KR20090028344A - 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법 - Google Patents

촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090028344A
KR20090028344A KR1020070093864A KR20070093864A KR20090028344A KR 20090028344 A KR20090028344 A KR 20090028344A KR 1020070093864 A KR1020070093864 A KR 1020070093864A KR 20070093864 A KR20070093864 A KR 20070093864A KR 20090028344 A KR20090028344 A KR 20090028344A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tactile sensor
contact
cursor
calculated
force
Prior art date
Application number
KR1020070093864A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100936046B1 (ko
Inventor
김종호
권현준
박연규
김민석
강대임
최재혁
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국표준과학연구원 filed Critical 한국표준과학연구원
Priority to KR1020070093864A priority Critical patent/KR100936046B1/ko
Priority to PCT/KR2007/005672 priority patent/WO2009035184A1/en
Publication of KR20090028344A publication Critical patent/KR20090028344A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100936046B1 publication Critical patent/KR100936046B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G06F3/04144—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position using an array of force sensing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G06F3/04886—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures by partitioning the display area of the touch-screen or the surface of the digitising tablet into independently controllable areas, e.g. virtual keyboards or menus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 다수의 힘센서로 이루어진 촉각센서를 활용하여 커서를 X,Y 방향 및 회전을 자유롭게 할 수 있는 마우스 기능과 문자 입력 및 글씨체 변경 기능을 갖는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법은, 다수의 힘센서들로 이루어진 촉각 센서를 이용한 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현 방법에 관한 것으로서, 촉각 센서를 터치하는 힘의 중심점과 힘의 크기를 계산하고 접촉 중심점으로부터 커서의 이동 거리 및 방향을 이용한 마우스 기능과 촉각센서 접촉을 통한 문자 입력 기능과 사용자의 접촉력을 인식하여 글씨체를 변경하는 기능을 갖는 터치 입력 정보 알고리즘 구현하는 것이다.
촉각 센서, 마우스, 문자인식, 글씨체, 힘의 크기

Description

촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법{METHOD FOR MATERIALIZATION OF TOUCHPAD USING TOUCH SENSOR}
본 발명은 다수의 힘센서로 이루어진 촉각센서를 활용하여 화면의 커서를 X,Y 방향 및 회전을 자유롭게 할 수 있는 마우스 기능과 문자 입력 및 글씨체 변경 기능을 갖도록 하여 슬림화 추세에 있는 모바일 기기의 인터페이스 장치로 적용할 수 있는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법에 관한 것이다.
현재 컴퓨터 시스템에서는 동작들을 수행하는 많은 방식의 입력 장치가 있다. 이 동작들은 일반적으로 커서를 이동시켜 디스플레이 화면 상에서 선택을 하는 것에 대응되며, 페이지 넘김, 스크롤링, 패닝(panning), 줌(zoom) 기능 등을 포함할 수 있다.
일반적으로 알려진 입력 장치는 버튼, 스위치, 마우스, 트랙볼 등을 포함할 수 있다.
여기서, 버튼 및 스위치는 일반적으로 사실상 기계적인 것이며, 커서를 이동시키거나 선택을 위한 제어는 제한된 단점이 있다. 예를 들어, 버튼이나 스위치는 화살표 방향키와 같은 키를 이용하여 커서를 특정 방향으로 이동시키거나 Enter, Delete, 숫자, 기타 등등의 키를 이용하여 특정의 선택을 하는 기능만을 제공한다.
또한, 마우스는 사용자가 표면을 따라 마우스를 움직일 때, 마우스의 상대적인 움직임에 대응하여 입력 포인터가 이동하게 되며, 트랙볼은 사용자가 하우징 내에서 볼을 움직일 때, 볼의 상대적 움직임에 대응하여 입력 포인터가 이동하게 된다.
일반적으로 노트북의 경우 터치패드가 장착되어 사용자가 손가락으로 접촉을 통하여 화면상의 커서를 자유롭게 조작할 수 있다. 그러나 터치패드는 접촉인식을 통한 커서 움직임이기 때문에 모바일 기기와 같이 공간상의 제약을 받을 경우에는 채택하기 어렵다. 또한 최근 모바일 기기들이 슬림화 추세에 있는 상황에서 두께가 큰 입력장치는 GUI 환경 디자인측면에서 더더욱 적용하기가 쉽지 않다.
