 전압으로 구동한다. 이에 따라서, 도 9, 도 11, 도 12에서 도시한 바와 같이, 다양한 입력 모드에 따른 가변 버튼(40, 80)이 활성화된다. 또한, 액츄에이터(235)는 도 7c의 실시예에서와 같이 별도의 클릭감을 부여할 필요가 있는 경우에는, 이를 위한 신호를 마이크로 프로세서(215)로부터 입력 받아 인위적인 클릭감을 생성하여 출력하기도 한다.

액츄에이터 인터페이스(230)는 액츄에이터(235)와 마이크로 프로세서(215) 사이에 임의로 접속되고, 마이크로 프로세서(215)로부터 생성된 신호를 액츄에이터(235를 구동하기에 적절한 신호로 변환한다. 당업자에게 기지된 바와 같이, 액츄에이터 인터페이스(230)는, 전력 증폭기, 스위치, 디지털-아날로그 변환기(DAC), 아 날로그-디지털 변환기(ADC), 및 기타 다른 요소(component)를 포함할 수 있다.

센서(245)는 사용자의 터치나 누름(사용자로부터 제공되는 "압력"으로 통칭될 수 있음)이 발생하는 위치 또는 움직임을 표현하는 정보를 포함하는 신호를 생성하여 센서 인터페이스(240)를 매개로 하여 마이크로 프로세서(215)에 전달한다. 상기 센서(245)로는 전기 활성 폴리머(31), 전극(32), 및 전원을 포함하는 전기 활성 폴리머 층(50) 자체로 구현될 수도 있고, 별도의 터치 패드 층(60) 또는 메탈 돔 층(70)에 의하여 구현될 수도 있다. 또는, 보다 정확한 센싱(sensing)을 위하여 이들 중 둘 이상의 조합에 의하여 구현될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 전기 활성 폴리머(31)는 전압에 의하여 변형될 뿐만 아니라, 외부의 힘에 의하여 상기 폴리머(31)의 변형이 발생하는 경우 역으로 전압이 발생되기도 하는 양방향성을 가지므로, 그 자체가 액츄에이터(235) 뿐만이 아니라 센서(245)로서도 사용될 수 있는 것이다.

메탈 돔 층(70)은 소정의 간격으로 배치되는 메탈 돔에 의하여 클릭감을 제공할 수 있으며, 터치나 누름에 의하여 접점 스위치가 ON되므로 센서(245)로서도 사용될 수 있다.

센서 인터페이스(240)는 마이크로 프로세서(215) 및 센서(245) 사이에 게재하며, 센서(245)가 출력하는 신호를 마이크로 프로세서(215)가 해독할 수 있는 신호로 변환하는 역할을 한다.

도 15에서 예로 든 휴대용 기기(30)는 본 발명의 입력 장치(100, 110)가 적용되기에 보다 적합한 환경이기는 하지만, 상기 입력 장치(100, 110)는 반드시 휴 대용 기기(30)에만 적용될 수 있는 것은 아니다. 따라서, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 디지털 TV, 가전 기기 등에도 상기 입력 장치(100, 110)를 적용할 수 있다.

상기 도 15의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

상기한 본 발명의 구성에 따르면, 복수의 어플리케이션 각각에 적합하고 변형이 자유로운 단일의 사용자 입력 장치를 제공할 수 있다.

이에 따라서, 사용자는 상기 입력 장치를 통하여 그것이 탑재된 기기를 보다 용이하게 제어할 수 있으며, 상기 기기를 보다 소형화 경량화할 수 있다.

또한 입력부가 촉각적으로 가이드 됨으로 인하여, 입력 장치자체의 크기를 줄일 수 있어, 상대적으로 디스플레이 영역을 크게 확보할 수 있다.

Claims (27)

1. 사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 전기 회로를 포함하는 사용자 명령 입력 장치로서,

   상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층을 포함하며,

   상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 접촉면에 소정의 위치, 개수, 및 크기를 갖는 제1 가변 버튼이 활성화되고,

   상기 전극 조합과 다른 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 위치, 개수, 및 크기 중 적어도 하나가 상이한, 제2 가변 버튼이 활성화되는, 사용자 명령 입력 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전기 활성 폴리머는

   전왜 폴리머(electro-restrictive polymer) 중 유전성 폴리머인, 사용자 명령 입력 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전극은 전도성 및 가요성을 지니는 폴리머인, 사용자 명령 입력 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 가변 버튼 및 상기 제2 가변 버튼의 형태는 상기 전극의 형태에 따라서 결정되는, 사용자 명령 입력 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 전기 활성 폴리머는 상기 접촉면과 실질적으로 평행하기 배치되고, 상기 전기 활성 폴리머의 양면에 상기 복수의 전극이 배치되는, 사용자 명령 입력 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 복수의 전극 중 전원이 가해진 전극이 접촉하는 상기 전기 활성 폴리머의 일부분이 신장되고, 상기 전원이 가해진 전극과 전원이 가해지지 않은 전극과의 경계 부분에서 주름 또는 돌기가 형성됨으로써 상기 가변 버튼이 활성화되는, 사용자 명령 입력 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 가변 버튼은 상기 복수의 전극 중 하나의 전극을 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 접촉면에는 상기 복수의 전극과 실질적으로 대응되는 격자가 형성되어 있는, 사용자 명령 입력 장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 가변 버튼은 상기 복수의 전극 중 복수의 전극을 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제1 가변 버튼 및 상기 제2 가변 버튼은 각각 서로 다른 어플리케이션 실행시에 활성화되는, 사용자 명령 입력 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 어플리케이션은 통화 어플리케이션, 수기 메모 입력 어플리케이션, 비디오 게임 어플리케이션, 멀티미디어 재생 어플리케이션 중 적어도 2이상을 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
12. 제1항에 있어서,