한편 중.노년층들이 문자를 상대방에게 전송할 경우 기존의 모바일 기기의 키패드를 눌러 전송하는 것은 쉽지 않다. 따라서 최근 몇 몇 모바일 기기들은 터치패드를 장착하여 문자인식을 갖도록 하고 있다. 그러나 현존하는 모든 모바일 기기들이 문자를 보낼 때 획일적인 문자 형태로 보내기 때문에 문자를 받는 상대방의 경우 상대방의 감정을 느낄 수 없다. 따라서 문자를 주고 받을 때 사람의 감정을 전달할 수 있는 기능 즉 문자입력시 촉각센서의 접촉력 변화를 고려한 글씨체를 변경하는 터치패드가 요구되고 있다. 참고로 기존의 키패드의 경우는 누르는 힘세기에 따라 글자색깔과 굵기가 변하는 것이 필요하다. 또한 키패드 간의 누르는 속도 즉 타자속도에 따라 글씨체가 기울림체가 되는 형태가 필요하다. 일반적으로 모바일 기기의 경우 키패드를 통하여 문자를 전송하고 있는데 사용자의 감정이 들어가 지 않는 획일적인 문자 글씨체를 전송하고 있다.
이에, 힘 기반의 접촉상황 감지를 통해 커서를 자유롭게 움직이는 마우스 기능과 문자 입력 및 글씨체 변경이 가능한 입력장치 기능을 갖는 터치패드의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 다수의 힘센서로 이루어진 촉각센서를 활용하여 화면의 커서를 X,Y 방향 및 회전을 자유롭게 할 수 있는 마우스 기능과 문자 입력 및 글씨체 변경 기능을 갖도록 하여 슬림화 추세에 있는 모바일 기기의 인터페이스 장치로 적용할 수 있는 터치패드 구현 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법은, 다수의 힘센서들로 이루어진 촉각 센서를 이용한 터치 입력을 처리하기 위한 모바일 기기의 터치패드 알고리즘 구현 방법에 관한 것으로서, 촉각 센서를 터치하는 힘의 중심점과 힘의 크기를 계산하고 접촉 중심점으로부터 커서의 이동 거리 및 방향을 이용한 마우스 기능과 촉각센서 접촉을 통한 문자 입력 기능을 하는 것이다.
여기서, 본 발명의 일 양상에 따라 상기 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것은 일정 시간(i) 경과 후 촉각 센서의 접촉이 감지되면 접촉 면적의 중심점(Xi c, Yi c)을 계산하는 단계와, 일정 시간(i+1) 경과 후 촉각센서 접촉이 감지되지 않을 경우 종료하고 촉각센서 접촉이 감지될 경우 접촉 면적 중심점(Xi +1 c, Yi +1 c)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적의 중심점 (Xi c,Yi c)와 (Xi +1 c, Yi +1 c)을 이용하여 마우스 이동 거리 및 방향을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이때, 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은
Figure 112007066883002-PAT00001
,
Figure 112007066883002-PAT00002
의 수식으로부터 크기 성분을 통해 이동 거리를 계산하고 부호 성분으로 방향을 계산한다. 여기서 k 와 Z는 각각 일정시간 (i+1)일 때의 비례상수, 터치패드를 누르는 힘의 크기이다.
여기서, 상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산 방법은
Figure 112007066883002-PAT00003
,
Figure 112007066883002-PAT00004
,
Figure 112007066883002-PAT00005
에 의해 계산할 수 있으며, x c, y c는 촉각센서 접촉시 접촉면적의 중심점이며, Z는 터치패드를 누르는 힘의 크기이다.
또한, 본 발명의 다른 양상에 따라 상기 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것은, 일정 시간(i) 경과 후 촉각센서 접촉 지점의 접촉 면적 중심점(Xi c, Yi c)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적과 힘분포를 고려하여 모멘텀에 의해 변화되는 접촉면적의 중심점(
Figure 112007066883002-PAT00006
)을 계산하는 단계와, 일정 시간(i+1) 경과 후 상기 촉각센서 접촉이 감지되지 않을 경우 종료하고 촉각센서 접촉이 감지될 경우 촉각센서 접촉 지점의 접촉 면적 중심점(Xi +1 c, Yi +1 c)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적과 힘분포를 고려하여 모멘텀에 의해 변화되는 접촉면적의 중심점(
Figure 112007066883002-PAT00007
)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적의 중심점 (Xi c, Yi c)와 (Xi +1 c, Yi +1 c)와 힘분포를 고려한 모멘텀 중심점(
Figure 112007066883002-PAT00008
)와 (
Figure 112007066883002-PAT00009
)을 이용하여 마우스 이동 거리 및 방향을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은
Figure 112007066883002-PAT00010
,
Figure 112007066883002-PAT00011
의 수식으로부터 크기 성분을 통해 이동 거리를 계산하고 부호 성분으로 방향을 계산되다.
이때, 상기 접촉중심점은
Figure 112007066883002-PAT00012
,
Figure 112007066883002-PAT00013
에 의해 계산되고, 상기 Z 방향의 힘을 고려한 모멘텀 중심점은
Figure 112007066883002-PAT00014
Figure 112007066883002-PAT00015
,에 의해 계산된다.
또는 상기 힘분포를 고려한 모멘텀 중심점은 촉각센서의 힘 분포를 x, y 변수로 이루어진 2차 다항식으로 피팅한 함수
Figure 112007066883002-PAT00016
로부터 계산되는 Z함수의 최대값이 되는 좌표 (
Figure 112007066883002-PAT00017
)에 의해 계산될 수 있다. 여기서 βij는 피팅 상수이다.
본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법에서는 검출되는 힘의 크기가 임펄스 신호 일 경우 또는 각 센서로부터 검출된 Z 축 방향 크기가 기준 값 이상일 경우 클릭으로 인식하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 촉각 센서를 이용한 마우스 구현 방법에서는 상기 촉각 센서를 클릭 인식 영역과 스크롤 영역을 설정하고, 상기 클릭 인식 영역의 접촉이 감 지되면 파일을 열거나 닫도록 하고, 상기 스크롤 영역의 접촉이 감지되면 이후 접촉 여부를 판단하여 스크롤 기능을 수행하도록 할 수 있다.
또한 상기 촉각 센서의 접촉을 통한 문자 입력 기능은 상기 촉각 센서를 누르는 힘의 크기에 따라 문자의 굵기가 변화하거나 문자의 컬러가 변화하도록 하고, 상기 촉각 센서를 누르는 속도에 따라 글씨체를 변경하는 기능을 갖는다.
본 발명은 다수의 힘센서들로 이루어진 촉각 센서를 이용하여 인터페이스 장치의 힘 감지를 통해 화면상의 커서를 X,Y 방향 및 회전을 자유롭게 할 수 있는 마우스 기능과 문자 입력 및 글씨체 변경 기능을 갖는 모바일 기기의 터치패드를 구현하여 모바일 폰과 같은 슬림화된 기기의 인터페이스 장치로 적용할 수 있어, 기존의 마우스나 조이스틱을 촉각 센서로 대체하여 GUI 환경에 적용할 수 있도록 하는 이점이 있다.
본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법은, 다수의 힘센서들로 이루어진 촉각 센서를 이용한 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현 방법에 관한 것으로서, 마우스 기능의 경우는 촉각 센서를 통하여 터치하는 힘의 중심점과 힘의 크기를 계산하고 계산된 중심점으로부터 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것과 촉각센서 접촉 궤적 및 접촉력을 통한 문자 입력 기능을 갖는 터치 입력 정보 알고리즘 구현하는 것이다.
도 1은 본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치 패드를 모바일 기기에 장착하여 기존 PC의 마우스처럼 커서를 자유롭게 움직이게 하는 터치패드 개념도로서, 접촉궤적 및 접촉력을 통하여 문자인식 및 사용자의 감정을 담는 글씨체를 전송할 수 있는 촉각센서 기반 터치패드를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 순차 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 촉각 센서를 접촉했을 때 접촉위치에 따른 힘분포 함수 Z= f(x, y)를 이용한 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 알고리즘을 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 도 2를 참조하면, 본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법에서 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것은 일정 시간(i) 경과 후 촉각 센서의 접촉이 감지되면 접촉 면적의 중심점(Xi c, Yi c)을 계산하는 단계와, 일정 시간(i+1) 경과 후 촉각센서 접촉이 감지되지 않을 경우 종료하고 촉각센서 접촉이 감지될 경우 접촉 면적 중심점(Xi +1 c, Yi +1 c)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적의 중심점 (Xi c, Yi c)와 (Xi +1 c, Yi+1 c)을 이용하여 마우스 이동 거리 및 방향을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이때, 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은
Figure 112007066883002-PAT00018
,
Figure 112007066883002-PAT00019
의 수식으로부터 크 기 성분을 통해 이동 거리를 계산하고 부호 성분으로 방향을 계산한다. 이때, k 와 Z는 각각 일정시간 (i+1)일 때의 비례상수, 터치패드를 누르는 힘의 크기이다.