    사용자에 의하여 상기 가변 버튼이 눌러진 경우, 상기 접촉면 중 상기 가변 버튼이 눌러진 위치를 감지하는 센서를 더 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 센서는

    센서로서의 상기 전기 활성 폴리머 층, 터치 패드 층, 및 복수의 접점 스위치 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
14. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는

    사용자에 의하여 상기 가변 버튼이 눌러진 경우, 사용자에게 인위적인 클릭감을 제공하는 수단을 더 포함하는데, 상기 수단은 메탈 돔, 러버 돔, 스프링 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
15. 사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 전기 회로를 포함하는 사용자 명령 입력 장치로서,

    상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층과, 사용자에 의하여 압력이 제공된 경우, 상기 압력이 제공된 위치를 감지하는 터치 패드 층을 포함하며,

    상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 버튼 모드가 활성화되고, 상기 복수의 전극에 전원을 차단함으로써 터치 패드 모드가 활성화되는, 사용자 명령 입력 장치.
16. 제15항에 있어서,

    상기 전기 활성 폴리머는 상기 접촉면과 실질적으로 평행하기 배치되고, 상기 전기 활성 폴리머의 양면에 상기 복수의 전극이 배치되는, 사용자 명령 입력 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 복수의 전극 중 전원이 가해진 전극이 접촉하는 상기 전기 활성 폴리머의 일부분이 신장되고, 상기 전원이 가해진 전극과 전원이 가해지지 않은 전극과의 경계 부분에서 주름 또는 돌기가 형성됨으로써 상기 가변 버튼이 활성화되는, 사용자 명령 입력 장치.
18. 제17항에 있어서,

    상기 가변 버튼은 상기 복수의 전극 중 하나의 전극을 포함하는, 사용자 명령 입력 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 접촉면에는 상기 복수의 전극과 실질적으로 대응되는 격자가 형성되어 있는, 사용자 명령 입력 장치.
20. 제17항에 있어서,

    상기 가변 버튼은 상기 복수의 전극 중 복수의 전극을 포함하는, 사용자 명 령 입력 장치.
21. 제15항에 있어서,

    상기 가변 모드 및 상기 터치 패드 모드는 각각 서로 다른 어플리케이션 실행시에 활성화되는, 사용자 명령 입력 장치.
22. 사용자로부터 선택된 어플리케이션을 수행하기 위하여, 해당 어플리케이션 모듈을 메모리에 로딩하고, 상기 로딩된 어플리케이션 모듈을 실행하는 마이크로 프로세서;

    상기 실행되는 어플리케이션 모듈을 실행 과정 또는 실행 결과를 사용자에게 보여 주는 디스플레이 모듈; 및

    상기 마이크로 프로세서의 제어에 따라서 상기 실행되는 어플리케이션과 매핑되는 버튼 모드 또는 터치 패드 모드를 사용자에게 가변적으로 제공하는 입력 장치를 포함하는 휴대용 기기.
23. 제22항에 있어서, 상기 입력 장치는

    사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터를 포함하고,

    상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층을 포함하며,

    상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 접촉면에 소정의 위치, 개수, 및 크기를 갖는 제1 가변 버튼이 활성화되고,

    상기 전극 조합과 다른 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 위치, 개수, 및 크기 중 적어도 하나가 상이한, 제2 가변 버튼이 활성화되는 휴대용 기기.
24. 제23항에 있어서,

    상기 디스플레이 모듈은 현재 활성화된 가변 버튼과 대응되는 스크린 키 또는 아이콘을 식별 가능하도록 표시하는 휴대용 기기.
25. 제22항에 있어서, 상기 입력 장치는

    사용자와 물리적으로 접촉하는 접촉면과, 상기 접촉면에 변위 또는 힘을 제공하는 액츄에이터를 포함하고,

    상기 액츄에이터는 전기 활성 폴리머와, 상기 전기 활성 폴리머와 접촉하는 복수의 전극으로 이루어지는 전기 활성 폴리머 층과, 사용자에 의하여 압력이 제공된 경우, 상기 압력이 제공된 위치를 감지하는 터치 패드 층을 포함하며,

    상기 복수의 전극 중 소정의 전극 조합에 전원을 가함으로써, 상기 버튼 모드가 활성화되고, 상기 복수의 전극에 전원을 차단함으로써 상기 터치 패드 모드가 활성화되는 휴대용 기기.
26. 제25항에 있어서, 상기 버튼 모드의 활성화시에

    상기 디스플레이 모듈은 현재 활성화된 가변 버튼과 대응되는 스크린 키 또는 아이콘을 식별 가능하도록 표시하는 휴대용 기기.
27. 제23항 내지 26항에 있어서,

    상기 액츄에이터와 상기 마이크로 프로세서 간의 연결을 매개하는 액츄에이터 인터페이스를 더 포함하는 휴대용 기기.

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