여기서, 상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산 방법은
Figure 112007066883002-PAT00020
,
Figure 112007066883002-PAT00021
,
Figure 112007066883002-PAT00022
에 의해 계산할 수 있으며, x c, y c는 촉각센서 접촉시 접촉면적의 중심점이며, Z는 터치패드를 누르는 힘분포 함수 f(x,y)를 이용한 크기이다.
이러한 본 발명의 일 양상에 따르면 도 4에 도시된 바와 같이 화면상에서 마우스 커서의 이동거리를 힘의 크기
Figure 112007066883002-PAT00023
에 대한 커서의 이동거리 관계로부터 구할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 힘의 크기
Figure 112007066883002-PAT00024
에 대하여 픽셀당 커서의 이동하는 속도 관계를 이용하면 화면상에서 마우스 커서를 빠르게 이동시킬 뿐만 아니라 마우스 커서를 세밀하게 이동할 수 있어, 마우스 커서의 움직임을 부드럽게 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 순차 흐름도로, 다른 양상에 따라 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현 방법에서, 또한, 본 발명의 다른 양상에 따라 상기 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것은, 일정 시간(i) 경과 후 촉각센서 접촉 지점의 접촉 면적 중심 점(Xi c, Yi c)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적과 힘분포를 고려하여 모멘텀에 의해 변화되는 접촉면적의 중심점(
Figure 112007066883002-PAT00025
)을 계산하는 단계와, 일정 시간(i+1) 경과 후 상기 촉각센서 접촉이 감지되지 않을 경우 종료하고 촉각센서 접촉이 감지될 경우 촉각센서 접촉 지점의 접촉 면적 중심점(Xi +1 c, Yi +1 c)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적과 힘분포를 고려하여 모멘텀에 의해 변화되는 접촉면적의 중심점(
Figure 112007066883002-PAT00026
)을 계산하는 단계와, 상기 각각 계산된 접촉 면적의 중심점 (Xi c, Yi c)와 (Xi +1 c, Yi +1 c)과 힘분포를 고려한 모멘텀 중심점(
Figure 112007066883002-PAT00027
)와 (
Figure 112007066883002-PAT00028
)을 이용하여 마우스 이동 거리 및 방향을 계산하는 단계를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은 도 7에 도시된 바와 같이
Figure 112007066883002-PAT00029
,
Figure 112007066883002-PAT00030
의 수식으로부터 크기 성분을 통해 이동 거리를 계산하고 부호 성분으로 방향을 계산되다.
이때, 상기 접촉중심점은
Figure 112007066883002-PAT00031
,
Figure 112007066883002-PAT00032
에 의해 계산되고, 상기 Z 방향의 힘을 고려한 모멘텀 중심점은
Figure 112007066883002-PAT00033
,
Figure 112007066883002-PAT00034
에 의해 계산된다. 또는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 힘분포를 고려한 모멘텀 중심점은 촉각센서의 힘 분포를 x, y 변수로 이루어진 2차 다항식으로 피팅한 함수
Figure 112007066883002-PAT00035
로부터 계산되는 Z함수의 최대값이 되는 좌표 (
Figure 112007066883002-PAT00036
)에 의해 계산될 수 있다. 여기서 βij는 피팅 상수이다.
여기서 본 발명의 다른 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법에서는 도 9에 도시된 바와 같이 모멘텀(momentum)을 고려한 좌표의 크기 에 대한 커서의 이동 거리 관계로부터 마우스 커서의 이동 거리를 구할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 양상에서는 도 10에 도시된 바와 같이 모멘텀(momentum)을 고려한 좌표의 크기 에 대한 커서의 픽셀당 이동 속도 관계를 이용하면 화면상의 마우스 커서를 빠르게 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라, 픽셀 간 이동을 감지하기 때문에 세밀하게 움직일 수 있어 마우스 커서의 움직임을 부드럽게 할 수 있다.
이러한 본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법은, 도 11 에 도시된 바와 같이 접촉에 의해 검출되는 힘의 크기가 임펄스 신호 일 경우 또는 각 센서로부터 검출된 Z 축 방향 크기가 기준 값 이상일 경우 클릭으로 인식하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법에서는 도 12에 도시된 바와 같이 촉각 센서를 이용한 인터페이스 장치를 클릭 인식 영역과 스크롤 영역을 설정하고, 클릭 인식 영역의 접촉이 감지되면 파일을 열거나 닫도록 하고, 스크롤 영역의 접촉이 감지되면 이후 접촉 여부를 판단하여 마우스 커서의 이동 방향에 따라 스크롤 기능을 수행하도록 할 수 있다.
또한 본 발명의 촉각센서를 이용한 문자입력 및 글씨체 변경 구현 방법에서는 접촉궤적을 통한 문자인식과 도 13에 도시된 바와 같이 촉각 센서로 이루어진 터치패드를 누르는 접촉력 크기 및 누르는 속도를 고려하여 글씨체를 변경할 수 있다.
예로서, 촉각 센서로 이루어진 터치패드를 누르는 힘의 크기에 따라 문자의 굵기나 컬러를 변경할 수 있고, 누르는 속도에 따라 글씨체를 변경할 수 있다.
따라서, 기존 키패드를 통한 획일적인 문자전송을 촉각센서를 이용한 터치패드를 사용하면 사용자의 감정이 들어간 글씨체를 전송할 수 있다. 도 14는 촉각센서를 활용한 모바일 기기 터치패드를 제작한 것으로 10 x 10 힘센서 어레이 형태를 가진다.
도 1은 본 발명의 촉각 센서를 이용한 터치 패드를 모바일 기기에 장착하여 기존 PC의 마우스처럼 커서를 자유롭게 움직이게 하는 터치패드 개념도.
도 2는 본 발명의 일 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 순차 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 양상에 따른 촉각 센서 접촉시 힘분포 f(x, y)를 이용한 마우스 알고리즘 구현 방법을 설명하기 위한 개념도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 힘의 크기와 커서의 이동 거리 관계 그래프도.
도 6은 본 발명의 다른 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 순차 흐름도.
도 7 및 도 8는 본 발명의 다른 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 변형예를 도시한 개념도.
도9 및 도 10은 본 발명의 다른 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 힘의 크기와 커서의 이동 거리 관계 그래프도.
도 11 및 도 12은 본 발명 다양한 양상에 따른 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법의 변형예를 도시한 개념도.
도 13 은 본 발명에 따른 촉각 센서를 이용한 터치 패드 구현 방법을 적용 예시도.
도 14 는 본 발명에 따른 촉각 센서를 이용한 터치 패드 알고리즘 구현 방법 에 적용되는 터치패드 제작 사진.

Claims (11)

  1. 다수의 힘센서로 이루어진 촉각센서를 활용하여 커서를 X,Y 방향 및 회전을 자유롭게 할 수 있는 마우스 기능과 문자 입력 및 글씨체 변경 기능을 갖는 모바일 기기의 터치패드 알고리즘 구현 방법에 관한 것으로서,
    촉각 센서를 터치하는 힘의 중심점과 힘의 크기를 계산하고 접촉 중심점으로부터 커서의 이동 거리 및 방향을 이용한 마우스 기능과 촉각센서 접촉을 통한 문자 입력 기능을 하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것은;
    일정 시간(i) 경과 후 촉각 센서의 접촉이 감지되면 접촉 면적의 중심점(xi c, yi c)을 계산하는 단계와,
    일정 시간(i+1) 경과 후 촉각센서 접촉이 감지되지 않을 경우 종료하고 촉각센서 접촉이 감지될 경우 접촉 면적 중심점(Xi +1 c, Yi +1 c)을 계산하는 단계와,
    상기 각각 계산된 접촉 면적의 중심점 (Xi c, Yi c)와 (Xi +1 c, Yi +1 c)을 이용하여 마우스 이동 거리 및 방향을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드의 마우스 알고리즘 구현 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은;
    Figure 112007066883002-PAT00037
    ,
    Figure 112007066883002-PAT00038
    의 수식으로부터 크기성분
    Figure 112007066883002-PAT00039
    와 커서의 이동거리 및 커서의 픽셀당 이동속도 관계를 통해 커서 이동량을 계산하고 부호 성분으로 방향을 계산하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산 방법은,
    촉각센서 힘분포 함수f(x,y)를 이용하여 접촉 중심과
    Figure 112007066883002-PAT00040
    ,
    Figure 112007066883002-PAT00041
    와 힘의 크기
    Figure 112007066883002-PAT00042
    에 의해 계산함을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 힘의 중심점을 이용하여 마우스 커서의 이동 거리 및 방향에 관한 알고리즘을 구현하는 것은;
    일정 시간(i) 경과 후 촉각 센서의 접촉이 감지되면 촉각센서 접촉 지점의 접촉 면적 중심점(Xi c, Yi c)을 계산하는 단계와,
    상기 각각 계산된 접촉 면적과 힘분포를 고려하여 모멘텀에 의해 변화되는 접촉면적의 중심점(
    Figure 112007066883002-PAT00043
    )을 계산하는 단계와,
    일정 시간(i+1) 경과 후 상기 촉각센서 접촉이 감지되지 않을 경우 종료하고 촉각센서 접촉이 감지될 경우 촉각센서 접촉 지점의 접촉 면적 중심점(Xi +1 c, Yi +1 c)을 계산하는 단계와,
    상기 각각 계산된 접촉 면적과 힘분포를 고려하여 모멘텀에 의해 변화되는 접촉면적의 중심점(
    Figure 112007066883002-PAT00044
    )을 계산하는 단계와,
    상기 각각 계산된 접촉 면적의 중심점 (Xi c, Yi c)와 (Xi +1 c, Yi +1 c)과 힘분포를 고려한 모멘텀 중심점(
    Figure 112007066883002-PAT00045
    )와 (
    Figure 112007066883002-PAT00046
    )을 이용하여 마우스 이동 거리 및 방향을 계산하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은;
    Figure 112007066883002-PAT00047
    ,
    Figure 112007066883002-PAT00048
    의 수식으로부 터 크기성분
    Figure 112007066883002-PAT00049
    와 커서의 이동거리 및 커서의 픽셀당 이동속도 관계를 통해 커서 이동량을 계산하고 부호 성분으로 방향을 계산하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산 방법은,
    상기 촉각센서 접촉 중심점
    Figure 112007066883002-PAT00050
    ,
    Figure 112007066883002-PAT00051
    와,
    상기 Z 방향의 힘분포를 고려한
    Figure 112007066883002-PAT00052
    ,
    Figure 112007066883002-PAT00053
    에 의해 계산됨을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 마우스 커서의 이동 거리 및 방향 계산은;
    상기 촉각센서 접촉 중심점
    Figure 112007066883002-PAT00054
    ,
    Figure 112007066883002-PAT00055
    , 와 힘분포 함수에 의한
    Figure 112007066883002-PAT00056
    로부터 계산되는 Z함수의 최대값이 되는 좌표 (
    Figure 112007066883002-PAT00057
    )에 의해 계산됨을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    검출되는 힘의 크기가 임펄스 신호 일 경우 또는 각 센서로부터 검출된 Z 축 방향 크기가 기준 값 이상일 경우 클릭으로 인식하도록 하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
  10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉각 센서를 이용한 인터페이스 장치를 클릭 인식 영역과 스크롤 영역을 설정하고,
    상기 클릭 인식 영역의 접촉이 감지되면 파일을 열거나 닫도록 하고,
    상기 스크롤 영역의 접촉이 감지되면 이후 접촉 여부를 판단하여 마우스 커서의 이동 방향에 따라 스크롤 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉각 센서의 접촉을 통한 문자 입력 기능은;
    상기 촉각 센서를 누르는 힘의 크기에 따라 문자의 굵기가 변화하거나 문자의 컬러가 변화하도록 하고,
    상기 촉각 센서를 누르는 속도에 따라 글씨체를 변경하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
KR1020070093864A 2007-09-14 2007-09-14 촉각 센서를 이용한 마우스 기능을 갖는 터치패드 구현방법 KR100936046B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070093864A KR100936046B1 (ko) 2007-09-14 2007-09-14 촉각 센서를 이용한 마우스 기능을 갖는 터치패드 구현방법
PCT/KR2007/005672 WO2009035184A1 (en) 2007-09-14 2007-11-12 Method for implementing touch pad using tactile sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070093864A KR100936046B1 (ko) 2007-09-14 2007-09-14 촉각 센서를 이용한 마우스 기능을 갖는 터치패드 구현방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090028344A true KR20090028344A (ko) 2009-03-18
KR100936046B1 KR100936046B1 (ko) 2010-01-08

Family

ID=40452169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070093864A KR100936046B1 (ko) 2007-09-14 2007-09-14 촉각 센서를 이용한 마우스 기능을 갖는 터치패드 구현방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100936046B1 (ko)
WO (1) WO2009035184A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9501098B2 (en) 2011-09-19 2016-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Interface controlling apparatus and method using force
US9519350B2 (en) 2011-09-19 2016-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Interface controlling apparatus and method using force

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9018030B2 (en) 2008-03-20 2015-04-28 Symbol Technologies, Inc. Transparent force sensor and method of fabrication
US8363020B2 (en) * 2009-08-27 2013-01-29 Symbol Technologies, Inc. Methods and apparatus for pressure-based manipulation of content on a touch screen
US8988191B2 (en) 2009-08-27 2015-03-24 Symbol Technologies, Inc. Systems and methods for pressure-based authentication of an input on a touch screen
US8963874B2 (en) 2010-07-31 2015-02-24 Symbol Technologies, Inc. Touch screen rendering system and method of operation thereof
WO2012078654A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Google Inc. Editing based on force-based physical cues

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5880411A (en) * 1992-06-08 1999-03-09 Synaptics, Incorporated Object position detector with edge motion feature and gesture recognition
US7663607B2 (en) * 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US6388655B1 (en) * 1999-11-08 2002-05-14 Wing-Keung Leung Method of touch control of an input device and such a device
KR20060084945A (ko) * 2005-01-21 2006-07-26 엘지전자 주식회사 터치 패드 기반의 붓 효과 생성방법
KR20070079858A (ko) * 2006-02-03 2007-08-08 유주영 터치패드를 이용한 드래그 기능 구현 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9501098B2 (en) 2011-09-19 2016-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Interface controlling apparatus and method using force
US9519350B2 (en) 2011-09-19 2016-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Interface controlling apparatus and method using force

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009035184A1 (en) 2009-03-19
KR100936046B1 (ko) 2010-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11449224B2 (en) Selective rejection of touch contacts in an edge region of a touch surface
JP6293108B2 (ja) 動的な触覚効果を有するマルチタッチデバイス
US9632608B2 (en) Selective input signal rejection and modification
KR100950234B1 (ko) 압력 센서를 이용한 마우스 알고리즘 구현 방법
KR101766187B1 (ko) 작동 모드들을 변화시키는 방법 및 장치
EP2717120B1 (en) Apparatus, methods and computer program products providing finger-based and hand-based gesture commands for portable electronic device applications
US20150169059A1 (en) Display apparatus with haptic feedback
EP1727028B1 (en) Dual-positioning controller and method for controlling an indicium on a display of an electronic device
US20120011462A1 (en) Swipe Gestures for Touch Screen Keyboards
EP2607998A1 (en) Touch keypad module and mode switching method thereof
US20150100911A1 (en) Gesture responsive keyboard and interface
KR20090028344A (ko) 촉각 센서를 이용한 터치패드 구현 방법
CN105359065A (zh) 提供附加功能和各功能预览的多功能按键
CN101377725A (zh) 手持式电子装置及其控制方法
US8847905B2 (en) Multi-texture for five button click pad top surface
Xiao et al. BackTrack: 2D Back-of-device Interaction Through Front Touchscreen
US9720513B2 (en) Apparatus and method for receiving a key input
Kumar et al. LEAP Motion based Augmented Data Input Environment
KR101095923B1 (ko) 휴대용 단말기의 커서입력장치
AU2015271962B2 (en) Interpreting touch contacts on a touch surface
GB2436135A (en) Touch sensitive cursor control
JP2009205344A (ja) 情報入力装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121011

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee