KR20090115831A - 다중 접촉 터치패드를 위한 누름 스위치 - Google Patents

Abstract

터치스크린 핸드폰에 있어서 T9 키패드 형태의 가상키보드를 이용한 편리한 문자입력 방법

터치스크린, 포인팅장치, 포인터 위성 창

Description

다중 접촉 터치패드를 위한 누름 스위치 { Pressing SW for Multi-touch touchpad}

본 발명의 해당 분야는 휴대용 소형디지탈기기의 입력장치와 관련된 기술분야로서 터치패드, 터치스크린 등으로 대변되는 포인팅장치와 관련된 하드웨어 및 이를 작동 시키기 위한 소프트웨어의 개발분야이다.

컴퓨터가 GUI(graphic user interface)시스템으로 전환되게 한 것은 컴퓨터 모니터에서 실행 명령의 내용과 위치를 지정하여 주는 포인터를 움직일 수 있게 하는 장치로 마우스가 등장하고 나서부터이다. 그 이후로 컴퓨터가 휴대용으로 크기가 작아짐에 따라 사용상의 편리성을 더하기 위해 마우스를 대체할 수 있는 내장형 포인팅장치로 터치패드 및 포인팅스틱이 개발되어 사용되게 되었다. 마찬가지로 현재의 휴대용 디지털 기기인 PDA, PMP 심지어 핸드폰에 이르기까지 그 내용은 컴퓨터에 가까워지고 있다. 하지만 이들 디지털기기에 포인팅장치를 설치하기에는 이들 기기가 너무 소형이어서 화면을 터치스크린 방식으로 하여 컴퓨터에 가까운 UI(User Interface)시스템을 구성하거나 그렇지 않은 경우 일반적인 핸드폰에는 적어도 문자입력을 가능하게 하는 키패드를 사용하여 운영하게 된다. 따라서 포인팅장치를 내장형으로 갖춘 노트북 PC와 같이 UI를 완벽하게 갖춘 휴대용 디지털기기는 그 크기의 제한으로 인해 구현은 지금까지 불가능하였던 것이다. 특히 핸드폰의 경우 숫자 입력이 주된 기능이어서 터치패드, 포인팅스틱, 트랙볼 등의 포인팅장치를 설치할 경우 이들 장치가 차지할 공간의 여유도 없을뿐더러 주 기능인 숫자입력을 보조하는 정도에 그치게 되어 근본적인 키패드 중심의 형태를 유지하게 되는 것이다. 이에 본 발명은 포인팅장치인 터치패드를 이용하여 핸드폰의 키패드의 문자입력 기능과 본래의 포인팅 기능을 동시에 수행하는 구조를 제공하고자 한다.

반도체 기술의 발전에 힘입어 20세기 중반에 이루어진 진공관을 기반으로 한 컴퓨터가 이제는 손안에 들어올 수 있을 정도로 소형화 및 집적화가 이루어져서 더 이상 컴퓨터가 일정 공간에 갇혀져서 사용되는 기기가 아니며 데스크탑(desktop), 랩탑(laptop)컴퓨터를 거쳐 PDA까지 일상화가 이미 이루어진 상태이다. 더 나아가 핸드폰, MP3, PDP 등 예전에는 컴퓨터와는 무관하게 사용되던 기기들이 컴퓨터와 같은 기능을 추가적으로 담당하거나 아예 휴대용 팜탑(Palmtop)컴퓨터에 이들 기능이 포함되는 융합의 시대를 맞이하고 있다. 이러한 추세에서 컴퓨터의 GUI(graphical user interface)시스템을 이들 소형 전자기기에도 도입할 시기가 도래하고 있다. 하지만 컴퓨터의 GUI(graphical user interface)시스템에 필수적으로 요구되는 포 인팅장치를 이들 소형 전자기기들의 경우 장착 시킬 수 있는 공간상의 제약과 사용상의 문제점 때문에 적용 되지 못하고 있다. GUI(graphical user interface)시스템을 사용하기 위해 포인팅장치가 적용되려면 이미 노트북컴퓨터 등에서 내장형으로 사용되고 있는 터치패드 혹은 포인팅스틱의 크기 축소 및 이들 포인팅장치와 함께 쓰이는 기능버튼의 구조 및 크기에도 변화가 있어야 할 것이다. 이러한 점을 극복하고자 고안된 것이 터치스크린과 입력펜으로 현재 팜탑 컴퓨터 혹은 PDA에 적용되고 있지만 핸드폰과 같이 한 손으로 작동시켜야 할 정도의 크기에는 이들 터치스크린이나 입력 펜의 적용이 쉽지 않은 것이다. 따라서 마우스와 같이 포인팅기능이 용이하고, 문자입력도 일반적인 핸드폰의 키패드보다 용이하게 하는 터치패드를 이용한 입력장치를 제공하는 것이 본 발명의 기술적 과제이다. 더욱이 경우에 따라서는 한 손으로도 작동시킬 수 있는 구조를 제공하여 기존 핸드폰과 동일하게 사용할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 휴대용 전자기기 특히 핸드폰과 같이 파지형(Handheld) 소형 기기에서 문자입력을 용이하게 하기 위해 두개의 터치패드을 이용할 수도 있기 때문에 양손으로 작동하는 키보드를 내장한 효과를 가져와서 키보드를 추가적으로 내장할 필요가 없고, 휴대용 디지털기기의 좁은 공간으로도 UI를 구현에 필요한 입력장치를 제공할 수 있게 하여준다.

그 원리상에서 본 발명의 터치패드는 통상적으로 사용되는 정전기 방식을 이용한 것만이 아니라 터치스크린에 사용되는 저항방식, 주파수방식 등을 이용한 좌표계를 제공할 수 있는 포인팅 기능이 가능한 것이면 본 발명의 포인팅장치로 이용될 수 있으나, 현재 핸드폰의 키패드나 키보드의 기능을 대체하는 기술개발은 이들 포인팅장치 방식을 주로 터치스크린 형태로 개발되어 오고 있으며 터치스크린의 경우 각각의 명령실행을 위해서는 화면상에 존재하는 명령 버튼이나 메뉴의 크기가 손가락이 닿았을 때 각각의 버튼이나 메뉴를 구별할 수 있을 정도의 경계가 존재하여야 하고 그로 인해 기기의 크기를 줄이는데 한계를 갖게 된다. 이에 반해 본 발명의 포인팅장치는 명령실행을 위한 버튼이나 메뉴를 위한 터치패드 상의 영역이 한 손가락으로 중첩되게 닿는다 해도 터치패드가 산출하는 손가락의 위치는 하나의 점(화면상에서 포인터가 위치하는 지점)으로서 표시되기 때문에 터치스크린 방식에 비해 훨씬 좁은 공간에서의 구현이 가능한 것이다. 즉 이미 설명한 바와 같이 가상키보드를 이용한 문자입력 시에 각각의 키에 해당하는 영역이 엄지의 면적보다 훨씬 적어서 여러 개의 키에 해당하는 영역을 한 손가락이 동시에 닿게 되어 각각의 영역을 구분하지 못한 상태가 된다하여도 문제가 되지 않는 것이다. 이러한 점이 지금까지 고안된 휴대용 디지털 기기를 위한 입력장치로서 압력감지장치를 이용할 경우 각 실행명령에 해당하는 구획이 손가락이 구분할 수 있을 정도의 면적을 확보되어야 하는 방향으로 개발되어 그 크기를 줄이는데 한계가 있어 왔다. 즉 한 손으로 파지하고 작동시킬 정도의 디지털기기의 입력장치로서는 개발되지 못하였으며, 이러한 점을 극복한 것이 본 발명의 고안이다.

따라서 본 발명에 의한 핸드폰 사용자는 기존의 쿼티폰(qwerty phone)을 사 용할 때 발생하는 문제점으로부터 자유롭게 되었다. 즉 기존의 쿼티폰은 누르고자 하는 키를 주위의 다른 키를 피해서 누르기 위해서는 엄지를 치켜세워 가능한 한 엄지가 키패드에 닿는 면적을 적게 하여 키를 선택하여 누르다 보니 자연적으로 엄지에 많은 피로가 발생하게 되고 이로 인해 사용상의 불편을 야기 시켰는데, 이에 반해 본 발명의 터치패드를 이용한 문자입력은 키보드에서 누르고자 키와 주변의 키를 구분하기 위해 손가락을 조심스럽게 움직일 필요가 없으므로 전혀 피로감이 없이 빠른 문자입력이 보장된다.

결과적으로 본 발명에 의한 터치패드를 이용한 문자입력방식은 좁은 공간이라도 손쉽게 작동할 수 있는 키보드를 장착할 수 있게 함으로서, 핸드폰이 더 이상 단순한 통화기기가 아니라 손안의 컴퓨터 즉 Palmtop 컴퓨터인 PDA를 한 단계 업그레이드한 fingertop 컴퓨터 세대를 열게 되는 것이다. 이런 변화는 핸드폰이 Ubiquitous 시대에 부응하여 언제든지 컴퓨터를 몸에 지니는 효과를 가져오는 디지털기기의 등장을 의미하는 것이다. 그리고 본 발명의 터치패드를 이용한 입력장치는 휴대용 디지털 전자기기 뿐만 아니라 기존의 TV, VCR, DVD 등에 사용되는 문자입력이 가능한 리모트콘트롤러(Remote Controller)로서도 사용 가능하다. 즉 단순한 포인팅장치로서만이 아니라 실질적으로 키보드의 기능이 탑재된 만능형 포인팅장치의 기능을 제공하여 모니터를 갖는 전자기기에 GUI(Graphical User Interface)의 구현을 가능하게 한다. 궁극적으로 본 발명의 입력장치는 전자기기의 컴퓨터화를 그리고 모든 기기간의 네트워킹을 가능하게 하는 진정한 의미의 손안의(Hand-In) Ubiquitous Input Device가 될 것이다.

본 발명의 구성은 간단히 말해 모든 입력은 터치패드로 이루어지게 하는 입력장치를 갖는 휴대용 디지털 기기의 고안인 것이다. 즉 컴퓨터의 키보드와 마우스를 터치패드로 통합하는 것이다. 도 1b에 나타나 있듯이 터치패드를 키패드 대신에 사용하는 경우 포인팅 기능은 수월해 지지만 문자의 입력은 용이하지 않게 되는 단점을 유발한다. 따라서 본 발명의 핵심적인 구성 내용은 이러한 단점을 극복하는 것에 있으며 이는 바로 문자입력을 키패드를 이용할 때와 동일하거나 더 용이할 정도의 편리성을 제공하는 터치패드의 구조를 제공하는 것이다.

일반적으로 터치패드는 포인팅기능을 실행하기 위해서 부가적인 기능버튼을 터치패드 주위에 배열하게 된다. 이들 기능버튼의 기능은 도 2b에 보이는 바와 같이 손이 놓이는 위치에 맞게 다양하게 변화될 수 있지만 도 2a의 경우와 같이 터치패드를 한 손가락을 작동하는 경우에는 기능버튼을 작동하는 동작이 사용상에 불편함을 초래하는 요인이 된다. 두 손가락을 사용한다고 하여도 기능버튼을 작동시키는 동작이 키패드를 누르는 동작에 비해 불편하게 마련이다. 더욱이 일반적으로 터치패드의 실행버튼 기능을 터치패드를 두드림 동작으로 대체하는 경우라 할지라도 이 두드림 동작이 부가적인 손가락의 움직임을 수반하므로 불편함을 해소하지는 못하는 것이다. 따라서 이러한 터치패드의 기능버튼을 이용한 명령실행 혹은 문자입력에 수반되는 부수적인 손가락의 움직임을 생략할 수 있도록 도 5에 보여 지는 바와 같이 터치패드 자체가 버튼 기능을 담당하게 한 것이 본 발명의 첫 번째 구성이다. 이러한 터치패드의 버튼 기능의 유무에 따른 차이를 도 3(버튼 기능이 없는 경우) 과 도 4(버튼 기능이 있는 경우)에서 보여주고 있다. 즉 버튼기능이 있는 터치패드의 경우는 문자입력이 키패드를 이용하는 경우와 동일한 손동작으로 이루어진다. 이러한 누름버튼 기능을 터치패드가 갖는 경우 레버 형태의 움직임에 의한 스위치 작동과(도 5, 6)과 스위치를 터치패드 아래에 설치하여 누름동작에 의한 스위치 작동(도 7)등 기계적인 방법과 아예 스위치를 터치패드와 별개로 작동이 편리한 위치에 설치하는 방법(도 23)도 있으며 더욱 간단하게 터치패드의 압력인식 기능을 이용하여 스위치기능을 부가하는 방법(도 23a, 30, 32) 등이 있다.

본 발명의 두 번째 구성은 터치패드를 두 개를 설치하여(도 9) 문자입력 방법이 키보드를 통한 방법(도 8)과 동일하도록 한 것이다. 실제로 두 개의 터치패드를 사용하는 방법이 가능한 핸드폰의 구조는 폴더 방식(도 10, 11, 12)과 슬라이더 방식(도 18)이 가능하여 문자입력에는 양손을 사용하고 전화통화에는 한 손 만을 사용할 수 있게 한다. 따라서 핸드폰 고유기능과 디지털기기로서의 입력기능 모두 용이하게 수행하도록 한다.

본 발명의 세 번째 구성은 터치패드를 이용하여 문자를 입력하는 경우 터치패드위의 좌표와 화면상의 포인터의 위치를 1대 1로 대응시키는 방식을 이용하게 된다. 즉 터치패드의 일반적인 작동 원리는 터치패드 위에 손가락이 초기에 어디에 놓이는 가는 중요하지 않고 단지 처음의 위치(X_i, Y_i)와 마지막의 위치(X_f, Y_f)의 차이(△X, △Y)에 해당하는 변위의 크기에 비례하여 화면상의 포인터의 변위(△x, △y)가 이루어지게 된다. 이에 반해 본 발명에서는 이러한 일반적인 터치패드의 변위에 의한 작동방식과 더불어서 터치패드의 한 점(X, Y)이 화면상의 한 점(x, y)에 대응하는 1대1 대응방식에 의한 작동 원리를 동시에 가진다. 특히 이러한 1대1 대응방식에 의한 작동원리는 문자입력을 위한 포인팅 기능에 적용되어 핸드폰의 키패드를 작동시키거나 컴퓨터의 키보드를 작동시키는 것과 같이 터치패드의 일정한 영역이 특정한 문자 혹은 숫자를 대표하게 한다. 이 점이 기존의 터치패드를 작동하게 하는 방식과 다른 점이다. 도 28이 본 구성에 따르는 두 개의 터치패드를 이용한 입력 방식의 흐름도를 보여주고 있다. 문자입력을 위해서는 화면상의 포인터를 좌표 1대1 대응방식으로 제어하고 그 외의 포인팅작업에 필요한 포인터의 움직임에는 변위를 이용한 대응방식이 적용되고 있다. 다만 도 14, 15, 16에서 보여지는 가로모드에서는 문자입력을 위해 온전한 키보드가 사용되어 두 개의 터치패드를 동시에 이용되며 세로모드에서는 키패드의 모양을 갖는 간이키보드를 이용하게 되어 하나의 터치패드만을 사용하게 된다.

본 발명의 네 번째 구성은 터치패드를 마우스와 키보드를 동시에 대체하는 입력장치로 사용함으로서 휴대용 디지털기기에서의 실질적인 UI 구현이다. 이미 PDA에서는 UI 구현이 터치스크린 방식으로 이루어지고 있지만 이보다 더 작은 핸드폰에는 UI의 구현이 어렵게 되어 핸드폰이 PDA와 유사한 크기의 화면을 가지지 않는 작은 핸드폰에도 본 발명의 터치패드는 UI의 구현이 가능하게 해 주는 것이다. 이의 예가 도 13, 14, 15, 16, 17에 보여지고 있다. 더욱이 본 발명의 구성은 단지 전자사전, PMP, PDA의 입력장치로 적용 가능한 것이며 도 19는 전자사전에 적용된 예를 보여주고 있다.

본 발명의 다섯 번째 구성은 터치패드의 표면에 돌기, 홈, 혹은 요철형태의 기준점을 만들어 터치패드와 화면의 1대1 대응방식에서 손가락의 위치를 보다 용이하게 파악할 수 있도록 한 점이다. 이는 도 20에 보여지는 바와 같이 점 형태를 가질 수 있고 혹은 도 21, 22에 나타나 있는 바와 같이 격자 형태의 요철 형태를 가질 수도 있다. 이러한 기준점이 가져오는 장점은 손가락의 터치패드위에서의 위치를 쉽게 파악하게 하여 문자입력시에 화면을 보지 않고도 입력하고자 하는 문자 혹은 숫자에 대응되는 위치에 손가락을 이동시킬 수 있게 해주며 더욱이 이러한 이동시에 상대적인 위치를 더 용이하게 파악하게 해 주는 이점이 있다. 이들 터치패드상의 요철 외에도 터치패드가 주변과 이루는 경계면 모서리도 동일하게 기준점으로서의 기능을 담당할 수 있다. 터치패드 경계면 모서리의 장점을 살리는 방안의 하나가 터치패드의 영역을 상, 중, 하 삼단계로 구분하여 상, 하 영역은 터치패드의 모서리부분이 기준점으로 작동하고 중간영역은 모서리로부터 이격되어 있는 부분으로서 인지되어 쉽게 위치 파악할 수 있게 해 준다. 이 점을 활용한 것이 바로 3개의 열을 갖는 가상키보드를 활용하는 방법이다. 즉 도 9a가 보여주는 5개의 열을 갖는 가상키보드는 화면상에 많은 문자를 선택할 수 있도록 하여 도 9b의 가상키보드보다 선택의 용이성이 있지만 실제 터치패드 상에서 이들 문자에 해당하는 위치를 얼마나 용이하게 파악할 수 있게 해주는가 하는 점에서는 도 9b가 보여주는 3개의 열을 가지는 가상키보드가 유리하고 더욱이 두 개의 터치패드를 사용하는 장점을 가장 잘 활용할 수 있게 해주는 방법이다.

본 발명의 여섯 번째 구성은 문자 입력시에 이용되는 터치패드 좌표계와 화 면좌표계의 1대1 대응관계식의 설정이다. 가장 전형적인 관계가 각 문자 혹은 숫자를 대표하는 영역이 일정하게 설정되는 경우로서 도 24에 나타나 있다. 즉 터치패드 좌표계의 경우 각 문자를 대표하는 영역의 가로 폭이 동일하고 (△X₁ = △X₂ = △X₃ = △X₄ = △X₅) 마찬가지로 세로폭도 동일하며( △Y₁ = △Y₂ = △Y₃) 화면 좌표계의 경우 더 정확하게는 화면의 가상키보드의 좌표계의 경우도 가로 폭과 세로 폭이 각각 동일한 크기를 갖는다.(△x₁=△x₂=△x₃=△x₄=△x₅, △y₁=△y₂=△y₃) 따라서 도 24b에 나타나 있는 바와 같이 문자입력 포인터(십자형 커서)가 화면상에서 다음과 같은 좌표계 영역에 있을 경우

x_L2 < x ≤ x_L3

y₂ < y ≤ y₃

실행버튼(도 5, 도 7, 도 22, 도 23a의 경우 터치패드 누름스위치; 도 23b의 경우는 별개의 누름스위치에 해당)을 누르면 문자 'd'가 입력되게 되는 것이다. 이를 위해 터치패드위의 손가락의 위치는 동일한 방법으로 터치패드 좌표계 상에서 다음과 같은 위치에 있어야 한다.

X_L2 < X ≤ X_L3

Y₂ < Y ≤ Y₃

이러한 터치패드상의 손가락의 좌표와 화면상의 문자입력 포인터(커서)의 좌표의 대응관계식이 도 24c에 좌우측 손가락의 X, Y좌표 각각에 대해 나타나 있다. 도 24c는 단지 입력 실행과정을 위한 좌표 대응 방식만을 위한 흐름도를 나타내고 있다. 도 14를 예를 들어 설명하면 도 14a는 가로모드의 초기화면으로 포인터(화살표 커서)가 하나이고 이 포인터가 움직일 수 있는 영역은 화면 전체여서 '전역(all area covering) 커서'라 명명된다. 이 전역커서를 제어하는 방식은 기존의 터치패드에 의한 포인팅 방식과 동일하게 손가락의 변위(위치 변화량 : △X, △Y)를 포인터의 변위(위치 변화량 : △x, △y)에 대응시키는 방식이다. 다만 변위의 대응 비례상수 즉 △x=Q△X 를 결정하는 상수 Q는 사용자의 편리성에 의해 제어될 수 있다. 도 14a의 '전역 1커서 시스템'에서 도 14g와 같이 문자입력을 위한 문자(Text) 입력모드로 전환하면 '한정영역 2 커서 시스템'으로 작동하게 되며 이 때에 포인터는 좌우 두개로 가상키보드의 좌,우측에 배치되고 이 영역 안에서만 작동하게 되는 것이다. 더 나아가서 터치패드의 좌표계를 도 25a와 같이 조정할 경우 문자입력이 한결 수월해지는데 이는 터치패드를 작동하게 되는 손가락(엄지)이 자연스러운 관절운동에 의해 만들어내는 궤적은 직선이 아니라 곡선형태를 가지게 되기 때문이다. 말하자면 도 25c에 보여 지는 바와 같이 각 문자에 해당하는 터치패드의 영역이 모두 동일하다면 문자열 'h j k ℓ ;'에 해당하는 가운데 영역을 가로지를 때 손가락이 가운데 영역에서 벗어나 위쪽으로 치우쳐져서 'k'대신에 'i'를 입력하는 경우가 발생할 수 있는 것이다. 이러한 문제를 수정하는 방안이 터치패드 좌표 영역에서 가상키보드의 가운데 영역(△Y₂)를 아래쪽(△Y₁)과 위쪽(△Y₃) 영역보다 상 대적으로 크게 만드는 방법이다. 이렇게 영역의 폭이 달라져서 화면좌표계가 산출되는 변환식도 도 25b에 나타난 바와 같이 각 영역이 다르게 된다.

본 발명의 일곱 번째 구성은 터치패드의 X-Y좌표 축의 변환으로 핸드폰의 가로, 세로모드 변환을 가능하게 하는 것이다. 실제로 핸드폰을 통화를 위해 사용할 때는 도 26과 같은 형태로 파지하게 되고 화면도 온전한 가상키보드를 배치하기에는 좁아져서 대신 기존의 핸드폰이 가지는 12개의 숫자 키패드 외에 통화, 취소, 종료에 해당하는 추가 키패드를 포함하는 가상키패드를 화면에 구성하여 문자입력 모드를 제공하게 되는 것이다. 그리고 가로모드를 사용할 때와 마찬가지로 세로모드로 사용하는 경우에도 가운데 영역의 폭이 넓을 경우 문자입력의 용이하게 이루어질 수 있음을 보여준다. 도 28은 본 발명의 일곱 번째 구성에 따르는 터치패드 신호 변환방식의 변화를 도표로서 보여주고 있다. 즉 기존의 변위에 의한 포인터 제어방식에서 좌표 값(x,y)에 의한 제어방식의 추가와 동시에 두 개의 포인터(커서)를 제어할 수 있게 하는 방식의 도입이다.

본 발명의 여덟 번째 구성은 터치패드가 인식하는 사용자의 손가락의 중심은 실제 사용자가 터치패드의 기준점을 인식하는 점과 다를 수 있다는 점을 보정하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 도 29a에 나타난 바와 같이 문자 'k'에 해당하는 부분에 손가락이 닿았을 때 터치패드는 사용자 자신이 손가락의 중심이라고 느끼는 부분을 손가락의 중심으로 지정하지 않는다는 점이 본 구성을 고안하게 된 이유이다. 사람은 각자 다른 손가락의 모양을 가지게 되며 손가락의 크기와 형태에 따라 터치패드에 닿는 면의 형태가 달라지게 된다. 실제 정전용량을 이용하는 터치패드 의 경우 점촉점(면이 아니라 점)을 산출하는 방식은 손가락이 터치패드와 이루는 X축 Y축 방향의 정전용량 분포곡선으로부터 X, Y축 각각에 대한 centeroid를 계산하여 이들 X_centroid, Y_centroid를 손가락의 접촉점으로 정의하는 것이며, 이러한 centroid를 산출하기 위해서 터치패드는 요철이 있는 영역(X₀<X<X₅, Y₀<Y<Y₃)보다 더 크게(도 29c의 굵은 점선 영역 - 2901) 분포하여야 한다. 그리고 실제로 핸드폰을 사용할 때 손가락이 터치패드를 닿게 되는 면은 각 사람마다 다를지는 몰라도 동일한 사람의 경우 핸드폰을 파지하는 방법이 동일하므로 일정한 접촉 패턴을 만들게 된다. 이러한 패턴으로부터 산출된 터치패드의 손가락 중심점(P_calc)이 실제의 사용자가 느끼는 중심점(P)과 일치하지 않을 경우 도 24c, 도 25b, 도 26e, 도 27b에 의한 좌표변화는 문제점을 일으킨다. 즉 도 29c에서와 같이 실제 손가락은 터치패드의 'k'에 해당하는 영역에 위치해도 실제 터치패드가 산출하는 손가락의 중심점(P_{k , calc .})은 문자 'i', 'o', 'k', 'ℓ'이 중첩되는 영역에 위치하게 되어 사용자의 의도와는 달리 'k'를 입력하지 않게 되는 것이다. 이를 보정하는 방법은 손가락을 'h', 'j', 'k', 'ℓ', ';'에 위치한 다음 산출된 각각의 중심점의 좌표를 저장한 다음 이들 중심점의 좌표로부터 도 29c에 보이는 X'_R1, X'_R2, X'_R3, X'_R4을 산출하고 이어서 X'_R1과 X'_R4로부터 X'_R0와 X'_R5를 산출하는 것이다. 마찬가지로 Y축 방향으로의 보정은 'i', ','에 대한 P_{k , calc .}의 좌표를 산출하여 Y'₁과 Y'₂을 산출하고 이들로부터 다시 Y'₀와 Y'₃를 산출하여 전체 좌표계의 보정이 이루어지는 것이다. 이에 대한 자세한 산출 방법이 도 29f에 나타나 있다. 이는 가상키보드와 터치패드의 영역을 일치시키기 위해 가상키보드의 각 키 영역에 해당하는 터치패드의 영역을 설정하는 방법으로, 각 키마다 터치패드에 닿는 손가락 면적과 모양이 다르게 형성되기 때문이다. 가상키보드의 각 키 영역에 해당하는 터치패드의 영역을 실제로 도 29a에서 보여지는 것과 같이 바둑판 모양의 일정한 높이와 너비를 갖는 영역으로 배열하면, 터치패드와 가상키보드에서의 각 영역의 중심점이 어긋나게 되기 때문이다. 따라서 각 키의 중심점의 위치를 도 29c와 같이 설정하고, 키에 해당하는 중심점을 기준으로 하여 인접한 키 영역의 중심점을 연결하는 선을 반분하는 수평,수직선을 그어서 만들어지는 직사각형이 가상키보드의 키에 해당하는 터치패드 영역이 된다. 예를 들어 키 'J'의 경우 중심점 P_{j , cal}이 도 29c에 의한 방법으로 설정되고 마찬가지로 주위의 키에 해당되는 중심점(P_{u , cal}, P_{k , cal}, P_{m , cal}, P_{n , cal})들이 설정되고 이들 중심점과의 거리가 반분되는 수평(Y = Y'_{2 ( uj )}, Y = Y'_{1 ( jm )}), 수직선(X = X'_{R1 ( hj )}, X = X'_R2(jk))이 형성되어 터치패드 상의 키 'J'에 대한 영역(2902)이 만들어진다. △Y _u2 와 △Y _j2 는 키'J'와 키'U'의 중심점에서 이들 중심점을 반분하는 수평선(Y = Y'_{2 ( uj )})까지의 거리로서 그 크기는 동일하다. 마찬가지로 △Y _j1 와 △Y _m2 와 키'J'와 키'M'의 중심점에서 이들 중심점을 반분하는 수평선(Y = Y'_{1( jm )})까지의 거리로서 그 크기는 동일하다. 실제로 △Y _j1 와 △Y _j2 의는 상이할 수 있으며 이경우 키 'J'의 중심점 Pj는 영역 직사각형 2902의 중심이 아닐 수 있다. Y축 방향과 마찬가지로 X축 방향으 로도△X _h1 와 △X _j1 는 키'H'와 'J'의 중심점에서 이들 중심점을 반분하는 수직선(X = X'_{R1 ( hj )})까지의 거리로서 그 크기는 동일하다. 이렇게 형성된 터치패드 상의 키 영역은 도 29a의 바둑판 모양과 달리 도 29g에 보여지는 바와 같이 인접한 키 영역과 겹쳐지는 부분(2904, 2905)이 발생하는데 'J'와 'M'이 겹쳐지는 Ov_jm, 'J'와 콤마(,)가 겹쳐지는 Ov_j, 등이 중복영역이다. 이들 중복영역(2904, 2905)에는 해당 키를 설정하지 않는 무효영역으로 하고, 나머지 영역에 키를 할당하면 된다. 즉 키 'J'는 중복영역(2904, 2905)를 제외한 직사각형 영역(2903)에 손가락의 중심이 위치할 경우 입력되는 것이다. 이렇게 새롭게 보정된 '실질좌표계'(X'-Y')가 실제 문자입력 포인터의 위치 산출에 이용되며 이것이 도 29d와 도 29e에 나타나 있다. 도 29d와 도 29e에서 '입력좌표계 변경'이라고 표시된 부분이 바로 위에서 설명한 도 29a의 '명목상 좌표계'(X-Y)를 도 29c의 '실질 좌표계'(X'-Y')로의 전환 과정을 의미한다.

본 발명의 아홉 번째 구성은 터치패드의 압력센싱(pressure sensing) 기능을 이용한 기능버튼의 기능 수행이다. 터치패드를 손가락으로 접촉하는 경우 압력변화의 3가지 유형이 도 30에 보여지고 있다. 도 30a가 일반적인 포인팅작업 중의 압력의 변화이고 도 30b는 누름동작을 가할 때에 압력의 변화 그리고 마지막으로 도 30c는 탭핑 동작 중에 발생하는 압력의 변화이다. 압력의 크기로 볼 때 가장 큰 압력이 발생하는 것은 누름동작 수행 중에 일어나며 이때의 압력을 누름압력(Z_pr)이라 고 하면 일반적으로 누름압력은 터치패드에 손가락이 닿아 있는 동안에 발생하므로 누름동작에 따르는 압력의 변화는 낙타 등과 같은 형태를 갖게 된다. 따라서 터치압력보다 누름압력이 크게 되어 누름압력이 시작하는 점, t(p)_1,i 혹은 t(p)_2,i은 스위치 on에 해당하고 누름압력이 끝나는 점, t(p)_1,f 혹은 t(p)_2,f는 스위치 off에 해당한다. 하지만 이러한 누름압력의 시작점을 실질적으로 정하는 것은 어렵기 때문에 이를 극복하기 위해 터치압력(Z_{t , max})보다 약간 큰 압력을 누름문턱압력(Z_{pr , th} - Threshold pressure of pressing)으로 정의한다. 그리고 누름동작이 시작하여 누름압력이 누름문턱압력에 이르는 시점(t_{pr , th -})을 스위치 on에 해당하는 것으로 하고 누름기준압력(Z^o _pr)을 지나 다시 누름문턱압력에 다다르는 시점(t_{pr , th +})은 스위치 off에 해당한다. 이 두 누름문턱압력 시점의 시간차이가 실질적인 누름유지시간(△t_pr)으로 정의될 수 있다. 이렇게 누름기준압력(Z^o _pr)을 정의하는 이유는 터치압력(Z_t,max)이 누름동작이 아닌 터치동작에서 생기는 경우에 우연하게도 누름문턱압력을 넘어서는 경우가 있을 수 있는데 이러한 경우 그 누르는 압력이 누름기준압력보다 일반적으로 작으므로 누름동작으로 오인하는 경우를 방지하기 위한 상수이다. 통상적으로 이 누름기준압력은 최소 누름압력보다 약간 작게 하여 우연하게 높은 압력을 수반하는 터치 동작으로 인해 누름스위치가 작동하지 않도록 하며 또 의도한 누름동작은 도 30b에 보이는 것과 같이 최대, 최소 누름압력이 누름기준압력보다 높게 되 므로 사용자의 의도적인 누름동작이 스위치 기능으로 작동하게 하여주는 기준 상수인 것이다. 일반적으로 노트북에 쓰이는 터치패드는 탭핑에 의한 기능버튼 수행을 이미 사용하고 있다. 도 30c는 터치패드를 탭핑할 경우에 발생되는 압력의 변화를 보여주고 있는데 이 때 발생하는 압력의 최대치를 탭핑압력(Z_tap)이라고 하면 실제로 탭핑압력이 터치압력 혹은 누름압력과 동일한 경우가 발생할 수도 있다. 하지만 탭핑을 인식하는 것은 탭핑압력보다는 터치의 단락이 이뤄지는 시간이다. 즉 도 30c에 보여지는 것처럼 터치지속시간 △t_tap과 touch-off 시간 △t_off가 일정한 시간 내에서( △t(t)₁<△t^o _tap, △t(o)₁<△t^o _tap : 여기서 △t^o _tap는 사용자가 정할 수 있는 탭핑 기준시간) 연속으로 이뤄지면 탭핑 기능을 실행하게 된다. 이러한 조건은 우연히 손가락이 터치패드에 닿을 경우(도 30c의 △t_{tap ,2}에 해당) 터치지속시간이 탭핑기준시간(△t^o _tap)보다 길거나(△t_{tap ,2}>△t^o _tap) 터치 단락시간이 탭핑기준시간(△t_off,2>△t^o _tap )보다 길어져서 우연한 터치가 탭핑 기능으로 잘못 작동하는 것을 막아주게 되는 것이다. 이러한 탭핑기능을 담당하는 영역은 핸드폰의 몸체로 터치패드(3101)가 둘러싸여 있는 영역(도 31의 (S)1, (S)2, (S)3, (S)4, (S)5, (S)6 영역)으로 정하는 것이 탭핑하는 동안 터치패드가 눌려지는 것을 막아주므로 탭핑을 자유롭게 하여 준다. 원리상으로 탭핑에 의한 압력의 변화로 기능버튼의 기능을 수행할 때와 누름동작에 의한 압력변화로 기능버튼의 기능을 수행할 때 압력이 지속 되는 시간의 패턴이 구분 되므로 굳이 탭핑영역((S)1, (S)2, (S)3, (S)4, (S)5, (S)6)과 누름영역(3102)을 구분할 필요가 없이 도 31B의 우측터치패드와 같이 요철부분을 실질적인 터치패드의 가장자리까지 확장하고 탭핑영역과 중첩되어 각각의 문자 혹은 숫자를 대표하는 영역을 더 넓게 하는 방안도 가능하다. 이 경우 손가락이 각각의 영역을 쉽게 파악하게 하여 문자입력이 쉽게 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명의 열 번째 구성은 핸드폰에 설치된 터치패드에 할당된 각각의 문자의 영역이 크지 않아 문자입력을 위한 누름동작 중에 손가락의 위치가 변하여 원하지 않는 문자의 입력이 발생할 수도 있는 문제를 보완하는 방법이다. 즉 누름스위치(도 5, 도 7)를 누르거나 혹은 터치패드에 압력변화를 발생시키기 위해 터치패드를 누르거나 도 23b에 보이는 바와 같은 별개의 스위치를 누르는 동작을 할 때에 손가락의 관절운동으로 인해 손가락의 접촉면이 변하더라도 압력이 가해지는 시점의 손가락의 위치가 대표하는 문자를 입력하도록 하는 방안이다. 이러한 본 발명의 구성에 대한 설명이 도 32에 잘 나타나 있다. 예를 들면 문자 'jkℓ'를 입력하는 과정 중에서 문자 'k'를 입력하기 전후만의 압력변화를 살펴보면, 손가락이 문자 'j'에 해당하는 영역의 중심 위치(X=X_{1 .5})로부터 오른쪽으로 움직여서 문자 'k'를 나타내는 영역의 중심위치(X=X_{2 .5})로 옮겨져서 'k'를 입력하고 다시 오른쪽으로 문자'ℓ'을 입력하기 위해 문자'ℓ'을 나타내는 영역의 중심 위치(X=X_{3 .5})로 이동하는 과정 중에 변화압력을 도 32b가 보여주고 있다. 가상 이상적인 입력과정이 도 32b-(A)이다. 손가락이 터치상태를 유지하며 X=X_{2 .5}인 위치에 도달하여 손가락의 움직임 이 없이 압력을 가하여 누름기준압력(Z^o _pr)에 도달한 다음 터치상태를 회복하고 문자'ℓ'을 나타내는 영역으로 이동함을 보여준다. 하지만 실제로는 도 32b-(B), (C), (D)에 보여지는 형태의 압력변화가 일어날 수 있는데 이 중에서 도 32b-(D)의 경우 누름압력이 누름기준압력(Z^o _pr)에 도달하여 문자입력이 일어나는 시점에서의 문자는 의도하였던 'k'가 아니고 'ℓ'로 변하여 다시 입력하여야 하는 문제가 발생한다. 이를 보완하기 위한 본 발명의 구성이 누름문턱압력(Z_{pr , th} - threshold pressure of pressing)의 활용이다. 도 32b에서 보는 바와 같이 누름문턱압력(Z_pr,th)은 누름기준압력(Z^o _pr)과 터치기준압력(Z_tch) 사이에서 사용자의 편리성에 따라 다음 식에 의해 결정되는 변수이고 사용자는 상수 를 결정하면 된다.

Z_{pr , th} = Q_{pr , th} (Z^o _pr - Z_tch)

여기서 Q_{pr , th}는 사용자가 지정하는 비례상수로서 대략 0.5 < Q < 0.9의 범위에서 결정되며, Z^o _pr와 Z_tch는 터치패드의 초기화 과정에서 이루어지게 되는데 Z_tch는 사용자가 통상적으로 자신이 늘 사용하는 방식대로 손가락을 터치패드 위를 움직일 때 터치압력의 최대치에 해당하는 값이다. 그리고 Z^o _pr는 지정된 영역을 사용자가 일상적으로 사용 시처럼 누름으로서 얻어지는 누름압력 중에 최소치(Z_p,min)의 90%에 해당 하는 값이며 이 역시 사용자가 임의로 결정할 수 있지만 Z_{pr , th}보다는 큰 값이어야 한다. 이렇게 누름문턱압력(Z_{pr , th})을 정하여 실제로는 누름압력(Z_pr)이 누름기준압력(Z^o _pr)에 이르렀을 때(t(X_{pr , th -}))에 누름문턱압력(Z_pr,th-)이 대표하는 문자- V (X(Z_pr,th-))-와 누름기준압력이 대표하는 문자, -V(Z^o _pr)-를 비교하여 이들이 동일하면 V(Z^o _pr)을 다를 경우에는 V(X(Z_{pr , th -}))를 입력하게 하는 보정방법이 본 발명의 구성이다. 즉 어느 경우에도 입력문자는 V(X(Z_{pr , th -}))이 되므로 항상 V(X(Z_{pr , th -}))을 입력하는 것이 본 발명의 구성이다. 따라서 도 32b-(D)와 같은 압력변화과정에서도 사용자가 의도한 문자를 입력하게 된다. 다만 우려되는 부분은 실질적으로 누름기준압력이 낮아지는 효과를 가져와 우연히 터치압력(Z_tch)이 커져서 누름문턱압력(Z_pr,th)에 이르는 경우이다. 만약 이렇다고 하더라도 실제로 사용자가 입력을 의도하지 않는 경우는 터치압력(Z_tch)이 누름기준압력(Z^o _pr)에까지는 이르지 않게 되어 문자입력이 되지 않는다. 따라서 누름문턱압력의 설정은 문자입력압력을 낮추어서 터치과정 중에 입력을 하게 되는 오류를 발생시키지 않고 다만 사용자의 의도대로 문자가 입력되도록 타이핑의 정확성을 올려주는 효과만을 가져오게 된다. 이러한 본 발명의 문자입력 오류 보정방법 구성에 부가적으로 가상키보드 상에서 문자입력포인터가 움직임에 따라 포인터가 위치한 곳을 대표하는 문자를 나타내는 영역의 배경을 밝기가 다르거나 색깔을 달리하는 방법을 제공하면 사용자가 현재 포인터가 위치한 곳을 쉽게 인지할 수 있고, 문자입력이 한결 쉽게 되며 더 나아가 문자입력을 실행할 때 입력문자에 해당하는 영역의 배경이 또 다른 색으로 변화를 가져오면 실제 문자입력에 있어서의 오류를 더욱 쉽게 인식할 수 있도록 해 준다. 이렇게 문자입력의 정확성을 위해 도입된 누름문턱압력은 또 다른 기능을 수행하는데 이용된다. 다름 아닌 키보드에서의 shift키의 기능과의 연관성이다. 도 32c-(B)는 가상 이상적인 누름압력변화과정을 가로축을 좌표변화에 따른 압력변화와 시간 변화에 따른 압력의 변화를 보여주고 있다. 특히 시간변화에 따른 압력변화는 누름과정을 좀 더 정확히 압력변화를 보여주는데 문자입력이 실제로 일어나는 시점을 누름압력이 누름기준압력에 다다랐을 때가 아니고 누름압력이 누름기준압력보다 작아져서 다시 누름문턱압력에 이르렀을 때(X=X_{pr , th +})에 문자의 입력이 이루어지게 된다. 이렇게 하는 이유는 누름기준압력을 유지하는 시간 즉 누름유지시간 (△t_pr=t(X_{pr , th +})-t(X_pr,th-))이 정해진 누름기준시간(△t^o _pr)보다 길어질 경우 키보드의 shift를 눌러주는 효과를 가져오게 하기 위함이다. 이를테면 도 15b에 나타난 바와 같이 영문자의 경우 대문자 소문자를 구별하여 입력하기 위해 기능버튼을 추가로 눌러줘야 하는데 이를 누름기준시간을 설정함으로서 누름압력의 지속으로 동일한 효과를 가져오게 할 수 있는 것이다. 따라서 본 구성의 Z_{pr , th -}는 switch-on 기능을 Z_{pr , th +}는 switch-off 기능을 담당하는 것이다. 다만 본 구성과 같이 누름지속시간에 따른 shift 기 능을 부여할 경우는 굳이 기능버튼을 눌러 shift키의 효과를 수행할 필요가 없게 된다. 다만 지속적으로 second key set(영문자의 경우 대문자에 해당)을 이용하여야 할 경우는 기능버튼을 이용하여 cap-lock 기능을 작동하는 것이 편리하다. 따라서 본 발명에서는 이러한 shift key의 유지를 위한 기능버튼의 기능도 도 31에 보여지는 터치패드의 외곽((S)1, (S)2, (S)3, (S)4, (S)5, (S)6)영역을 탭핑 함으로서 구현될 수 있다. 따라서 영어의 대문자와 같이 second key set의 연속적이 사용이 필요한 경우는 Caps Lock 기능을 이용하여 shift 기능을 유지하고, 문장의 첫머리에 대문자로 쓰여야 하는 영문자와 같이 가끔 쓰이는 shift 기능은 누름압력 지속에 의해 구현하는 것이 본 발명의 구성이다. 이러한 누름압력의 지속을 이용한 구성 원리가 도 32c-(B)와 도 32d-(B)에 나타나 있다. 도 32c-(B)는 문자 'K'를 입력하는 예를 도 32d-(B)는 'k'를 입력하는 예를 보여주는데 가로축이 X좌표를 표현하는 경우 도 32d가 더 오랫동안 누름동작이 유지되는 것으로 착각할 수 있지만 중요한 것은 시간에 따른 압력변화도표에서 누름시간(△t_pr)이 누름기준시간(△t^o _pr)보다 오랫동안 유지하느냐의 여부이다. 따라서 누름지속시간은 오히려 도 32c가 더 길다. 즉 도 32c-(B)와 도 32d-(B)에서 누름기준시간(△t^o _pr)은 흐린 영역으로 표시되어 있는데 도 32c-(B)의 경우는 누름시간이 그 기준시간보다 긴 경우(△t_pr >△t^o _pr)이고, 32d-(B)의 경우는 누름시간이 그 기준시간보다 짧은 경우(△t_pr<△t^o _pr)여 서 전자는 'K'를 후자는 초기누름문턱압력(Z_pr,th-)에서의 대표문자인 'k'를 입력하게 된다. 이러한 본 구성의 문자 보정과정을 흐름도로서 나타낸 것이 도 33이다. 이상은 터치패드의 압력에 의한 문자입력스위치 기능을 설명한 것이지만 도 5, 도 7 및 도 23b의 기계적인 스위치를 이용하여 문자입력을 실행하는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 도 32에 표시된 t(X_{pr , th -})와 t(X_{pr , th +})는 각각 이들 스위치의 작동시점(t_on)과 종료시점(t_off)에 상응하여 동일한 원리로서 입력문자를 보정하는데, 기계적 스위치가 작동하는 시점이 대표하는 문자-V(t_on)-가 스위치의 작동 종료시점이 대표하는 문자-V(t_off)-와 동일하면 V(t_off)을 동일하지 않으면 V(t_on)을 입력하는 것이다. 그리고 이와같이 기계적인 입력스위치(도 5, 도 7, 도 23b)를 이용하는 경우에도 누름압력에 의한 입력문자 보정방법을 같이 적용할 수 있는데 그 이유는 이들 기계적 스위치를 작동할 때 터치패드에 누름압력이 작동하게 되고 보통의 경우 스위치작동 시점(t_on)보다 누름문턱압력 시점(t(X_{pr , th -}))이 빠르게 되므로 V(t_off)와 V(t(X_{pr , th -}))이 동일하면 V(t_off)을 입력하고 다를 경우는 V(t(X_{pr , th -}))을 입력하는 방법이다. 이는 사용자가 선택할 수 있는 선택사양으로 제공되면 사용자의 누름동작 패턴에 가장 적합한 상황을 이룰 수 있게한다.

본 발명의 열한 번째 구성은 누름압력과 터치압력의 차이를 크게하는 방안이다. 정전용량 방식을 이용한 터치패드의 경우 터치패드가 압력을 계산하는 방식은 손가락이 터치패드를 누를 때에 손가락(3403)이 터치패드에 닿는 면적의 변화(△ A=A_p-A_t)를 이용하여 계산하는 것이다. 하지만 이는 터치패드를 손가락으로부터 보호하는 절연체(3402)가 비탄성체인 경우(도 34(D))이고 만약 도 34(C)에 보여지는 것처럼 절연체가 탄성체인 경우는 손가락이 터치패드를 눌러 줄 때에 터치패드위의 전극과 손가락의 거리가 △d₁만큼 짧아져서 아래의 정전용량 계산식에서 보는 바와 같이 면적의 변화만을 가져올 때보다 더 큰 정전용량의 변화를 가져오게 된다.

C = εA/d (1)

여기서 C는 정전용량, ε는 비례상수로 전극을 채우는 물질의 유전상수, A는 전극의 면적, d는 전극간의 거리이다.

결과적으로 터치패드의 압력 산출에 면적과 함께 거리도 영향을 미치게 되어 누름압력과 터치압력의 차이가 더 커지게 되어 압력변화에 따른 문자입력 방식이 더 정확하여 지는 것이다.

본 발명의 열두 번째 구성은 문자입력 시에 가장 많이 사용하는 스페이스와 오류수정을 위한 backspace의 실행을 가상키보드 상의 해당 키키를 눌러주는 대신에 도 35에 보이는 바와 같이 손가락의 좌우이동만으로 손쉽게 실행할 수 있게 해 주는 방법이다. 이러한 방법은 문자키에 해당하는 위치를 찾을 필요가 없이 단지 좌우로 손가락을 움직여 주면 되어 용이하게 실행할 수 있는 것이다. 그리고 좌우 터치패드를 활용하는 방안으로 우측터치패드가 스페이스를 좌측터치패드가 backspace를 담당하게 하는 방안은 좌우 터치패드위에 자연스럽게 손가락(엄지)이 놓이는 위치가 우측 손가락의 경우 터치패드의 좌측에 자연히 놓이게 되고 더욱이 관절 운동도 좌->우->좌로 이동하는 경우가 편리하기 때문이다. 하지만 굳이 이렇게 스페이스를 우측 손가락이 back space를 좌측 손가락이 담당하도록 고정할 필요는 없고 사용자 각자가 편하게 설정할 수 있도록 하면 된다. 말하자면 우측 손가락으로 시작지점이 좌측이냐 우측이냐에 따라 스페이스, back space 모두 실행하게 할 수도 있는 것이다.

본 발명의 열 세 번 째 구성은 터치패드를 하나만 이용하더라도 가상키보드 상에서 자판 전체를 구현할 수 있는 방법을 제공하는 것이다. 도 37a에 보이는 바와 같이 추가적인 보조 기능버튼(3701-L, 3701-R)을 배치하고 이 기능버튼의 하부에는 두 개의 스위치를 두어 이들 스위치 중에 적어도 하나가 눌러졌을 때는 기능버튼(2303L 혹은 2303R)이 눌려져 입력되는 문자가 가상키보드 상의 두 개의 키 조합 중에서 좌측에 해당하는 키의 문자로 된다. 이를테면 도 37b의 (IV)에서 커서를 가상키보드의 중간 열 4번째 키에 해당하는 'F'와 'L'의 조합에 옮긴 다음 기능버튼 2303R을 오른손 검지로 눌러주면 'L'이 입력되고 왼손 엄지에 의해 보조기능버튼 3701-R이 눌려진 상태에서는 'F'가 입력되게 된다. 즉 보조기능버튼(3701-L, 3701-R)이 추가되어 터치패드를 하나만 장착하여도 도 21a에 보여 지는 온전한 가상 키보드와 동일하게 구성할 수 있게 된다. 특히 공간적으로 터치패드 두 개를 장착하기 어려운 소형 디지털전자기기에서는 유리하게 적용될 수 있는 것이다. 더 나아가서 이러한 보조기능버튼의 장착은 일명 전화모드(세로모드) 작동에서도 기존의 키패드 전화기와 동일한 입력방법을 적용할 수도 있는 장점을 가져온다. 도 38에 보여지는 바와 같이 기능버튼 3701-L의 스위치1이 눌려져서 'on'상태에 있을 때는 세 개의 문자의 조합이 지정된 가상키패드의 각 키의 첫 번째 문자에 해당하는 문자가 입력되며 스위치2가 'on'되어 있을 때 는 각 키에 지정된 세 개의 문자의 조합 중에서 세 번째 문자가 입력되게 된다. 만약 보조기능버튼 3701-L(혹은 3701-R)이 눌려지지 않을 때는 세 개의 문자 조합에서 두 번째 문자에 해당되는 문자가 입력되게 되는 것이다. 더욱 문자입력을 편리하게 하는 것은 기능버튼(2303-L, 2303-R)을 사용자가 지정하는 일정한 시간(Tkey,p) 이상으로 눌러주면 대문자(alphabet의 경우 capital letter, 기타 언어의 경우는 second key set)가 입력되어 문자 입력이 한 결 간편해지는 효과를 가져 오게 된다. 이렇게 터치패드를 하나만 갖는 구조에서도 전화모드는 도 26b에 나타난 바와 같이 동일하게 적용될 있다. 다만 도 26b의 경우 전역모드를 담당하는 터치패드(2603)를 여분으로 갖는데 반해 도 38의 경우는 터치패드가 하나 뿐이서 전역모드와 전화모드를 동시에 실행 할 수 없고 그 중에서 하나만이 적용되어 커서의 움직임이 전역모드(변위좌표계) 혹은 문자입력모드(절대좌표계)로 작동되게 하는 점이 다를 뿐이다.

본 발명의 열 네 번째 구성은 기존의 키패드 핸드폰에도 보조기능버튼(3701-L, 3701-R)을 적용하여 문자입력이 용이하도록 한 것이다. 일반적인 키패드 핸드폰은 공간상의 제약으로 각 키에 2~3개의 문자를 지정하여 한번, 두 번, 세 번 누름에 따라 지정된 문자 중에서 첫 번째에서 세 번째 문자가 입력되도록 하였다. 하지만 이러한 복수 누름 방식에 의한 문자 선택은 동일한 문자를 연속으로 입력하여야 하는 경우 입력위치 이동 버튼을 중간에 눌러주어야만 동일한 문자를 연속으로 입력할 수 있게 되는 것이다. 즉 기존의 키패드 핸드폰에서 'cc'를 입력하기 위해서 는 도 40에서 보여지는 키패드 핸드폰을 예를 들어 설명하자면 'ABC'가 지정된 키를 세 번 누른다음 우측이동 키(>)를 누른 다음 다시 'ABC'가 지정된 키를 다시 세 번 눌러 주어야 한다. 총 7번의 키 누름에 의해서 'cc'가 입력되는 것이다. 이에 반해 도 40에 나타난 보조기능버튼을 장착한 키패드 핸드폰은 단 두 번의 키를 눌러줌으로 'cc'의 입력이 완성된다. 더욱이 대문자 'CC'를 입력하기 위해서는 대문자 선택을 위한 추가적인 키 작동이 요구되어 도 40에 보여 지는 본 발명의 구상은 입력의 효율성을 3~4배 증가시키게 된다.

본 발명의 열 다섯 번째 구성은 도 37에 보여지는 보조기능버튼을 이용하지 않는 대신 원래 두개의 기능버튼이 가상키보드의 각 키에 부여된 두 개의 문자를 각각 담당하게 하여 일반적으로 핸드폰에서 여러 개의 문자가 부여되어 각 키를 한 번 누를 때와 두 번 (혹은 세 번까지도) 연속해서 누름에 따라 각각 첫 번째와 두 번째 문자를 구현하는 방식을 대체하게 하는 것이다. 즉 이러한 구성의 예가 도 41에 보여지고 있는 바 도 41a는 도 37(a)의 (I)에 보여지는 보조기능버튼(3701)이 없고 대신에 좌우 기능버튼(2303R, 2303L)이 구비되어 포인터가 'O/P' 조합 키위에 위치할 경우 이 상태에서 좌측버튼(2303L)을 누르면 'O'를 입력하고 우측버튼을 누르면 'P'를 입력하게 한다. 여러 개의 문자가 하나의 키에 부여된다고 하여도 각각의 문자를 한 번의 누름 동작에 의해서 구분하여 입력할 수 있는 방법을 제공하게 된다. 도 41c는 'door opens'라는 문장을 입력하기 위해 가상키보드의 키를 누르는 순서를 보여주고 있다. 다만 굵은 테두리로 표시된 키는 우측기능버튼(2303R)의 누름을 의미하며 가는 테두리는 좌측기능버튼(2303L)의 누름을 의미한다. 그리고 도 41c의 굽어진 화살표는 도 35에서 설명된 바대로 터치패드 상에서 엄지가 좌우로 신속하게 움직이는 동작을 의미한다. 이러한 본 발명의 구성을 일반적인 키패드 핸드폰의 경우를 보여주는 도 43과 비교하면 키를 눌러주는 회수가 반 이하로 줄어듦을 볼 수 있으며 이러한 점이 본 발명의 열 다섯 번째 구성이 갖는 장점이다. 특히 도 37에 보여지는 기능보조버튼을 이용한 문장입력 방법에 비하여 사용자의 적응이 더 용이하다는 장점을 갖는데 이는 보조기능버튼을 이용할 경우 눌러 주는 동작이 양손을 모두 사용하여야 하는 단점을 가지는데 반해 도 41의 구성 요소는 좌우기능버튼 중에서 하나 만을 눌러 문자입력이 이루어지기 때문에 보다 더 직관적인 기능버튼 작동이 가능하다는 장점을 갖는다. 그리고 가상키보드의 문자배열은 도 41(a)에 보여지는 알파벳의 순서대로의 배열 혹은 도 37b의 (IV)에 보여지는 쿼티(qwerty) 폰의 좌우 문자배열을 조합한 형태 중에서 사용자의 편리성에 따라 선택할 수 있을 것이다. 도 42는 본 발명의 이러한 구성에 따른 문자입력 흐름도를 보여주고 있으며 흐름도의 핵심은 문자입력 논리에서 '문자입력을 위한 기능버튼'의 선택과정(4201)이다.

본 발명의 열 여섯 번째 구성은 열 다섯 번째 구성의 가상키보드를 한 손으로 작동시킬 경우에도 적용한 것이다. 즉 가상키보드의 각 키에 두 개의 문자 조합을 지정하게 한다는 점이 동일하고, 한 손으로 작동해야하는 이유에서 좌우기능버튼 모두를 사용할 수 없기 때문에 하나의 기능버튼을 한 번 누를 때와 두 번 누르는 경우를 구분하여, 한 번 누를 경우 두 문자의 조합 중에서 첫 번째 문자를 두 번 누를 경우 두 번째 문자를 입력하는 방식을 적용하는 것이다. 다만 도 43a에 보 여 지는 일반적인 키패드 핸드폰과 달리 실제 문자입력모드에서는 '통화'키가 필요 없으므로 가상키패드에서 생략되었고, 더 나아가서 '취소' 키도 생략되어 알파벳 26자를 각 키에 2개씩 지정하여 알파벳 모두를 지정할 수 있게 되었다. 이렇게 알파벳을 3*5 배열을 갖는 가상키패드에 적용할 경우 그에 상응하는 터치패드의 범위가 좌우 엄지로 담당할 수 있기에 그 작동은 더욱 용이하게 된다. 문자입력에 필요한 취소(back space)와 스페이스(space) 키는 도 35에 보여지는 방법으로 대체할 수 있기 때문에 알파벳을 지정할 수 있는 키의 숫자가 충분하여 각 키에 2개의 문자만 지정할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 구성을 일반적인 키패드 핸드폰과 비교하면, 도 43에 보여지는 일반적인 키패드 핸드폰은 하나의 키에 3개의 문자가 부여되어 경우에 따라서는 세 번 연속하여 키를 눌러주어야 하는 경우가 발생되고 이로 인해 문자 입력 작업의 양이 도 43에 보여지는 본 발명의 구성요소에 비해 두 배 이상 늘어나게 되는 것이다. 더군다나 일반적인 키패드 핸드폰은 동일한 문자를 연속으로 입력하기 위해서는 그 문자를 한 번 입력한 다음 방향키를(도 45b의 door의 'o'와 'o'사이에 해당하는 위치의 아래에 화살표 표시 - 4501') 눌러주고 다시 그 문자를 눌러주어야 한다. 이 경우 문자입력 문장에서 다음 칸으로 움직여주는 방향키는 키패드로부터 엄지의 관절운동 범위 중에서 가장 먼 거리에 위치하여 문자입력을 더욱 어렵게 하는 요인이다. 이를 극복하기 위한 본 발명의 고안은 터치패드로부터 손가락이 떨어졌다가 다시 터치패드에 닿게 될 경우(4401) 손가락의 움직임이 거의 수반되지 않으면서도 키패드의 방향키를 눌러주는 효과를 가져오게 된다는 점이다. 더 나아가서 손가락이 터치패드에 닿아 있는 상태에서도 손가락이 연 속으로 입력하고자 하는 문자의 영역을 벗어 났다 다시 그 문자의 영역으로 되돌아오게 되는 경우(4402)에도 키패드의 방향키를 눌러주는 것과 동일한 결과를 가져오게 된다. 도 44는 본 발명의 열 여섯 번째 구성의 작동 내용을 흐름도로서 보여주고 있다. 이 흐름도의 핵심은 각 키에 두 개의 문자만을 지정하여 세 번까지도 눌러야 하는 기존의 키패드 핸드폰의 단점을 극복하였다는 점과 26개의 문자를 하나의 엄지만으로도 담당할 수 있게 된 점이다. 더욱이 문자를 입력하는 과정에서 동일한 문자를 연속하여 입력하는 방법을 기존의 방향키(도 45의 4501)를 눌러주는 대신에 터치패드에서 손을 이격시켰다가 다시 닿는 방법과 현재 입력되고 있는 문자의 영역을 벗어나는 방법의 구현으로 손가락의 움직임을 확연하게 단축시켜 사용자의 편리성을 배 이상 증가시킨 점이다.

본 발명의 열 일곱 번째 구성은 기능버튼의 기능 즉 문자입력 실행 명령 도구로서 기능버튼 대신에 터치패드가 가지는 압력 센싱 기능을 이용하는 방법의 구현이다. 이론적으로 터치패드는 손가락의 접촉이 없는 상태의 압력을 '0'으로 하여 접촉이 이루어지면 그 값이 '0'보다 큰 값을 갖게 된다. 흔히 사용되는 정전용량을 이용한 터치패드의 경우 접촉하는 면적에 비례하여 압력 값이 산출되기 때문에 사람마다 손가락의 크기가 달라 모든 사람에게 동일한 누름압력(도 32의 Zpr)을 적용할 수 없으며 더욱이 도 44에 보이는 바와 같이 실제 터치패드를 작동시키는 엄지손가락이 터치패드 위를 움직일 때는 각 영역에 닿는 엄지의 면적이 터치패드의 좌측상단에 닿을 때(도 46(I)) 가장 크고 우측하단에 닿을 때(도 46(IV)) 가장 적게 된다. 따라서 도 32b~d와 도 33에서 설명되고 있는 터치압력(Ztch)과 누름압 력(Zpr)이 터치패드 전 영역에서 각기 다른 값을 갖게 되는 점을 고려한 사항이다. 그리고 도 32b~d와 도 33에서 터치 압력과 누름압력의 설정은 문자입력 중에 발생할 수 있는 착오를 방지하기 위한 수단으로 이용되었지만 본 구성요소에서 이들은 기능버튼의 기능을 대체할 수 있는 방법을 제공하게 된다. 즉 도 46(I)는 전화통화모드에서 '통화' 키를 누르는 동작을 보여주고 있는데 이와 같이 '통화' 키에 해당하는 터치패드 영역을 누를 때는 터치압력(Ztch)과 누름압력(Zpr)와 의 값이 160과 220이라고 하면 도 46(IV)에 해당하는 '#' 키에 해당하는 터치패드 영역을 누를 때는 터치압력(Ztch)과 누름압력(Zpr)이 70과 100에 이른다. 이와 같은 차이는 터치패드가 산출하는 압력 수치가 실제 기계적인 압력을 측정한 것이 아니라 터치패드가 이용하는 압력 환산 방식에 의해서 얻어지기 때문이다. 예를 들면 정전용량을 이용하는 터치패드 포인팅장치의 경우 그것이 산출하는 압력은 물체(손가락)가 터치패드에 닿게 되는 면적에 상응하는 값이어서 면적의 변화가 없는 압력의 증가는 터치패드가 측정할 수 없게 된다. 마찬가지로 실제로 물리적인 압력의 변화가 없는 경우에도 물체가 터치패드에 닿는 면적의 변화가 발생하면 터치패드는 압력의 증가를 산출하게 되는 것이다. 이러한 점은 터치패드 혹은 터치스크린과 같은 2차원적인 평면 형태의 포인팅장치들이 갖는 일반적인 상황이다. 따라서, 문자입력의 실행에 해당하는 누름기준압력(Z^*pr)을 터치패드의 모든 영역에 일정한 상수(C^*pr)로서 지정한다면 터치패드의 어떤 영역에서는 손가락이 접촉만 하여도 입력이 이루어지고 어떤 영역에서는 아예 입력이 이루어지지 않는 경우도 발생한다. 예를 들면 누 름기준압력을 130으로 지정할 경우 '통화' 키에 해당하는 터치패드 영역을 누르는 압력 값(실질적인 힘에 의한 압력이 아니라 정전용량의 변화에 따라 터치패드의 논리회로에서 계산된 값)은 이 기준치보다 항상 초과하여 손가락이 접촉만 하더라도 입력이 되고, '#'의 경우 엄지를 아무리 눌러도 이 누름기준압력을 초과할 수 없어서 문자입력이 이루어지지 않는 문제가 발생한다. 이와 같은 문제는 엄지에 의한 터치패드 작동이 엄지의 관절운동에 의해서 이루어지기 때문에 엄지의 관절이 굽혀져 있는 경우 손톱에 가까운 엄지부분이 터치패드를 닿게 되어 닿는 면적은 최소화되고 엄지의 관절이 펼쳐져 있는 경우 엄지의 지문이 발달되어 있는 넓은 부분이 닿게 되어 닿는 면적이 크게 되는 이유에서이다. 이러한 엄지의 닿는 면적의 변화를 고려하여 각 키 영역마다의 누름기준압력을 설정하는 것이 본 발명의 열 일곱 번째 구성이다. 특히 핸드폰을 초기화시킬 때 도 47에 보여지는 바와 같이 누름기준압력의 설정과 좌표계의 조정이 동시에 이루어지는 것이 본 발명의 마지막 구성요소이다. 따라서 도 47의 흐름도에서 누름기준압력(Z^* _pr)은 각 키 영역에서의 값을 의미하며 누름문턱압력(Z^* _{pr , th})도 각 영역마다 정의되는 상수이다. 이에 반해 도 36에서의 누름기준압력(Z^o _pr)은 터치패드를 누르거나 기능버튼을 누르는 동작에서 손가락의 이동이 발생할 경우 입력하고자 하는 문자가 아닌 다른 문자의 입력이 이루어지는 경우를 방지하기 위한 원칙의 설명으로 설정된 값이다. 따라서 만약 이 값이 터치패드 전영역에 통일된 값을 의미한다면, 이를 터치패드 작동상 누름압력값 으로 적용하는 것은 실질적으로 불가능하다. 다만 이것이 가능하기 위해서는 엄지가 터치패드에 닿는 면적을 항상 일정하게 유지하게 하여야 하며 그러기 위해서는 엄지의 관절운동이 아닌 팔 혹은 손의 평행운동에 의해 터치패드위에서 운용되어야 한다. 따라서, 이러한 손가락 혹은 팔의 평행운동에 의한 동작은 휴대용 디지털기기를 운용하는 인체의 움직임은 너무나 인체공학적이지 못해서 이러한 동작으로 터치패드 압력 인식 기능을 이용한 기능버튼의 구현은 이룩할 수 없게 된다. 이상의 본 발명의 열일곱 번째 구성을 정리하면 터치패드의 기본 기능인 포인팅기능 외에 기능버튼 기능을 부가하여 문자입력을 보다 용이하게 하고자 하는 것이며 이를 위해서는 사용자마다의 특성을 맞추어 문자입력의 용이성과 정확성을 확보하기 위해 초기화가 수반되며 이 과정이 도 47에 정리되어 있다. 이러한 초기화 과정이 필요한 이유는 계산식(1)에 표시된 바와 같이 사용자 각자가 터치패드를 눌러주는 손가락의 크기가 다르고, 손가락이 터치패드에 닿는 방향에 따라 그 면적이 달라지기 때문에 이를 보정하는 과정이 누름기준압력 설정이며, 더불어서 터치패드를 닿는 손가락이 터치패드의 한 점에 닿는 것이 아니고 일정 영역에 닿기 때문에 사용자는 손가락이 어느 점을 지칭하는지 알지 못한다. 따라서 사용자가 손가락으로 느끼는 각 키의 중심을 지칭한다고 느끼는 지점과 이 지점에 해당하는 가상키보드 혹은 가상키패드 상의 각 키의 중심을 일치 시키는 것이 입력좌표계 설정단계이다. 모든 키를 눌러줘서 각 키에 해당하는 누름기준압력을 설정과 동시에 X'-Y'좌표계가 자동으로 설정될 수도 있고 도 47에 표시된 바와 같이 각각의 설정 작업을 독립적으로 진행할 수도 있다. 그 어느 과정으로 진행되든 누름기준압력 설정과 입력좌표계 설정이 끝나면 탭핑시간 설정 단계가 이어지고 각 사용자마다 탭핑설정시간을 달리 할 수 있으므로 초기화 단계에서 탭핑시간 설정이 이루어지면 탭핑에 의한 수 많은 기능의 부여가 가능하여 져서, 실제 휴대용 디지털기기의 기능버튼의 수효를 줄일 수 있게 되며 궁극적으로는 모든 기능버튼을 생략할 수 있게 되어 기능버튼이 차지하는 공간을 다른 목적 이를테면 디스플레이 화면이 차지하게 하여 화면의 크기가 커질 수 있게 된다.

본 발명의 열여덟 번째 구성은 열 일곱 번째의 구성과 달리 사용자마다 다른 손가락의 크기에 관계없이 터치패드 상에서 가상키보드 혹은 가상키패드의 각 키에 해당하는 영역의 누름 기준압력이 터치패드 상의 영역에 관계없이 일정한 상수를 갖게 하는 방법이다. 이를 간단히 설명하면 정전방식을 이용하는 터치패드의 경우 식(1)에 근거하여 손가락이 가하는 압력이 증가함에 따라 접촉면적(A)과 거리(d)가 정전용량이 증가하기 때문에 정전용량 값을 압력 값에 대응되는 것을 이용하는 것이다. 구체적으로 설명하면 단순히 접촉(touch)하는 경우와 누름(pressing) 동작의 경우 손가락의 터치패드로부터의 거리에 차이를 둘 경우 단순히 접촉에 의해 발생되는 압력 값(터치압력, Zt)의 범위가 누름동작에 발생하는 압력 값(누름압력, Zp)의 범위보다 항상 낮게 하여 이들 수치 경계에 누름압력 문턱 값(누름기준압력)이 설정될 수 있도록 하는 것이다. 식(1)에서 Z를 S(접촉면적)와 d(손가락의 터치패드로부터의 이격거리)의 함수로서 나타내고 이를 삼차원 그래프로 표시하면 도 48(A)와 같이 표시될 수 있다. 다만 Z가 임의의 단위로 표시됨으로 식(1)의 비례상수 (ε)는 10으로 하였는데 이는 실제 터치패드의 압력값을 측정한 도 49와 도 50의 수치와 유사하게 하기 위한 상수값으로 실제 물질의 유전율과 관련된 상수이며 일반적으로 공기의 경우는 '1', 종이의 경우는 '3', 고무의 경우는 '7'정도의 값을 가지기 때문에 터치패드센서부와 손가락 사이에 놓이는 보호층이 고분자재질임을 감안할때 근사치에 해당한다. 실제로 터치패드와 손가락의 거리가 '0'인 경우 압력 값(Z)가 무한대가 되고, 도 49에서는 본 구성의 설명을 위한 도식적인 의미에서 x와 y의 범위를 임의로 0.03 < x < 0.1, 0.5 < y < 1.0으로 설정하였다. 그리고 이들 변수의 단위를 cm와 cm2으로 고려할 경우, 실제적인 상황을 대략적으로 나타내게 된다. 도 48(A)는 d와 S의 연속적인 변화에 따른 Z(압력) 값의 변화를 나타내는 경우이고, 도 48(B)는 S(접촉면적)는 주어진 범위 내에서 연속적으로 변화하되, d(손가락의 이격 거리)는 터치동작과 누름동작의 경우 △d 만큼 구분되어 불연속 구간(0.03<d_p<0.037, 0.088<d_t<0.1)으로 표현되고 있다. 도 48(B)에서 볼 수 있는 바와 같이 이격거리 △d가 설정되어 손가락의 터치패드로부터의 거리가 터치동작과 누름동작에서 구분이 될 수 있다면 터치동작에서 발생하는 압력 값의 범위(도 48(B)에서 Zone 'T' - touch zone-에 해당)은 누름동작에서 발생하는 압력 값의 범위(도 48(B)에서 Zone 'P' - pressing zone-에 해당)보다 항상 낮게 되어 터치패드 전 영역에 하나의 누름기준압력을 설정할 수 있게 하여 준다. 이는 터치패드가 압력을 산출하는 원리가 정전용량의 변화에 기인하고 있기 때문에 터치면적(S)의 변화보다 손가락이 터치패드로부터의 이격거리(d)가 산출된 압력 값(Z)에 더 크게 영 향을 미치는 것을 보여준다. 이러한 이격거리의 압력값에 대한 영향을 이용한 방법으로 터치패드 전 영역에 걸쳐서 하나의 누름기준압력을 얻기 위해 터치패드의 손가락이 닿는 면에 탄성체 막을 입혀 손가락이 터치패드에 닿아있더라도 힘을 주어 누르기 전에는 항상 손가락이 터치패드로부터 일정한 간격을 유지하도록 하였다. 도 49과 50은 상용화되고 있는 터치패드를 이용하여 탄성체가 없는 경우(도 50)와 1mm 두께의 탄성체를 터치패드에 붙인 경우(도 49) 얻어진 압력 값을 각각 보여주고 있다. 도 49와 도 50에서 압력값의 분포를 용이하게 표현하기 위해 4가지의 3차원 그래프를 보여주고 있는데 각각의 경우 (A)와 (A')는 동일한 방향에서 높이를 달리하여 바라본 모양이고 (B)와 (B')는 (A)와 (A')를 180도 회전한 방향에서 같은 높이로 바라본 모양이다. 먼저 도 50은 탄성체가 없는 상태에서 4cm*6cm 크기의 터치패드를 도 46의 형태로 파지하고 터치패드의 외곽의 폭 1cm의 영역을 제외한 2cm*4cm 크기의 내부영역을 손가락을 닿게 하여 측정한 압력값(Z)이다. 도 49과 도 50에 보여지는 그래프의 (x, y) 좌표계의 (0, 0)는 도 46에서와 같이 터치패드를 파지한 상태에서 터치패드의 좌측하단을 나타내고, (2, 4)는 우측상단을 나타낸다. 도 50(A)에서 볼 수 있는 바와 같이 누름압력(Z_p)은 118~255의 분포를 보여주고, 터치압력(Z_t)는 90~155의 분포를 보여주고 있다. 이들 압력의 분포를 면으로 나타낸 것이 S_t(surface of touch pressure)와 S_p(surface of pressing pressure)이며, S_c(surface of criteria)는 터치압력의 최대치를 보여주는 고정면(flat surface)이다. 이미 본 발명의 열일곱번째 구성에서도 설명하였지만 도 50에서 보여주는 터치 압력과 누름압력의 분포는 탄성체가 없는 터치패드를 이용할 경우 터치패드 전 영역에 하나의 누름기준압력을 설정할 수 없음을 보여주고 있다. 하나의 예로 누름기준압력을 터치압력의 최대치(도 50의 S_c) 로 설정할 경우, 누름압력을 보여주는 압력표면 S_p가 기준압력 표면 S_c 이하로 떨어지는 영역에서는 아무리 손가락으로 터치패드를 누르더라도 누름동작에 이은 명령실행이 수행될 수 없는 것이다. 이를 극복하기 위해 누름기준압력을 터치압력의 최대치보다 작게 설정할 경우 즉 도 50에서 기준압력표면 S_c를 Z축 방향의 아래쪽으로 낮추는 경우 터치압력면이 기준압력표면위로 솟아오르는 영역이 발생하게 되고 이 영역에서는 단순한 터치만으로도 누름동작에 해당하는 명령이 수행되게 되는 오류를 발생하게 된다. 따라서 터치패드 각각의 영역에 상이한 누름기준압력을 설정하여야만 하는 이유를 도 50이 보여주고 있다. 이에 반해서 도 49는 탄성체가 터치패드의 터치면에 부착됨으로 하여 터치압력과 누름압력 값의 범위가 도 50에 비해 작아졌으며, 더욱이 누름압력면(S_p)이 터치압력면(S_t)으로부터 충분히 이격되어 누름기준압력을 터치압력의 최대치로 설정한다고 하여도 도 50에서 보여주는 문제점이 발생하지 않는다. 따라서 정전용량을 이용한 터치패드의 경우 터치상태와 누름상태에서 손가락의 이격거리의 차이를 유발할 수 있는 방법을 이용하여 터치패드 전 영역에 하나의 누름기준압력이 설정될 수 있도록 하여 터치패드에 수반되는 기능버튼스위치를 대체하는 것이 본 발명의 열여덟 번째 구성이다. 이 구성에 따르는 장점을 살펴보면, 도 22에 보여 지는 터치패 드의 밑면에 위치하는 스위치 혹은 도 23에 보여지는 터치패드의 별도의 기능 버튼 없이도 터치패드의 버튼기능을 수행하게 되어 많은 장점을 가져오게 된다. 일단 별도의 스위치가 설치될 경우 이를 작동시키기 위한 별도의 공간이 필요치 않으며 이들 스위치의 설치 공간을 다른 목적으로 사용할 수 있고, 기계적 혹은 전자적인 스위치와 달리 움직이는 부품이 없다는 것이 또 하나의 장점이다. 이 구성에 있어서 이격거리를 조정하는 방법으로는 탄성체를 이용하는 방법도 있지만 비탄성체를 이용할 경우 요철을 갖거나 판상형태에 일정간격의 구멍을 갖게 하여 요철형태에 해당하는 효과를 가져 오게 할 수도 있다. 이 경우 탄성체와 달리 이격 거리에 따라서 유전율의 변화가 발생한다. 즉 손가락이 터치패드의 요철부분에 닿아 있을 경우에는 손가락과 터치패드 사이에 공기 틈새(air gap)가 있어서 실질적인 유전율이 '1'에 해당하는 정전용량의 변화가 발생하지만 손가락이 누름상태에 도달하면 손가락과 터치패드 사이의 공기 틈새가 메워져서 유전율은 공기의 유전율이 아니라 손가락의 유전율로 변화되므로 식 (1)에 의거하여 정전용량의 변화는 손가락과 터치패드 사이의 이격거리 감소에 의한 증가 외에도 유전율의 변화에 의한 증가도 발생하게 된다. 이 경우는 탄성체가 없어도 탄성체의 신축에 의한 이격거리의 조절은 탄성체가 아닌 손가락의 탄성을 이용하게 되는 것이며, 탄성체를 사용할 경우 손가락이 터치패드에 전체적으로 접근하게 되지만, 이 경우에는 요(凹)부분에 닿는 손가락 영역만이 터치패드에 접근하게 되어 식(1)에 따른 이격거리의 변화에 비례한 정전용량의 변화는 요철이 없는 탄성체에 동일한 이격거리에서 상대적으로 작지만, 위에서 언급한 것처럼 터치패드의 요(凹)부분의 공기가 손가락으로 메워짐으로 해 서 정전용량의 변화가 동일한 수준에서 이루어질 수 있다. 즉 터치상태에서는 손가락이 터치패드의 요철(凹凸)의 철(凸)부분에 닿아 있다가 터치패드를 눌러줄 경우 손가락의 탄성에 의해 요(凹)부분에 이르게 되어 탄성체가 제공하는 이격거리에 해당하는 거리이동을 갖게 하여 탄성체를 터치패드에 부착하는 것과 동일한 효과를 가져 올 수 있다. 다만 요철형태의 경우 포인팅장치로 터치패드를 사용할 경우 평평한 면에 비해 표면의 요철로 말미암아 사용감이 떨어지는 단점이 발생할 수 있지만 요철을 이루는 면의 굴곡 혹은 요철의 폭을 조절할 경우 이러한 단점이 극복될 수도 있다. 본 구성을 요약하면 탄성체를 터치패드에 부착하여 터치동작과 누름동작을 구별할 수 있도록 각각의 경우 터치패드가 산출하는 압력값의 크기가 구별되어 단일 누름기준압력을 설정할 수 있도록 하는 것이다. 비탄성체의 경우도 터치패드의 터치면으로부터 손가락을 감지할 수 있는 거리까지의 두께로 터치패드에 부착하는 점은 동일하나 손가락의 탄성을 이용할 수 있도록 요철형태를 가진다는 점이 상이하다. 탄성체의 경우도 요철형태 혹은 홈을 만들어 손가락의 탄성을 이용할 수도 있다. 이는 다음에 설명하는 구성과 같은 경우에 이용될 수 있기 때문이다. 더 나아가서 폴리우레탄 스폰지 폼과 같은 탄성체의 경우 공기가 포함되는 영역이 있어서 동일한 이격거리의 변화에도 더 큰 정전용량의 변화를 가져오게 되고 터치상태와 누름상태를 구분하는 이격거리를 줄일 수 있는 방법을 제공하게 된다. 이런 이유에서 도 49에 보여지는 바와 같이 접촉상태와 누름상태가 이격거리 1mm 내에서 구분이 되는 것도 사용된 velcro loop 직물이 공기영역을 포함하고 있어서 누름상태에서는 이들 공기영역이 눌려져서 유전율이 원래 공기가 가지는 '1'에서 공기보 다 훨씬 큰 직물의 고유한 값으로 변화하기 때문에 정전용량 변화가 증폭되고 그에 따라 1mm 내외의 두께로 접촉상태와 누름상태를 구분하는 결과를 보여주는 것이다. 마찬가지로 밀도 0.44g/cm3의 1mm 두께의 폴리우레탄 폼 스폰지를 사용하여도 도 49와 같은 결과를 얻는데 이 역시 스폰지 내의 공기가 차 있는 부분이 압축될 때 공기가 제거되고 대신 우레탄스폰지로 채워지는 영역이 만들어져 그에 따른 유전율의 변화가 일어나서 새끼 손가락과 같이 조그만 손가락으로 스폰지를 눌러주어도 엄지 손가락이 터치패드(엄밀하게는 터치패드에 부착된 스폰지에)에 닿아 있을 때보다 더 큰 압력(정전용량)을 유발한다. 이와 같이 유전율이 가장 낮은 공기를 이용할 경우 식(1)에 보여지는 변수인 손가락이 닿는 면적(S)과 이격거리(d) 중에서 터치패드로부터 손가락의 이격 거리에 의해 정전용량의 변화를 결정되도록 하는 것이다. 이럴 경우 터치패드는 접근 센서(Proximity sensor)로서 작동할 수 있는데 이는 터치패드를 누르는 압력에 따라 거리가 가까워지기 때문에 압력 센서(Pressure Sensor)로서의 기능도 발휘하게 하는 것이다. 이와 같은 공기를 이용한 정전용량의 변화를 적용한 터치패드의 구조가 도 78b1와 78b2에 도시되어 있다. 도 78b1는 탄성체로서 스폰지를 이용하는 방법이고 도 78b2는 스폰지 대신에 키보드의 러버돔스위치(Rubber Dome Switch)처럼 손가락이 닿는 부분의 아래 부분이 빈 공간으로 되어 있는 구조이다. 이 두 가지 경우의 차이는 스폰지의 경우 공기 층이 스폰지 내부에 균일하게 분포되어 있는데 반해 러버돔스위치 구조에서는 하부에 공기층이 분포하는 구조를 가져 터치패드가 눌려질 경우 이들 공기층이 얇아져서 손가락이 터치패드를 직접 닿게 되는 구조이다. 도 78b2의 러버돔 스위치 형태의 장 점은 도 78b1에 보여지는 스폰지를 이용한 방법에 비해 그 구성이 단순하고 부품 제조가 실리콘러버(silicon rubber) 판(plate, 7851')에 돌출부분(7852')의 형상의 구조를 사출(injection)하는 공정으로 용이하게 이루어지는 점을 들 수 있으며 더욱이 실제 터치패드와의 부착에도 한 번의 공정으로 마무리 될 수 있는 장점을 가진다. 도 78c는 도 78b에 보여지는 구조를 실제 조합하였을 때의 모양을 보여주고 있다.

본 발명의 열아홉 번째 구성은 본 발명의 구성 즉 내장이든 외장이든 기능버튼의 기능을 갖는 터치패드 방식을 단순히 터치에 의해 명령실행을 수행하는 터치스크린 방식의 스마트핸드폰에 적용하는 것이다. 터치스크린방식이나 터치패드 방식이나 2차원 좌표계에 기반을 둔 유저인터페이스(User Interface)에 이용된다는 점에서는 동일하지만 터치패드 방식은 커서를 이용하여 메뉴 선택 후에 명령 수행을 위해 스위치를 작동시키지만 터치스크린 방식은 메뉴선택과 명령실행이 동시에 이루어져 별도의 스위치가 필요하지 않다는 점에서 서로 다른 특징을 갖는다. 특히 터치스크린이 메뉴선택과 실행이 동시에 이루어지기 위해서는 화면상의 메뉴 특히 가상키보드를 이용할 경우 그 크기가 손가락으로 쉽게 선택할 정도로 커야하는 점이 터치패드 방식에 비해 단점으로 작용하고 이러한 이유에서 화면을 작게 만드는데 한계가 있다. 만약 스타일러스 펜을 이용할 경우 좁은 공간에 메뉴 혹은 가상키보드를 배치할 수 있지만 일의 능률의 저하를 가져와서 손가락으로 직접 화면을 터치하는 방법에 비해 선호도가 떨어진다. 이에 반해 터치패드 방식은 화면의 메뉴가 작더라도 포인터를 이용하여 메뉴를 선택할 수 있기 때문에 터치스크린 방식에 비 해서 화면의 크기가 작더라도 문제가 되지 않으며, 특히 가상키보드를 손으로 직접 작동시키기 위한 소형 휴대용 디지털 기기에 더욱 적합하다. 이러한 터치패드의 장점을 터치스크린 방식의 스마트핸드폰에도 적용하는 것이 본 발명의 열아홉 번째 구성이다. 이는 터치패드를 디지털기기의 화면과 별도의 공간에 설치하는 것이 아니고 디지털기기의 화면위에 배치하고 도 49에 보여지는 터치압력과 누름압력의 구분에 의해 터치스크린방식과 터치패드 고유의 방식을 혼용할 수 있게 하여주는 방법이다. 다만 이를 위한 터치패드는 투명한 터치패드를 이용하여야 하는데, 이미 상용화 되고 있는 시냅틱스사의 클리어패드(Clearpad)와 같은 투명전극이 적용된 터치패드가 적용될 수 있다. 이미 앞 단락의 열여덟 번째 구성에서 설명한 바와 같이 투명 터치패드를 디지털기기의 위에 배치하되 터치스크린 방식으로 사용하고자 할 경우에는 터치패드위에 탄성체와 같은 손가락 이격 물질을 장착하지 않고 손가락이 닿을 경우 터치패드가 누름압력 값을 산출하여 메뉴실행을 위한 터치 동작으로 명령실행이 이루어진다. 그리고 통상적인 터치패드 방식으로 사용하고자 할 경우 탄성체와 같은 손가락 이격 물질을 장착하여 터치하였을 경우 단순히 포인팅 기능만을 수행하고 손가락으로 터치패드를 눌러 주었을 경우에만 실행명령이 수행될 수 있도록 버튼 기능을 담당하게 하여 주는 방법이다. 이러한 구성의 장점은 터치패드가 화면에 적용된 스마트폰의 경우를 보여주는 도 51와 단순히 터치패드를 별도로 갖는 핸드폰의 경우를 보여주는 도 26b를 비교하면 잘 알 수 있다. 도 51의 스마트폰은 터치패드가 핸드폰의 화면위에 배치됨으로 도 26b(B)에 보여 지는 터치패드를 위한 공간이 별도로 필요하지 않으며, 더욱이 손가락이 놓이는 가상키보 드(5101)상 키의 위치를 화면상에 직접적으로 확인할 수 있어서 더욱 직관적인 디지털기기의 형태가 되어 사용자의 편리성이 더욱 증가하게 되는 장점도 가져오게 된다. 터치패드위에 놓이는 탄성체가 가상키보드를 가로막지 않게 하기 위해 불투명한 탄성체(5103)의 경우 가상키보드의 각 키에 해당하는 위치에 구멍을 갖거나 실리콘 젤 및 발포 스폰지(foamed sponge)와 같은 투명한 탄성체(5102)를 이용하여 가상키보드를 사용자가 확인하게 할 수 있으며, 더 나아가서 이러한 탄성체가 띄었다 붙였다 할 수 있는 경우에는 화면 전체를 활용할 수 있게 된다. 예를 들면 핸드폰으로 영화 감상과 같은 경우 탄성체를 떼어내어 터치스크린 모드로 전환하여 전체 화면을 이용할 수 있게 해 주는 장점도 가져온다. 사용자의 편리성을 위해 손가락을 터치패드 터치면으로부터 이격시키기 위해 부착되는 탄성체를 힌지형태의 구조물로 디지털기기에 고정시켜 터치패드에의 탈,부착이 용이하게 할 수도 있다. 본 구성에 따라 터치스크린 방식의 디지털기기를 터치패드와 같이 사용하게 될 경우 특히 가상키보드를 사용하는 문자입력방식에서는 손가락이 화면상의 가상키보드의 키를 가리게 되어 포인터(커서)가 가리키는 '키'를 눈으로 볼 수 없게 되는 상황을 극복하기 위해 도 52에 보이는 바와 같이 가상키보드외의 화면상의 영역에 현재 포인터(커서)가 위치해 있는 키를 보여 줌으로서 손의 위치를 보자 정확하게 원하는 키에 위치시킬 수 있게 된다. 탄성체로서 벨크로(Velcro)의 loops에 해당하는 직물은 복원력이 뛰어나면서도 실제 물리적인 누름압력이 터치압력과 거의 동일할 정도로 누름 동작에 힘이 들어가지 않는 탄성체여서 본 구성의 터치패드의 터치스크린에의 적용에 활용되면 누름동작에서 화면에 전혀 무리를 가하지 않고 더욱이 그 자 체가 탄성체이므로 외부 충격으로부터 화면의 손상을 막아주는 기능까지 할 수 있는 장점까지도 갖는다. 다만 그것의 불투명성으로 인해 도 51(C)에 보여주는 형태 즉 각 키의 중심에 해당하는 부분을 도려낸 형태로 이용될 수 있다.

본 발명의 스무 번째 구성은 도 23 혹은 도 52에 보여 지는 바와 같은 누름스위치 기능이 없는 일반적인 터치스크린 핸드폰의 경우 포인터 기능(화면상에 손가락을 대고 움직일 때, 그에 따라 화면 상의 활성 부분이 변화되는 기능)을 이용하여 문자입력을 손쉽게 이루는 방법에 관한 것이다. 이 구성은 터치패드의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 다만 터치패드가 터치스크린과 다른 점은 도 65에서 보여지는 바와 같이 포인터 위성 창이 필요 없다는 점이다. 왜냐하면 터치패드의 경우 손가락이 터치스크린과 달리 화면에 놓이지 않아서 가상키보드를 가리지 않으며, 더욱이 포인터 위성 창이 가상키패드에 직접 보여 질 수도 있기 때문이다. 본 구성의 핵심은 가상키보드를 화면에 배치하고 각 키에 해당하는 영역을 손가락으로 터치하여 입력을 이룬다는 점에서 일반적인 터치스크린을 갖는 핸드폰과 동일하지만, 상이한 점은 문자, 기호 혹은 숫자의 입력이 손가락이 화면을 터치할 때 이루어지는 것이 아니라 화면으로부터 떨어질 때 이루어지게 하여 기능버튼의 기능을 갖는 별도의 스위치가 없이도 기존의 터치패드만으로도 기능버튼의 기능을 가능하게 하는 것이다. 따라서 본 구성은 핸드폰 혹은 디지털기기의 화면에 손가락이 접촉된 상태에서도 일반적인 터치스크린과 달리 명령실행이 이루어지지 않고 터치패드와 같이 포인터를 이동시키는 기능을 담당하게 된다는 점이다. 그럼에도 불구하고 터치패드와도 다른 점은 손가락이 기기의 화면에 접촉하는 순간 명령을 실행할 수 있는 영역이 제한되며, 이렇게 제한된 영역이 포인터 위성 창(satellite window for pointer)에 표시되고 손가락의 움직임이 위성 창의 분할 된 영역에 포인터를 위치하게 하여 그 영역에 해당하는 문자, 기호, 숫자가 손가락이 기기 화면으로부터 떨어지는 순간 입력이 완성되는 것이다. 이러한 점을 도 54에 보여 지는 문자 입력을 예로 들어 설명한다. 기존의 T9 타입의 키패드를 이용하여 'u'를 입력하려면 'STU'가 지정된 키를 세 번 연속하여 눌러 주어야 입력되었다. 이에 반해 본 발명의 스무 번째 구성은 도 54(A)-I와같이 'STU' 키를 터치한 다음 오른 쪽으로 손을 움직인(도 54(A)-III) 다음 화면으로부터 손가락을 떼면 'u'가 입력된다. 즉 하나의 연속된 동작으로 T9 키패드의 'STU' 세 번 누름 동작과 동일한 결과를 가져온다. 심지어 'u'를 두 번 연속으로 입력하기 위해서 T9 키패드 방식의 문자입력 방법에서는 첫 번째 'u'를 입력한 후에 다음 문자 입력 단계가 시작되기 까지 일정 시간을 기다리거나 입력칸을 다음으로 이동시키기 위한 입력칸 이동 키를 눌러 주어야 하는데 본 발명의 구성에서는 이러한 지연 시간이나 부가적인 키 누름 동작이 필요하지 않다. 입력에 필요한 시간의 절약과 손가락의 피로를 획기적으로 줄일 수 있는 방법을 제공한다. 사용자의 편리성에 따라 각 키에 지정된 문자에 해당하는 영역이 활성키의 좌우만이 아니라 상하로의 배열도 가능하며 이는 도 58에 설명되어 있다. 그리고 도 55에 보여 지는 바와 같이 기호(I), 숫자(II) 및 2개 언어(한글↔영문, III)의 입력을 위한 가상키보드의 자판배열이 하나의 동작으로 이루어져서 일반적인 키보드와 같은 입력의 편리성을 가져 올 수 있는 장점이 있다. 그리고 한 손으로 파지 할 수 있을 정도의 휴대폰 및 디지털기기의 좁은 공간에도 full keyboard의 시각적 배열과 직관적인 사용방법의 구현이 이루어지게 한다. 이렇게 구현된 터치스크린은 본 발명의 열 아홉 번째 구성에서와 같이 완전한 터치패드의 기능을 구현하지는 못해도 제한된 터치패드 기능을 가져와 기존의 T9 시스템을 그대로 이용할 수 있다는 최대의 장점을 제공한다. 즉 본 구성에 적용되기 위해서 사용자들이 문자 배열 체계와 입력 방법을 새롭게 적응해야하는 장벽이 없다는 점과 입력에 소요되는 시간이 획기적으로 줄어드는 장점을 가져온다. 지금까지 알파벳의 경우 하나의 키에 세 개의 문자가 지정되어 많게는 하나의 키를 세 번 눌러야 하고 더 나아가서 이러한 문자를 두 번 연속하여 입력하고자 할 경우 여섯 번을 눌러야하는 단점이 있어 문자입력이 불편하게 되는 요인으로 작용하였다. 이에 반해 본 발명의 구성은 접촉에 이은 한 번의 움직임 즉 하나의 연속 동작으로 모든 문자 입력이 완성되어 입력 시간을 배 이상 줄여 주고 기호, 숫자, 외국어 문자의 혼용을 위한 자판 배열 변환도 문자 입력과 동일하게 손가락 하나의 연속된 동작으로 완성되는 장점도 가져온다. 이러한 구성의 장점은 도 59와 도 60에서 보여 주는 바와 같이 일본어와 중국어 입력방법에서 더욱 확실하게 나타난다. 일본어의 경우 일반적인 키패드 핸드폰의 경우 하나의 문자를 입력하기 위해 키를 5번까지 눌러 주어야 하는 불편함을 가지며, 중국어의 경우는 제한된 키 숫자로 인해 음절 하나하나를 알파벳으로 입력한 후에 변환시켜줘야 하는 불편함을 가진다. 이에 반해 본 구성에 의한 문자입력 방법은 일본어의 경우 일반적인 키패드 핸드폰과 동일한 문자배열을 가져 사용자의 적응이 쉬울 뿐만 아니라 손가락 한 번의 움직임으로 하나의 음절을 입력할 수 있게 하여 다섯 번까지 눌러 주어야 하는 불편함을 제거하여 주며, 중국어의 경우 각 음절의 구분이 이루어져서 각 음절을 일일이 변환할 필요가 없이 하나의 단어 혹은 한 문장 전체를 변환시킬 수 있는 방법을 제공하여 준다.

본 발명의 스물 한번 째 구성은 위의 스무 번째 구성의 확장이다. 즉 스무 번째 구성에서 문자입력은 임의의 키를 손가락이 접촉하면 그 키에 지정된 문자들을 한 방향으로 배열하여 가상키보드 상에 보여주고 이 배열 방향으로 손가락을 움직여서 입력하고자 하는 문자의 위치에서 손가락을 떼면 그 문자가 입력되는 구성인데, 본 스물 한번 째 구성은 손가락의 문자의 주배열 방향(primary direction)으로의 미끄럼 동작에 이어서 손가락이 접촉된 상태에서 주배열 방향에 수직인 분기 방향(secondary direction)으로 미끄러지는 동작으로 각 문자의 속성에 변화를 주는 방법이다. 이와 같은 속성의 변화는 문자의 소리에 있어서의 높낮이 변화 혹은 음가의 변화 등이 속하며 그 속성 변화의 특징은 맨 처음 손가락이 닿는 키에 지정된 모든 문자에 동일한 규칙으로 변화를 가져오는 것이 바람직하다. 이렇게 주 배열 방향과 분기 방향(secondary direction)에 의한 추가적인 문자배열은 더 많은 문자의 지정이 가능하게 하여 핸드폰의 키패드가 가질 수 있는 문자의 수를 증가시키는 방법을 제공하게 된다. 다만 분기방향으로의 배열은 새로운 문자의 첨가가 아니라 주배열 방향으로 배정된 문자에 공통으로 적용되는 변화를 가져오게끔 하여 각 키에 주배열 방향에 따른 문자들만을 가상키패드 혹은 터치패드에 표시하여도 사용자가 분기방향에 따른 문자 속성의 변화를 쉽게 인지할 수 있도록 한 것이 본 구성의 특징이다. 특히 한글의 경우 도 63에 보여지는 자판 배열은 모음의 경우 두 개의 배열 방향을 갖더라도 각각이 독립적이기 때문에 모든 모음 문자가 한 번의 손가락 직선 움직임으로 입력될 수 있게 한다. 본 구성은 손가락만이 아니라 스타일러스 펜을 이용한 PDA 등에도 적용될 수 있으며, 이 경우 각 문자에 할당되는 화면상의 키의 크기가 3배 이상 커질 수 있어(하나의 키에 3개의 문자를 지정할 경우) PDA 사용자들이 하나의 문자만이 지정된 좁은 영역의 키를 선택하는 것보다 3배나 넓은 영역의 키를 쉽게 선택하고 이어지는 스트로크(손가락움직임에 해당)를 통해 보다 신속한 문자입력이 가능하게 된다.

본 발명의 스무 두 번째 구성은 하나의 키에 두 개의 문자가 지정된 경우 기준문자는 지정된 키 영역을 손가락이 접촉하였다가 이격하는 순간에 입력되고 나머지 비기준문자는 지정된 키 영역을 벗어난 영역에서 손가락이 이격되면 입력이 되도록 하는 것으로 도 66에 보여지는 것처럼 비기준문자를 입력하기 위해서 방향을 고려할 필요가 없이 문자가 지정된 키영역 밖으로 손가락을 이동하여 터치패드 혹은 터치스크린으로부터 손가락을 이격하여 입력시키는 방법으로 사용자가 손가락의 움직임을 고려하지 않아도 되는 장점을 부여한다.

본 발명의 스무 세 번째 구성은 터치패드 혹은 터치스크린이 접촉상태와 누름상태를 구분하는 기능을 가질 경우 접촉상태에서 입력되는 문자와 누름상태에서 입력되는 문자를 구분하는 방법을 제공하는 것이다. 즉 도 67에 보여지는 바와 같이 가상 키패드 혹은 가상키보드의 키에 두 개의 문자가 지정된 경우 기준문자는 접촉상태에서 손가락이 이격되는 경우에 입력되고, 비기준문자는 누름상태를 거쳐서 손가락이 터치패드 혹은 터치스크린으로부터 이격되는 경우에 입력되도록 하는 방법을 제공한다. 만약 하나의 키에 n 개의 문자가 지정될 경우 기준문자는 접촉상태에서 이격되는 경우에 입력되고, 나머지 비기준문자는 누름 횟수에 따라 순서대로 입력되도록하면 일반적인 키패드에 비해 누름 횟수가 1회 감소하는 결과를 가져오게 된다. 영어 알파벳의 경우 각 키에 3개의 문자가 지정될 경우, 어떠한 문자도 2번의 누름으로 입력될 수 있는 방법을 제공하여 한층 용이한 문자입력 방법을 제공하게 된다. 본 발명의 이러한 구성은 누름스위치가 터치패드 전 영역에 적용되는 것 뿐만 아니라 각 키에 국한된 스위치를 갖는 장치에도 적용될 수 있는데 터치패드 전 영역에 적용 될 수 있는 구성은 미국특허 5854625(출원인 Synaptics, Incorporated, San Jose, USA)를 한 예로 들 수 있으며, 각 키에 국한된 스위치를 갖는 경우는 미국특허 7151528(출원인 Cirque Corporation, Salt Lake City, USA)을 예로 들 수 있다. 터치패드 전 영역에 적용되는 구성은 이미 설명되어 생략하고 각 키에 국한된 스위치를 갖는 경우를 도 78의 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 도 78의 터치패드 장치는 일반적인 키패드폰의 키패드 하부에 터치패드가 설치되어 핸드폰 화면의 조작을 터치패드를 이용하여 할 수 있도록 한 구조이다. 즉 숫자 및 문자의 입력은 키패드를 눌러서 통상적인 키패드 핸드폰과 동일한 조작 방법을 할 수 있도록 한 것이다. 이러한 구조에 본 구성을 적용하면 물리적인 키(7820) 영영과 가상키보드의 키 영역을 1:1로 대응시킨 다음 손가락이 키(7820)를 닿았다가 떨 어지면 기준문자를 입력하고, 키를 한 번 눌렀다 손가락을 떼면 스위치(7832)가 off -> on -> off 되어 비기준문자의 첫 번째 것이 입력되며, 손가락이 키(7832)에 닿은 채로 연속해서 두 번 눌러 준 후에 손가락이 키로부터 떨어질 경우 비기준문자의 두 번째 것이 입력되도록 하는 방법이다. 도 78의 국부영역에 스위치를 갖는 터치패드의 경우에도 세개의 문자가 지정된 통상적인 T9 핸드폰자판의 경우에도 각 키에 지정된 문자를 동일한 확률로 사용한다고 가정하였을 때, 기존의 멀티탭핑 핸드론의 하나의 문자를 입력하기 위한 평균타수가 (1+2+3)/3 = 2회에서 본 구성이 적용될 경우 (1+1+2)/3=1.3회로 줄어드는 효과를 가져오며 특히 접촉만으로 기준문자가 입력되는 경우는 누름동작 자체가 없기 때문에 전체적인 입력 피로도는 훨씬 즐어들게 되는 것이다.

본 발명의 스무 네 번째 구성은 가상키패드 혹은 가상키보드를 구성하는 각 키영역이 비활성상태에서는 모두 일정한 영역을 가지지만 손가락이 키를 지정하는 영역을 접촉하여 그 키가 활성화되면 키를 지정하는 영역이 확장되어 문자입력을 안정적으로 유지시키는 것으로 도 68에 보여지고 있다.

본 발명의 스무 다섯 번째 구성은 접촉상태와 누름상태를 구분하는 터치패드의 경우 터치패드의 기능버튼을 터치패드의 누름상태(Depressed State)를 이용하여 대체하는 것이다. 도 69에 보여지는 것처럼 터치패드를 누름압력이 누름상태(Depressed State)에 해당하는 문턱값 이상에 도달하면 버튼상태가 down(ON) 상태로 전환되고 손가락이 터치패드로부터 이격되어 누름압력이 제거되면 버튼상태가 up(OFF) 상태로 전환되는 기능을 부여하여 터치패드를 조작하는 손가락으로 버튼의 기능까지도 담당하게 하는 것이다. 도 69-I에 보여지는 것처럼 터치패드를 눌러주어 누름압력이 문턱값이상에 도달하는 조작이 버튼을 눌러주는 것과 동일한 효과를 가져오고 손가락을 터치패드로부터 이격시키면 눌러 주었던 버튼을 원래 위치로 복원시키는 것과 동일한 효과를 가져오게 되는 것이다. 즉 도 69-I는 마우스 버튼의 클릭(Click) 동작에 해당하고, 도 69-II는 더블클릭(Double Click)에 해당한다. 이러한 기능은 노트북에 사용되고 있는 터치패드를 작동함에 있어서 두 손가락으로 심지어는 두 손으로 버튼조작에 따르는 불편함을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 아예 Buttonless Touchpad의 구현도 가능하게 한다. 더욱이 본 발명의 다른 구성에서 보여지는 바와 같이 한 손으로 작동하는 디지탈기기의 입력장치로 무버튼(Buttonless) 터치패드가 사용될 수 있으며, 문자입력과 함께 포인팅기능을 한 손가락으로 (주로 엄지) 이룰 수 있게 해 준다. 본 구성의 누름상태를 이용한 버튼기능의 담당은 기존의 마우스버튼 중 명령실행 버튼(오른손 잡이의 경우 왼쪽 마우스버튼)의 기능을 대체하고, 메뉴확장 버튼(오른손 잡이의 경우 왼쪽 마우스버튼)의 기능은 탭핑(Tapping)에 의해 수행될 경우 Two-button 마우스와 같은 기능 구현에 전혀 지장이 없게 된다. 본 구성에서 탭핑과 누름동작의 차이는 탭핑이 누름상태를 유발하지 않고 터치(Touch)상태 만을 이용하고 누름동작은 누름상태(Depressed)까지 도달하기 때문에 구분이 용이하면 더욱이 탭핑동작의 경우 터치(Touch)상태의 유지시간이 일반적인 누름동작에 따르는 누름(Depressed) 혹은 터치(Touch)상태의 유지시간보다 짧기 때문에 이러한 시간의 차이를 이용할 수도 있다. 버튼이 없이 터치패드가 이용되기 위해서는 드래그 혹은 스크롤(Scroll) 동작 의 버튼다운(Button-Down)상태를 유지할 수 있는 방법을 제공하여야 하는데 도 69-III와 IV가 누름상태와 터치상태를 구분하는 터치패드 입력장치에서 버튼없이 드래그 혹은 스크롤 동작을 구현할 수 있는 방법을 보여주고 있다. 도 69-III는 터치패드의 누름상태에서 터치(Touch)상태로 되면 버튼다운(Button-Down)상태가 유지되어 버튼홀드(Button-Hold)상태가 되도록하고 이후 손가락이 터치패드로부터 이격되어 터치오프(Touch-Off)상태가 되어야 비로서 버튼업(Button-Up)상태가 이루어지는 방법이다. 이러한 방법이 적용되면 마우스버튼이 없이도 드래그 혹은 스크롤 기능을 기능버튼 없이 터치패드만의 누름상태와 터치상태를 이용하여 구현하게 된다. 더 나아가서 도 69-IV에 보여지는 바와 같이 터치패드 누름상태에서 터치오프(Touch-Off)상태로 전환되더라도 그 전환시간(손가락 이격에 해당하므로 이하 '이격시간(t_r)'이라 칭함)이 기준시간(이하 '이격기준시간(t_r°)'이라 칭함)보다 길 경우 버튼홀드(Button-Hold)상태를 유지하도록 하면 드래그 혹은 스크롤 동작에서 불가피하게 손가락을 터치패드로부터 이격하여야 하는 경우에도 버튼업(Button-Up)상태를 유발하지 않고 드래그 혹은 스크롤 동작을 지속할 수 있게 하여준다. 이를 보다 자세히 설명한 것이 도 71(C)와 (D)이다. 즉 도 69-III의 구성대로라면 도 71(C)와 (D)의 과정 II는 터치오프(Touch-Off)상태가 되었기 때문에 버튼업(Button-Up)상태가 되어 드래그 혹은 스크롤 동작의 완료가 이루어져야 하지만 이격시간이 기준시간(도 71(C) 및(D)의 t_r°)보다 길어서 버튼업상태가 아닌 버튼다운(Button-Down)상태를 유지하고 이후 이격시간(t_r)이 기준시간(t_r°)보다 작은 경우(도 71(C))에만 버튼업(Button-Up)상태가 되고 기준시간(t_r°)보다 큰 경우(도 71(D))는 버튼다운(Button-Down)상태를 그대로 유지하게 된다. 즉 터치상태와 이격기준시간(t_r°)을 이용한 버튼다운(Button-Down)상태의 유지가 본 구성의 요지이다.

본 발명의 스무 여섯 번째 구성은 터치패드의 크기와 터치패드와 연결된 화면장치이 크기의 차가 커서 터치패드 상에서 손가락 움직임이 반복적으로 이루어져야 포인팅 기능이 완수되는 경우를 대비하여 손가락이 터치패드로부터 이격 되더라도 버튼상태가 off 상태로 변환되지 않는 영역을 제공하여 드래그 및 스크롤 기능을 구현할 수 있는 방법을 제공하는 또 다른 구성이다. 도 70에 보여지는 바와 같이 드래그(Drag) 기능이 수행되는 이동 거리가 터치패드 상하, 좌우 거리보다 크게 될 경우 손가락이 터치패드의 가장자리에 이르면 손가락이 터치패드로부터 이격되어 드래그하던 반대 방향으로 되돌아가서 손가락을 다시 터치패드에 접촉하여 드래그 동작을 지속하여야 하는데 기존의 터치패드 포인팅장치는 버튼이 있어서 버튼을 누른 상태에서 손가락이 터치패드로부터 이격하여 드래그 동작을 지속할 수 있지만 본 발명의 스무 다섯 번째의 구성에 해당하는 도 69-III에 보여지는 방법이 적용될 경우 손가락이 터치패드로부터 이격 될 경우 터치오프(Touch-Off)상태가 되어 버튼업(Button-Up)상태를 실행시키므로 문제가 발생 되는 것이다. 이를 극복하기 위해 도 69-IV의 방법이 이용될 수 있지만 이 방법 이외에도 도 71에 보여지는 바와 같이 터치패드의 비활성영역을 이용하는 방법을 이용할 수 있다. 비활성영역(도 71에서 활성영역(7003)을 제외한 영역)에서는 손가락이 이격 되더라도 버튼업(Button- up)상태를 유발하지 않고 버튼홀드(Button-hold)상태를 유지시켜 손가락이 터치패드에 다시 접촉하여 버튼다운(Button-down)상태가 유지된 상태로 드래그(drag) 동작을 지속할 수 있게 하여 주는 것이다. 비활성영역은 손가락의 터치패드로부터의 이격됨으로인해 터치오프(Touch-off)상태로의 전환이 이루어져도 버튼 상태는 유지시켜주는 기능을 가지만 다른 기능에는 활성영역과의 차이가 없다. 즉 비활성영역에서도 누름압력이 누름상태 문턱값보다 크게 되면 버튼다운(Button-down)상태로의 전환은 이루어져서 클릭, 더블클릭할 수 있는 영역에 하등의 제한은 없어서 본 구성에 의해 터치패드의 포인팅기능에 지장이 유발되지 않게 된다. 본 구성은 도 22에 보여지는 기계적 바닥스위치(Bottom SW)를 갖는 터치패드에도 적용될 수 있는데 바닥스위치가 on 되었다 off 상태로 변환되더라도 손가락이 터치패드에 접촉된 동안(touch-hold)에는 on 상태와 동일한 명령이 실행되도록 하는 방법이다. 즉 [SW-On]상태를 -> [Button-down]에, [SW-Off]를 -> [Button-up]에 대응되는 명령실행에 더불어서 [SW-On]에 이어지는 [SW-Off & Touch-On]상태를 [Button-down] 명령실행으로 이행하는 것이다. 이는 드래그 동작 중에 바닥스위치(Bottom SW)를 계속 눌러 줄 경우 손가락 피로감과 기계적인 장애 유발 요인도 제거할 수 있게 한다.

본 발명의 스무 일곱 번째 구성은 접촉상태와 누름상태를 구분하는 터치패드의 경우 누름압력 문턱값과 접촉상태 문턱값이 각각 하나의 기준값을 가지는 것이 아니라 누름동작시와 누름동작해제시, 접촉동작시와 이격시의 누름압력의 기준값을 달리하여 누름상태와 접촉상태를 안정적으로 유지하도록 하는 방법을 제공한다. 만약 접촉상태와 누름상태를 위한 문턱압력을 각각 하나의 기준값을 가질 경우 이 기준 값 근처에서 누름압력이 머물게 될 경우 비접촉상태 <-> 접촉상태 <-> 누름상태의 변환이 반복적으로 일어나는 문제가 발생하는데, 도 72와 같이 비접촉상태에서 접촉상태로 전환될 때 적용되는 누름압력의 문턱 값(Z_touch)이 접촉상태에서 비접촉상태로 전환될 때 적용되는 누름압력의 문턱 값(Z_detouch)보다 크게 하여 일단 접촉상태로 전환되면 두 개의 문턱 값의 차이(Z_touch - Z_detouch)보다 큰 누름 압력의 감소가 없으면 비접촉상태로의 전환이 쉽게 이루어지지 않도록 한다. 마찬가지로 비접촉상태에서는 누름압력의 문턱 값(Z_touch)보다 작은 압력이 가해지는 경우 이를테면 사용자가 의도하지 않은 사소한 접촉 혹은 터치패드의 예민한 감도에 의해 손가락이 터치패드에 접촉되지 않은 상태에서라도 터치온(Touch-on)상태로의 전환을 방지할 수 있게 하여 준다. 누름상태에 적용되는 누름압력 문턱 값도 접촉상태에서 누름상태로 전환될 때 적용되는 기준 값(Z_depress)이 누름상태에서 접촉상태로 전환될 때 적용되는 기준 값(Z_{press - up})보다 크게 하여 누름상태가 안정적으로 유지되게 하며 이는 클릭과 더블 클릭의 구분을 확실하게 하여 준다. 그리고 본 구성에 따른 버튼기능을 구현함에 있어서 기존의 버튼과 달리 터치패드를 눌러 주는 동작에서 포인터의 움직임이 발생하여 사용자가 원하는 포인터의 위치가 바뀌는 것을 방지하기 위해 누름압력이 누름상태 문턱 값보다 크게 되면 포인터가 정지되도록 하여 포인터 위치가 정지된 상태에서 명령실행을 할 수 있게 된다.

본 발명의 스무 여덟 번째 구성은 누름상태를 가지지 않는 일반적인 터치패드 혹은 터치스크린에서도 드래그 기능을 구현하기 위한 방법을 제공한다. 도 73에 보여지는 바와 같이 통상적인 클릭과 더블클릭은 각각 터치온-터치오프(7301), 터치온-터치오프-터치온(7302)의 간격이 정해진 기준시간(△t_interval)보다 작은 경우에 적용되어 이미 노트북 컴퓨터에 장착된 터치패드 등에 이미 사용되고 있다. 하지만 포인팅 작업에서 많이 사용되는 드래깅(Dragging) 작업의 경우 드래깅 구간이 길어질 경우 손가락이 터치패드 혹은 터치스크린으로부터 떨어졌다가 다시 접촉해서 드래깅 구간을 마쳐야 하는데 이때 터치오프 상태가 발생하여 터치온 상태를 유지해야 하는 드래깅 작업이 중단되는 문제가 발생한다. 이를 극복하기 위해서 드래깅(Dragging) 작업의 클릭-홀드상태를 해제하는 방법은 도 73(III)의 7303에 보여지는 클릭-홀드 상태에서 또 다른 클릭동작(7304)이 발생할 경우에 해제하도록 하면 단순한 터치오프에 의한 클릭-홀드 상태의 해제를 방지할 수 있으며 자유롭게 드래깅(Dragging) 작업을 완수할 수 있게 된다.

본 발명의 스무 아홉 번째 구성은 접촉상태와 누름상태를 구분하는 터치패드를 이용하여 하나의 키에 복수의 문자가 지정되어 문자입력을 구현하는 방법에 있어서 누름상태를 이용하여 각 키에 지정된 복수의 문자를 가상키보드 상에서의 확대 배열을 손쉽게 입력하는 방법이다. 즉 도 75f에 보여지는 바와 같이 가상키보드 상에서 원하는 문자가 지정된 키를 확인한 후에 누름상태에 이르게 하여 지정된 숨겨진 복수의 문자를 화면에 보여지게 한 다음 원하는 문자영역으로 포인터를 이동하여 원하는 문자영역이 선택되면 손가락을 터치패드로부터 이격하여 입력하는 방법이 다. 이러한 방법은 좁은 터치패드 영역에 다수의 키를 배열하여 통상적인 키패드 핸드폰의 키 숫자에 해당하는 분할된 터치패드 영역으로도 손쉽게 문자를 입력하도록 하는 방법이다. 하지만 이는 아래의 구성에 비해 키의 활성화를 위한 누름동작이 굳이 필요 없음에도 불구하고 활성키를 확실하게 선택하기 위한 방법이다. 이에 본 발명은 도 75aaa에 보여지는 바와 같이 손가락이 터치패드에 처음 닿는 부분에 지정된 키가 활성화되어 그 키에 지정된 다수의 문자가 화면에 펼쳐지는 경우 위의 설명과 달리 굳이 누름 동작을 취하지 않고 활성키에 지정된 다수의 문자를 손쉽게 선택할 수 있도록 하여주고 전혀 누름동작이 필요치 않은 입력방법을 제공한다. 하지만 문제는 터치패드에 손가락이 닿은 영역이 입력하고자 하는 활성문자 영역이 아닌 다른 키 영역일 경우 손가락을 떼었다가 다시 원하는 영역에 손가락을 닿게 하여야 하는 문제가 발생하며 더욱이 잘못된 영역에서 입력이 이루어질 경우 이를 수정해야 하는 과정을 거쳐야 하는 문제점을 발생한다. 이를 극복하는 방안은 손가락의 터치패드 접촉으로 이미 어느 하나의 키가 활성화되어 다수의 문자가 화면에 확대 나열된 경우에라도 활성키 이외의 영역으로 손가락을 이동한 다음 터치패드를 눌러줄 경우 손가락이 이동된 터치패드 영역에 해당하는 키가 활성화되는 방법이다. 이는 도 75aac에 도시되어 있으며, 일본어에서 이미 활성화된 키(あ행)를 다른 키(た행)로 변경하는 방법을 보여주고 있다. 즉 원하는 문자는 타(た)행인데, 실수로 아(あ)행을 선택한 경우 손가락을 터치패드에 닿은 상태에서 타(た)행에 해당하는 터치패드 영역으로 손가락을 이동하여 눌러주면 접촉상태에서도 타(た)행이 활성화되고 그에 지정된 문자들이 가상키보드 상에 확장 배열되어 선택될 수 있도록 한다. 이러한 손가락의 터치패드 접촉상태에서의 활성화키의 변경 방법은 터치에 의한 활성키 설정 방법에서 활성키의 선택이 잘못되었을 경우 쉽게 수정할 수 있는 방법을 제공하는 것이며 이러한 활성화 키 변경 방법은 터치에 의한 키 활성화를 손쉽게 적용할 수 있게 하여준다. 만약 손가락이 터치패드에 닿아 있는 상태에서 활성키의 변경이 이루어질 수 없다면 터치에 의한 키 활성화는 조심스럽게 더디게 진행되어야 하며, 특히 활성키 선정 오류로 인해 발생되는 문자입력 오류는 또 다른 불편함을 가져온다. 본 발명의 이러한 구성은 누름스위치가 터치패드 전 영역에 적용되는 것 뿐만 아니라 각 키에 국한된 스위치를 갖는 장치에도 적용될 수 있는데 터치패드 전 영역에 적용 될 수 있는 구성은 미국특허 5854625(출원인 Synaptics, Incorporated, San Jose, USA)를 한 예로 들 수 있으며, 각 키에 국한된 스위치를 갖는 경우는 미국특허 7151528(출원인 Cirque Corporation, Salt Lake City, USA)을 예로 들 수 있다. 터치패드 전 영역에 적용되는 구성은 이미 설명되어 생략하고 각 키에 국한된 스위치를 갖는 경우를 도 78의 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 도 78의 터치패드 장치는 일반적인 키패드폰의 키패드 하부에 터치패드가 설치되어 핸드폰 화면의 조작을 터치패드를 이용하여 할 수 있도록 한 구조이다. 즉 숫자 및 문자의 입력은 키패드를 눌러서 통상적인 키패드 핸드폰과 동일한 조작 방법을 할 수 있도록 한 것이다. 이러한 구조에 본 구성을 적용하면 물리적인 키(7820) 영역과 가상키보드의 키 영역을 1:1로 대응시킨 다음 손가락이 키(7820)를 닿으면 그 키 영역에 지정된 문자들이 도 75aaa에서와 같이 가상키보드 상에 확대 배열되고, 현재 활성키가 아닌 키의 위치로 손가락을 이동하여 눌러주면 그 키 에 지정된 문자들이 가상키보드 상에 확대 배열되도록 하는 것으로 터치패드 전 영역에 스위치센서가 있는 경우와 동일하게 문자입력을 할 수 있게 된다. 이러한 구조를 더욱 편리하게 이용하는 방법은 키패드의 스위치를 터치패드의 굳이 가상키보드의 키 영역과 물리적인 키(7820)의 영역을 1:1로 대응시킬 필요가 없이 물리적인 키는 단지 스위치 장치로만 사용하는 것이다. 즉 물리적인 키의 간격이 손가락보다 크더라도 누름동작이 어떠한 키라도 상관없이 누를 수 있어서 터치패드를 누름상태에 이르게 하면 된다. 즉 물리적인 키의 간격이 너무 넓더라도 키가 터치패드 영역을 누르는 동작이 많은 키 중에 하나 혹은 다수의 키를 눌러 키 포스트(7824)가 스위치(7832)를 작동시킬 수 있을 정도면 되고, 반대로 키의 간격이 너무 작아 동시에 여러개의 키를 눌러 여러 스위치를 작동시키더라도 이들 스위치를 병렬관계로 연결시켜서 이들 중 적어도 하나가 작동하면 누름동작이 이루어지도록 하면 되는 것이다. 결국 스위치가 한 개이든 복수 개이든 갯 수는 의미가 없고 총체적으로 이들 스위치가 단일화된 스위치 기능을 담당하면 되는 것이다. 같은 맥락에서 본 발명이 가지는 장점은 구조적인 면에서 터치패드는 고정이 되고 대신 터치패드 위에 위치한 탄성체만이 움직이게 되어 포인팅 작업 및 문자입력 작업에서 손가락의 움직임이 상대적으로 적고 힘도 적게 들어 그 만큼 뛰어난 효율성을 가지게 된다. 이러한 점을 보여주는 것이 도 78g이다. 특히 도 78g-(B)에서 점선으로 표시된 원형 부분은 누름상태를 나타내고 있는데, Cirque의 특허에서 터치패드 전체가 움직여야 하는 경우에 비해 단지 일부 탄성체 부분만 눌려지는 것으로 동일한 효과를 가져옴을 보여준다. 도 78g의 각 부품들은 도 78b의 것들과 동일하며 단지 터치패드 하부 에 있는 스위치를 눌러 줄 수 있는 기둥(7858)이 추가된 점이 상이한 점이다. 본 발명이 가지는 장점들이 가능하게 되는 것은 탄성체의 이용 뿐만 아니라 도 70에 보여지는 탄성체의 분할 사용과 더 나아가서 도 78에 보여지는 바와 같이 탄성체의 중앙에 구멍을 낼 수 있다는 점이며 Cirque의 특허와는 달리 터치패드 하부에 스위치(7832)를 가질 필요가 없이 단지 스위치 작동 느낌만을 줄 수 있는 회로가 연결되지 않은 똑딱스위치(7857)를 배치하여 사용자가 터치패드를 눌러 주었을 때 누른 느낌을 받도록 할 수도 있다.

본 발명의 서른 번 째 구성은 도 77에 보여지는 바와 같이 접촉상태와 누름상태를 구분하는 방법 즉 탄성체를 이용한 터치패드의 누름압력값의 이분화를 다중접촉 터치패드에 적용하여 기능버튼의 기능을 제공하는 것이다.

본 발명의 서른 한 번째 구성은 도 79에 보여지는 바와 같이 하나의 키에 다수의 문자를 지정하는 경우 그 키에 해당하는 터치패드 영역에 손가락이 닿았을 경우 키 주위로 좌우 대칭이 되도록 12시 방향으로부터 차례대로 지정된 문자를 배열하는 방법이다. 이렇게 배열하는 경우 오른손잡이, 왼손잡이 가릴 것 없이 항상 일정한 규칙을 적용할 수 있으며 특히 도 80에 보여지는 바와 같이 각 키에 지정되는 문자의 숫자가 동일하고 일정한 규칙을 가질 경우 각 키에 지정된 문자를 기억할 필요가 없으면 단지 각 키에 지정된 문자들의 특성만을 기억하면 되므로 손쉽게 문자입력 방법을 터득할 수 있게 되는 것이다. 따라서 본 발명의 터치상태와 누름상태를 구분하는 터치패드 입력장치는 도 75aac에 보여지는 활성키 변환기능과 더불어 동일한 활성키를 연속으로 눌러줌으로 동일한 키에 지정된 여러 그룹을 가상키보드 순서적으로 배열하여 활성키에 바로 인접한 위치에 일정한 규칙으로 배열되어 한결 손쉽게 입력할 수 있는 방법도 제공하여 사용자의 취향에 따른 최적의 입력 방법을 채택하도록 한다. 즉 손가락 이동거리가 길더라도 누름 동작이 없는 경우를 선호하는 경우는 도 75c에 보여지는 바와 같이 각 키에 지정된 모든 문자를 가상키보드 상에 배열하여 사용자가 한 번에 선택할 수 있도록 하고, 반대로 손가락 이동 거리가 가능한 짧은 것을 선호하는 사용자에게는 일정한 규칙에 따라 하나의 키에 지정된 다수의 문자를 특성별로 그룹화하여 터치패드를 누르는 횟수에 따라 화면에 순서적으로 배열하여 손가락 이동을 가상키보드의 키 하나의 범위를 벗어나지 않는 방법을 선택할 수 있도록 한다.

본 발명의 서른 두 번째 구성은 도 81과 도 82에 보여지는 바와 같이 가상키보드에서 각 키에 두 개의 문자를 배열하여 한 번의 누름 동작으로 하나의 문자가 입력되도록 하는 경우로서 모음을 하나의 줄에 배열하여 초성, 중성, 종성을 갖는 문자의 입력이 용이하도록 한 방법이다. 이러한 방법을 위해서 열의 수를 5~7개로 조정할 수 있으며 도 81과 82는 열의 수를 5개로 고정한 예를 보여주고 있다. 중국어와 같이 모음의 변화가 적은 경우에는 터치상태만으로 입력이 가능하나, 한글이나 일본어와 같이 추가적인 배열이 필요한 경우는 누름상태도 이용하여 모음의 입력이 가능하게 할 수도 있다.

본 발명의 서른 세 번째 구성은 터치패드를 이용한 가상키보드 입력시스템에서 화면상의 가상키보드를 대신하여 입력상태를 터치패드에 표시하는 방법에 관한 것이다. 이는 핸드폰의 화면상에서 가상키보드가 차지하는 면적을 최소화하기 위한 방 안으로 도 78d에 보여지는 바와 같이 손가락이 접촉한 터치패드 영역과 동일한 가로좌표 혹은 세로 좌표를 갖는 영역을 조명하여 굳이 가상키보드를 보지 않더라도 현재 손가락에 의해 활성화된 가상키보드의 키를 확인할 수 있게 해 주는 구성이다. 낮과 같이 밝은 때는 활성키와 동일한 가로좌표 혹은 세로 좌표를 갖는 영역을 조명하여 확인하고, 밤과 같이 터치패드를 밝혀주어야 하는 경우에는 터치패드 전체 영역은 조명을 하고 단지 활성키 영역과 동일한 가로좌표 혹은 세로 좌표를 갖는 영역만의 조명을 사라지게 하는 방법으로 활성화된 가상키보드의 키를 확인할 수 있게 한다. 더 나아가서 도 78d, 78e의 활성키와 동일한 가로좌표 혹은 세로 좌표를 갖는 영역을 다른 색으로 구분하여 조명할 수도 있다. 본 구성을 위한 터치패드 구조는 도 78b-(A)와 (B)에 자세히 나타나 있다. 도 78b-(A)는 폴리우레탄 스폰지와 같은 탄성체를 이용한 경우이고 도 78b-(B)는 실리콘고무(Silicon Rubber)를 이용한 돔 형태의 탄성체 구조를 가지는 경우이다. 7852는 도 70에서 보여지는 바와 같이 탄성체를 터치패드(7854)위에 위치시키되 가운데 영역에 구멍을 만들어 핸드폰 본체(7855 - 보다 정확하게는 본체(7855)에 위치한 LED와 같은 발광체(7856))에서 발생 되는 빛을 손가락이 닿는 부분(7851)까지 투과시키도록 하는 것이다. 7852'는 불투명한 스폰지가 사용되지 않기 때문에 스폰지와 같이 가운데 영역에 구멍을 만들 필요는 없다. 다만 빛의 투과성과 핸드폰의 밀폐성을 추구하기 위해 터치패드 부착면(7853)은 투명한 재질을 이용하고 손가락 접촉부분(7851)은 반투명 재질 혹은 일부 투명한 영역(키에 지정된 정보를 표시하기 위함)을 갖는 불투명 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 이는 기존의 키패드 핸드폰의 각 키의 손가락 접 촉부분이 밝은 곳과 어두운 곳에서 모두 이용될 수 있도록 한 구성과 같은 것으로 단면 모식도와 조감도가 도 78c에 나타나 있으며 이를 터치패드와 수직방향으로 펼쳐져 보인 것이 도 78b에 나타나 있다. 그리고 이들 내부 발광장치에 의한 조명과는 별도로 터치패드의 바깥쪽에 터치패드의 가상키보드 배열과 동일하게 외부 발광체(7871, 7872)를 배열하여 가상키보드의 활성키의 위치를 확인시킬 수도 있다. 이러한 방법이 도 78f에 도시되어 있으며 이들 발광원이 늘 켜져 있는 상태에서 색을 달리하여 현재 가상키의 위치(7862)를 확인하게 하거나 아니면 가상키에 해당하는 위치의 발광체만을 켜서 위치를 확인하게 할 수 있다.

본 발명의 서른 네 번째 구성은 터치상태와 누름상태를 구분하는 터치패드를 이용한 가상건반악기의 구성이다. 도 83은 4cm*5.5cm 크기의 터치패드에 도 70의 구조를 갖는 5줄*7열의 키를 이용한 건반악기를 보여주고 있다. 본 구성의 건반악기와 앞서서 설명된 가상키보드를 이용한 입력장치는 터치패드를 작은 구간으로 나누어 이렇게 나누어진 영역을 가상키보드의 키에 대응시켜 터치패드 위에서 손가락의 움직임에 따라 가상키보드의 정보가 실행되도록 하는 점에서 동일하다. 하지만 건반악기의 경우는 가상키보드의 실행이 음의 발생이라는 점에서 문자입력장치와는 다른 점을 갖게 되며 이러한 다른 점 때문에 가상키보드 운용도 달라지는데 본 구성은 이러한 상이한 점을 구현하기 위함이다. 본 구성에서 예로 들고 있는 7줄*5열 구조의 가상건반 구조는 F3부터 B6까지 3옥타브를 넘는 음계를 갖는다. 도 83b의 가상건반 배열은 터치패드를 한 손으로 파지하고 작동하기 위한 구조이며, 도 83e에 보여 지는 가상건반배열은 가로배열 구조로 되어 있어 두 손으로 조작되지만 한 줄에 한 옥타브의 음들이 배열되어 세로배열의 구조보다 음의 배열에 대한 인지가 훨씬 용이한 장점을 가지도록 고안된 것이다. 도 83b는 이러한 가상건반과 음의 구체적인 배열을 보여주고 있으며 회색으로 표시된 부분은 손가락의 움직임을 편하게 하기 위해 중복되게 지정되거나(도 83b-(B)), 다른 기능을 부여하기 위해 음이 지정되지 않을 수도 있다(도 83b-(A)). 이들 가상건반의 각 건반에 해당하는 음은 피아노의 흰색 건반에 해당하는 음들이며 이 음들은 각 건반에 해당하는 터치패드 영역을 눌러 줌에 따라 발생한다. 하지만, 검은색 건반에 해당하는 음의 발생은 흰색 건반에 해당하는 터치패드 영역을 손가락을 접촉한 상태에서 가상건반에 해당하는 터치패드 영역을 벗어나면 반음 높은 음 혹은 낮은 음이 발생한다.(도 83c-(C)) 예를 들면 모든 경우에 반음 높은 음이 발생한다고 가정하면 D♭은 C#으로 대체할 수 있으므로 도 83c-(C)와 같은 손가락의 움직임으로 발생 되는 음은 도 83c-(A)에서 선택된 가상건반의 음보다 반음 높은 음이 된다. 도 83c-(C)와 같은 손가락의 움직임으로 발생 되는 음은 도 83c-(A)에서 선택된 가상건반의 음보다 반음 낮은 음이 될 수도 있다. 이는 사용자가 지정하면 되는 것이며 만약 반음 높은 음과 낮은 음을 각 가상건반에서 발생 되도록 구현한다면 도 83c-(C)에 보여지는 손가락의 움직임을 위쪽과 아래쪽을 구분하여 위쪽으로 움직일 경우에는 반음 높은 음이 발생되고, 아래쪽으로 움직일 경우에는 반음 낮은 음이 발생 되도록 하면 된다. 전자의 경우에는 'E'와 'B', 후자의 경우 건반 'C'와 'F'에는 해당되지 않는다. 왜냐하면 이들 각각의 경우는 이미 백색건반으로 음이 발생되기 때문에 굳이 도 83c-(C)의 구성을 이용한 음의 발생은 무의미하기 때문이다. 본 구성을 정리하면, 손가락이 터치패드를 접촉하는 지점은 발생 되는 음을 결정하게 되는데 도 83c-(A)와 같이 C5음에 해당하는 키를 접촉하면 이후의 손가락의 움직임은 손가락이 터치패드로부터 이격 되기 전까지는 C5와 관련된 음이 발생되는데 도83c-(B)와 같이 C5 키를 눌러주면 C5음이 발생되고, 손가락을 주위의 키로 이동시키면 반음 차이의 음을 발생하게 되며 이는 손가락이 터치패드로부터 이격 될 때까지 이어진다. 도 83c-(C)의 경우는 C5#의 음이 발생 된다. 본 구성의 장점 중의 하나는 음계의 변화에 따라 터치패드위의 키에 지정되는 음을 각 음계의 기준음에 해당하는 음을 지정함으로써 굳이 검은 건반에 해당하는 음을 발생시키기 위해 도 83c-(C)에 해당하는 터치/슬라이드 방식의 구성을 생략할 수 있으며 도 83e에 보여지는 가상건반에 명시된 음은 각 건반을 눌러 주었을 경우 각 음계의 기준음을 반음 처리하지 않고도 발생시킬 수 있게 된다. 예를 들면 도 83e-(B)는 A장조의 가상건반을 보여주고 있는데 A장조의 '미'에 해당하는 C5#음을 발생하기 위해서는 도 83d-(A)의 C5자리를 그대로 눌러주면 된다. 즉 모든 음계의 악보를 볼 때 모든 음자리에 해당하는 키는 C장조의 건반의 위치와 동일하여 음계가 바뀜에 따라 검은 건반에 대해서 크게 고려할 필요가 없고 단지 제자리표가 붙을 경우나 임시 반음 올림표나 반음 내림표가 표시된 음에 대해서만 원래의 음을 발생하기 위해 도 83c-(C)에 보여지는 방식의 건반 운용을 하면 된다. 더 나아가서 본 구성에 의한 가상건반은 멀티터치가 가능한 터치패드를 이용한다고 하더라도 터치패드의 좁은 공간에 여러 손가락을 이용한 화음을 반주하는 것은 불가능하므로 이를 위한 구성이 도 83e에 나타나있다. 이는 도 83c-(C)와 유사한 방식이지만 단지 다른 점은 손가락이 처음 닿은 터치패드의 위치 에서 벗어난 다음 이웃한 가상건반 영역에 이르러서 눌러주어야만 화음이 발생한다는 점이다. 이와 같이 하는 이유는 문자입력의 경우에는 화면상에서 이전의 문자를 삭제하고 새로운 문자를 입력하면 결과적으로 새로운 문자를 입력하는 것과 동일한 것이지만 악기의 경우 발생된 음은 삭제가 불가능하므로 원하는 음의 발생 전에 그 어떤 음도 발생해서는 안되므로 도83d-(B)와 (D) 과정에서는 아무런 음도 발생되지 않는다. 이점이 도 83c-(C)와 도 83d-(B)의 차이점이다. 도 83d의 예를 들어 설명하면 C5에서 예상되는 화음이 C-Chord 하나이거나, Cm-Chord를 포함하여 두 가지라면 도 83c-(C)와 같은 구성에 문제가 없다. 왜냐하면 손가락이 'C'에 해당하는 터치패드 영역을 접촉한 후에 상하좌우로 이동함에 따라 적어도 4가지 음, 즉 반음 높은 음, 반음 낮은 음, C-Chord, Cm-Chord를 각각 구분하여 발생할 수 있기 때문이다. 하지만 C-chord, Cm-Chord 외에 C7-Chord 등 2개 이상의 chord의 발생이 필요할 경우에는 이들 화음 발생을 위한 확장을 위해 도 83e의 방식 즉 처음 접촉한 터치패드 영역을 벗어나서 누름동작이 이루어져야지만 음이 발생하고, 이렇게 발생하는 음은 손가락이 처음 닿은 위치와 다른 위치에 지정된 음이 된다. 더 나아가서 도 83c-(C)의 손가락 상하 움직임에 의한 반 음 처리를 위한 구성이 될 경우, 좌우의 움직임에는 음색을 지정하는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들면 음의 발생이 터도 83c-(B)와 도 83d-(E) 같이 터치패드 영역을 눌러서 이루어졌든, 도 83c-(C)에서와 같이 원래의 영역에서 벗어나서 이루어졌든 관계없이 일단 발생 된 지점에서 추가적인 손가락의 좌우 움직임이 있을 경우 음색의 변화를 가져오는 것이다. 더구나 이러한 음색의 변화가 좌우 이동거리에 따라 변화될 경우 여러 악기의 혼성화가 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 핸드폰(도 1a)과 키패드를 대체하는 터치패드(104)를 장착한 핸드폰(도 1b)의 예로서 101은 전원스위치, 102(GUI/Phone mode 변환 버튼), 103(마우 스의 오른쪽버튼), 105(문자입력모드전환 버튼), 106(마우스의 왼쪽버튼)은 기능버튼을 나타내는데 통상적으로 컴퓨터에 사용되는 투 버튼 마우스(two-button mouse)의 실행버튼과 메뉴확장버튼 및 기타 핸드폰 사용에 따른 기능을 담당하게 되는데 버튼의 개수는 도 1b에 나타나는 바와 같이 4개에 제한될 필요는 없다.

도 2는 도 1b의 포인팅장치를 갖는 핸드폰을 파지한 모양으로 한 손으로(도 2a) 작동할 경우와 두 손으로(도 2b) 작동할 경우를 나타내고 있으며 터치패드(202) 위에서 손가락을 움직여 화면상의 가상 키패드(201)의 번호 4에 포인터를 위치시킨 다음 실행버튼(203)을 누름으로써 번호를 입력하게 된다.

도 3은 도 1(b)의 포인팅장치를 입력장치로 하는 핸드폰을 한 손으로 작동하는 경우 '47'을 입력하기 위한 과정을 나타내고 있다. 도 3a는 화면상의 가상키패드(301)의 번호 '4'에 포인터를 위치시킨 상태이며 도 3b는 실행버튼(303)를 누름으로써 화면상에 4를 입력하는 상황을 보여주고 있다. 도 3c는이미 '4'를 입력한 상태에서 추가로 '7'을 입력하기 위해 화면상에서 포인터를 번호'7' 위로 옮기기 위해 엄지가 터치패드(302)에서 아래로 이동하는 과정을 보여주며 도 3d는 '7'을 입력하기 위한 명령을 실행하기 위해 엄지가 터치패드에서 실행버튼으로 옮겨지고 누르는 동작을 보여준다.

도 4는 도 1b에서 보여 준 핸드폰의 경우 터치패드가 기능버튼(실행 버튼)의 기능 을 갖게 되면 기존의 버튼 배열의 핸드폰과 동일한 작동원리로 동작하게 되어 핸드폰 작동 시에 키패드를 갖는 핸드폰(도 4c, 4d)과 손가락의 움직임이 동일함을 보여주고 있다. 즉 포인팅장치를 눌러줄 경우 실행버튼의 기능을 가지고 되는 바, 47을 입력하는 과정을 도 3과 비교하여 보면 도 3b와 도 3d에서 이루어지는 기능버튼을 눌러주는 동작이 필요 없어지고 대신 4a에서 보여주는 바와 같이 터치패드에서 손가락을 움직여 화면상의 '4'를 선택하고 이어서 같은 위치에서 누름 동작이 이어져 '4'가 입력되는데 이는 도 4c에 나타난 기존의 핸드폰의 입력과 동일한 과정을 갖게 된다. 마찬가지로 '7'을 입력하는 경우도 '7'을 선택하기 위한 손가락의 움직임과 누름 동작(도 4b)이 기존의 핸드폰의 경우(도 4d)와 동일함을 보여주고 있다.

도 5는 기능버튼의 기능을 동시에 담당하는 터치패드의 일예를 도식적인 구조로서 보여준다. 501은 터치패드 본체이며, 502는 버튼스위치를 나타내는데 도 5a는 터치패드 본체가 눌리기 전의 상태를 도 5b는 터치패드 본체가 눌렸을 때의 상태를 나타낸다. 도 5c와 5d는 버튼스위치가 터치패드 본체의 옆에 위치하여 포인팅장치가 눌릴 때에 스위치가 옆 방향으로 작동되도록 하는 구조이다.

도 6는 기능버튼의 기능을 갖는 터치패드 뭉치와 버튼기능을 작동시키기 위해 터치패드 뭉치를 눌렀을 때(도 6b)의 모양을 나타낸다. 통상적인 터치패드의 경우 실행버튼 기능과 동일한 기능을 터치패드를 손가락으로 한 번 두드림(탭핑)으로서 담당하게 되는데 이럴 경우 손가락을 터치패드로부터 떼어지는 순간 포인터가 이동하여 실행하여야 할 명령이 이행되지 못하는 에러가 발생할 수도 있고 더 나아가 이러한 추가적인 손가락이 상하 움직임이 기존의 키패드 타입의 핸드폰에 비해 더 많은 에너지와 시간이 요구되어 번호 입력의 효율성을 떨어지게 되는 것이다.

도 7은 돔 스위치(703)를 터치패드(701)의 밑면 쪽에 적용한 것으로 돔스위치가 터치패드의 밑면에 닿는 부분에 배열되는 전극과 기타 전자소자 및 전기회로를 보호하기 위해 절연막(702)을 씌우고 탄성체 스페이서(705)로서 터치패드를 감싸 터치패드의 상하 움직임을 가능하게 하는 동시에 터치패드가 손가락으로 눌려지더라도 터치패드가 핸드폰에 닿는 부분에 틈새가 벌어지지 않게 한다. 바닥면(704)은 터치패드가 눌려질 때 돔 스위치를 고정시켜 on/off 기능이 작동하도록 하게 한다. 도 7a는 눌려지지 않았을 때의 상태를 보여주며 도 7b는 손가락이 터치패드를 눌러서 돔 스위치가 on 상태를 유지함을 보여 준다. 그림에서 돔 스위치의 위치는 터치패드의 가장자리 뿐만 아니라 중심부에 배열하여도 무관하며 단지 사용자가 터치패드를 작동 시에 무리한 힘을 주지 않을 정도로 돔 스위치의 개수와 위치를 정하면 된다.

도 8은 Querty Phone의 두 종류를 보여주는데 도 8a는 LG에서 생산 판매되는 모델 LG9200 Qwerty Phone으로 키보드가 슬라이드형태로 제공되며 도 8b는 Blackberry 8700 모델인데 키보드가 핸드폰의 전면에 제공되고 있다.

도 9는 본 발명이 제공하는 터치패드 두개(906L, 906R)를 사용한 핸드폰을 나타내고 있다. 두 개의 터치패드는 문자입력방식에서 두 개의 커서에 각각 연동되어 동작되며, 각각의 커서는 가상키보드의 영역을 반분하여 좌우 영역을 담당하게 된다. 그리고 네 개의 기능버튼(902~905)을 갖는데 이는 핸드폰의 사용 시에 각기 다른 기능을 수행하게 되며 이러한 기능버튼의 배열은 양 손 혹은 한 손으로도 포인팅장치의 기능을 충분히 수행할 수 있도록 한다. 그리고 문자입력의 편리성을 위해 일반적인 키보드의 자판(9a)을 그대로 사용할 수도 있고 3개의 자판 열을 갖는 단축 키보드(9b)을 사용할 수도 있다.

도 10은 본 발명에 의한 터치패드를 갖는 핸드폰의 예(도 10a, 10b)를 보여 주고 있는 바, 도 10c는 현재 삼성전자의 SPH-B3100 모델로서 화면의 가로보기와 세로보기가 가능하도록 double hinge를 사용한 기종이다. 이러한 가로보기와 세로보기가 가능한 대표적인 핸드폰 모델이 도 10f(SonyErrison Bravaio Phone W44S) ~ 도 10i(Motorola MPX)에 보여 지고 있다. 마찬가지로 본 발명의 포인팅 장치의 배열은 이메일이나 멀티미디어 플레이어 기능과 같이 가로보기가 유리한 경우와 단순히 전화기능 만을 위한 세로보기 경우 모두에 적용될 수 있으며 도 9에 나타난 바와 같이 키보드 입력장치의 기능을 갖는 QWERTY폰의 구조면에서는 도 8에 나타난 기존의 QWERTY폰에 비해 작은 공간에 키보드를 내장시킨 것뿐만 아니라 그래픽 유저 인터페이스(GUI - Graphical User Interface)를 제공할 수 있다는 점에서 그 장점을 살펴 볼 수 있다.

도 11은 본 발명이 제공하는 핸드폰을 세로보기 사용 시의 모습이며 한 손으로 사용이 가능하여 전화기능으로 간편한 다이얼링을 할 수 있으며 나아가서 송수화 기능을 가능하게 하는 bar-type의 구조를 제공한다.

도 12는 본 발명이 제공하는 핸드폰을 가로보기 사용 시의 모습이며 이 경우 양손을 사용할 수 있어서 문자입력과 GUI시스템의 원활한 운용이 가능하도록 한다.

도 13은 세로보기 모드에서 GUI 시스템을 이용한 방법으로 전화 통화를 기존의 핸드폰과 동일하게 할 수 있음을 보여주고 있다. 도 13a는 핸드폰을 on 시켰을 경우 나타나는 초기화면으로 포인터(커서)를 전화통화 프로그램 아이콘 위에 위치시킨 다음 더블클릭(터치패드를 두 번 눌러 준다)하여 도 13b에 나타나는 가상 키패드를 연 다음 011-813-9715를 걸기 위해서는 '0'부터 '5'까지(도 13c) 기존의 핸드폰과 동일하게 원하는 번호에 커서를 옮겨서 차례로 눌러주면(터치패드를 눌러 준다) 번호가 화면상에 입력되고 마지막으로 도 13d와 같이 가상키패드의 '통화'버튼에 커서를 옮겨서 눌러주면(터치패드를 눌러준다) 통화가 되며 전화 통화가 끝내려면 '종료'버튼을 눌러주면 된다. 기존의 핸드폰과 달리 전화번호를 잘못 입력하여도 다 지울 필요 없이 잘못 입력된 번호만 선택하여 '취소'버튼을 눌러 삭제한 다음 새로 번호를 입력하면 된다. 이러한 입력방법은 컴퓨터에서 마우스를 이용하여 문자를 수정하는 방법과 동일하다. 기존의 핸드폰이 갖는 기능의 구현도 프로그램을 통하 여 가능한 것이 본 발명이 제공하는 핸드폰의 장점이다. 따라서 기존의 핸드폰의 키패드를 이용한 통화방법이 익숙한 경우에도 그대로 사용할 수 있는 인터페이스를 제공한다. 예를 들면 마지막 번호 9715만 입력하더라도 그에 해당하는 전화번호(011-813-9715)가 화면에 나타나 '통화'버튼을 눌러주면 된다. 또 기존 핸드폰의 단축키 기능과 같이 '1'번을 오래 누르고 있을 경우(터치패드를 오래 누르고 있는 경우) 이미 입력된 전화번호로의 연결 등도 가능하게 된다. 그리고 초기화면인 GUI시스템으로 돌아가려면 숨어있는 메뉴를 불러서 '메인화면' 메뉴에 커서를 옮긴 다음 버튼(터치패드)을 눌러주면 된다.(도 13e)

도 14는 본 발명이 제공하는 포인팅장치를 갖는 핸드폰에서 가로보기 모드로 기존 컴퓨터의 GUI시스템에서와 같이 이메일 프로그램이 사용되는 것을 나타내고 있다. 도 14a는 핸드폰을 on 시켰을 때 메인 화면을 보여주고 있으며 이메일 프로그램 아이콘에 포인터(커서)를 위치시킨 다음 더블 클릭하면(터치패드를 빠르게 두 번 눌러준다) 도 14b와 같은 이메일 프로그램이 열리고 다시 포인터를 송신편지함에 위치시키고 선택기능버튼(904L)을 더블 클릭하면 도 14c와 같은 송신편지 목록이 나타난다. 같은 방법으로 이메일 목록의 하나를 선택하고 더블클릭하면 이메일의 내용을 열게 되어 도 14d와 같이 새로운 입력이나 수정을 할 수 있는 상태가 된다. 이 때 문자입력모드를 작동시키기 위해 포인터를 문자를 입력하고자 하는 곳에 위치시킨 다음 선택기능버튼(904L)을 눌러주면 문자입력 위치 커서를 표시된다. 이 때 Text/GUI mode 전환버튼(901L)을 눌러주면 화면 하단에 가상키보드가 나타나고 가상키보드 바로 위에 문자를 입력하고자 하는 부분이 위치하게 되어 입력이 가능하게 된다(도 14e). 그리고 문자 입력이 끝나고 다시 도 14f에 나타난 것과 같이 제목 입력이 끝나고 Text/GUI mode 전환버튼(901L)을 눌러주면 다시 입력하고자 하는 위치를 선택할 수 있게 되며 이 때 본문입력 영역에 커서를 옮겨 선택버튼을 더블클릭하면 입력위치커서가 화면에 나타난다.(도 14f) 그리고 Text/GUI mode 전환버튼(901L)을 눌러주면 가상키보드를 사용할 수 있는 환경이 만들어진다.(도 14g) 문자입력모드에서 본문 입력이 끝나면(도 14h) Text/GUI mode 전환버튼(901L)을 눌러주어 UI모드로 전환하여 다음 단계로 이행하게 된다. 예를 들면 포인터를 메뉴판의 파일로 옮겨 선택버튼을 눌러 다운메뉴를 펼쳐 '저장', '보내기' 혹은 '끝내기'를 실행할 수 있다. 만약 '끝내기'를 실행하면 메인화면(도 14a)으로 돌아오게 된다.

도 15는 가상키보드의 모습을 나타내는데 도 15a는 문자입력모드가 시작될 때 가상키보드가 화면에 나타나는 모습으로 좌우포인터는 'f'와 'j'에 위치하게 된다. 이 때 가상키보드의 좌우측에 두 개의 포인터(커서)가 나타나고 각각의 포인터는 키보드의 가운데 선을 경계선으로 하여 넘어가지 못하고 키보드의 좌측영역(1501)과 우측영역(1502)에서만 작동하게 된다. 이는 키보드와 동일하게 좌측은 왼쪽 엄지가 우측은 오른쪽 엄지가 담당하여 문자입력의 효율성을 배가시키고자 하는 고안이다. 즉 두 개의 포인터가 서로 교차하는 일도 없어지고 터치패드를 아무리 조작한다고 하여도 포인터는 좌우측에 위치가 고정되어 양손가락(엄지손가락)의 움직임이 한층 자유롭게 되고 그에 따른 문자 입력이 QWERTY 키보드와 같은 입력의 효율성을 가져오게 된다. 그리고 도 14g와 같은 문자 입력모드에서 자주 사용하게 되는 'Enter', '한/영 변환' 및 'Cap(영어의 대문자 변환기능)'의 기능을 터치패드 주변의 기능버튼이 담당하게 하여 고정된 위치에서 쉽게 조작이 가능하게 하여 문자입력의 효율성을 보다 증가시킨 것을 보여주고 있다. 실제로 'Cap' 기능버튼을 눌러주면 가상키보드의 키가 대문자모드로 변하게 된다.(도 15b)

도 16은 문자입력과정에서 "... I am fine."에서 "... I am"까지 입력되어 다음에 스페이스를 그리고 'fine'을 입력하는 과정이다. 도 16a는 '... am"까지 입력된 상태이고 도 16b는 스페이스를 입력하려고 오른쪽 엄지를 터치패드의 우측하단으로 움직여 눌러주면 스페이스 기능을 담당하게 한다. 스페이스 입력이 끝나고 'fine'을 입력하기 위해서는 커서를 'f'와 'i'에 위치시키고 차례로 좌측과 우측 터치패드를 눌러주면 된다.(도 16c) 하지만 문자입력모드에서 그 어느 것보다 많이 사용하는 것이 '스페이스'이므로 이를 간편하게 입력할 수 있는 방법이 가상키보드의 가장 아래쪽 오른쪽 구석에 위치시키는 방법과 터치패드를 누르지 않고 단지 손가락을 좌우로 이동하여 입력시키는 방법을 이용할 수 있는데 이는 도 36에 설명되어 있다.

도 17은 본 발명이 제공하는 두개의 터치패드와 다수의 기능버튼을 갖는 핸드폰의 경우 마우스와 같이 GUI 시스템상의 작업이 용이함을 보여주고 있다. 도 17a는 문 서를 휴지통에 삭제하는 과정 중 우측 터치패드와 좌측 명령실행 버튼(좌측 터치패드의 아래쪽에 위치한 기능버튼)을 이용하여 문서를 선택하는 것이고 도 17b는 명령실행버튼을 누른 상태에서 우측터치패드를 이용하여 문서를 휴지통까지 옮기는 과정이다. 포인터가 하나이고 포인팅장치가 두 개인 경우는 포인팅장치가 각기 독립적으로 작동하므로 좌우손잡이 모두에게 손의 동작이 용이한 대로 사용할 수 있는 장점이 있어서 마우스와 같은 작업의 편리성을 보장한다. 도 17에 나타난 바와 같이 오른손잡이의 경우는 우측터치패드를 사용하고 왼손잡이의 경우는 좌측터치패드를 사용하면 된다. 그리고 좌우측 기능버튼(904L, 904R)은 마우스에서와 같이 상호 변환되어 사용될 수 있게 하면 오른손잡이의 동작을 보여주는 도 17b의 작동이 왼손잡이에게도 적용되는 것이다.

도 18은 두개의 터치패드를 가로보기(18c) 세로보기(18b) 모드가 모두 가능하도록 한 더블 슬라이딩 구조를 갖는 핸드폰을 보여 주고 있다. 이러한 구조의 핸드폰과 도 8a에 나타난 핸드폰을 비교하면 본 발명에 제공하는 핸드폰의 경우 도 8a의 핸드폰의 몸체의 키패드 길이만큼 화면을 크게 확장할 수 있는 공간을 제공하여 화면을 보다 넓게 사용할 수 있게 하거나, 만약 화면의 크기가 같을 경우라면 핸드폰의 크기가 도 8a의 핸드폰이 갖는 몸체의 키패드 길이만큼 작아질 수 있음을 보여주고 있다. 따라서 기존의 키패드를 이용하는 QWERTY폰에 비해 공간상으로 훨씬 효율적이며 GUI 구현이 가능하다는 점에서 보다 다양한 기능이 가능해진다.

도 19는 두 개의 터치패드를 갖는 전자사전(도 19b, 19c)을 기존의 키패드 입력장치를 갖는 전자사전(도 19a)과 나열한 것으로 본 발명이 제공하는 터치패드를 갖는 전자사전의 경우 GUI시스템을 기초로 운용되기 때문에 내장된 각각의 사전을 컴퓨터의 응용프로그램과 동일하게 사용할 수 있게 하며 양손을 이용하여 전자사전을 들고 사용할 경우는 도 12a에 나타난 바와 같이 사용하고 한 손만을 사용할 경우는 사전을 바닥에 놓고 도 2b에 나타난 바와 같이 한 손만으로 터치패드를 이용하면 된다. 그리고 기존의 전자사전이 메뉴를 step down 방식이어서 단지 하나의 창을 보여주는데 반해 본 발명이 제공하는 전자사전은 도 19c에 나타난 바와 같이 multi windows 방식이 가능하여 동시에 여러 개의 사전을 사용할 수 있게 하여 준다. 즉 화면에서 "일한..."으로 표시된 하단의 radio button을 클릭하면 현재 화면에 보이는 영한사전과 동일하게 일한사전을 이용할 수 있게 된다. 도 19d와 도 19e는 터치패드 하나만을 이용하는 경우를 보여주고 있는데 이는 전자사전의 경우 양손으로 들고 사용하는 경우보다 바닥에 놓고 사용되는 경우가 많기 때문에 이러한 경우 단일 터치패드를 이용한 유저인터페이스(User Interface)를 적용하여 가상키보드를 활용하게 되면 기존의 간이 키보드를 가진 전자사전보다 사용면에서 마우스의 기능도 겸비하여 월등한 편리성을 가져오게 되는 것이다. 이에 적용되는 UI는 도 28에 설명되어 있다.

도 20은 터치패드 위에 둘 이상의 기준점을 만들어 이들 기준점을 가상키보드의 두 개 이상의 키에 연계시킴으로써 가상키보드를 이용한 문자입력이 보다 용이하게 하 기위한 구조를 도 20a가 보여주고 있다. 좌우 터치패드 위에 각각 4개의 기준점(2001-L1, L2, L3, L4, R1, R2, R3, R4)이 있어서 이들 기준점을 가상키보드의 s, e, f, c와 j, i, ℓ, m과 연계시킬 경우 손가락이 느끼는 이들 기준점으로부터의 상대적인 위치로부터 입력되는 문자를 화면을 보지 않고도 알 수 있게 하는 원리이다. 예를 들면 가상키보드가 시작될 때에 포인터가 가상키보드의 f와 j에 자동으로 위치하게 하고 도 20b에 나타난 바와 같이 터치패드위의 손가락이 기준점 2001-L1과 R1에 놓고 포인터를 움직이기 위한 움직임을 시작할 경우 좌측 터치패드 위의 손가락은 2001-L1에서 L3로 움직이고 그에 따라 포인터도 화면상에서 'j'에서 's'로 움직이게 된다. 그 상태에서 터치패드를 눌러주면 's'가 입력되게 되는 것이다. 즉 기준점을 이용한 상대적인 위치 감각의 인지는 터치패드를 이용하여도 키보드를 사용하는 경우와 같이 손가락을 어느 방향으로 얼마만큼 움직여야 할지를 이미 결정할 수 있게 하기 때문에 화면을 계속 쳐다보면서 포인터의 위치를 맞추려고 노력하지 않아도 되는 것이다. 결과적으로 포인터를 이용한 입력방법에서도 키보드와 같은 절대적인 위치 설정이 가능하게 되어 가상키보드가 실제 키보드와 똑 같은 편리성을 갖게 된다. 다만 실제 키보드가 다섯 손가락을 모두 이용하는 반면에 터치패드를 이용한 가상키보드는 한 손가락만을 이용한다는 점이 다를 뿐이다. 도 20b와 20c는 손이 터치패드위의 기준점에 놓이는 위치와 가상키보드에서의 기준점에 해당하는 키의 위치를 보여주고 있다.

도 21은 터치패드위에 손가락이 놓이는 기준점을 조그만 돌기가 아닌 가로세로 퍼 즐의 모양을 갖는 패턴의 돌기를 배열함으로서 보다 용이하게 자판의 위치를 파악할 수 있게 한 구조이다. 이러한 가로세로무늬의 형태의 장점은 터치패드 위에서 손가락의 움직임이 직선운동을 할 수 있는 안내역할을 하여 자판의 위치 뿐만 아니라 위치를 쉽게 찾게 해주는 역할을 해준다. 진한 색으로 표시된 정사각형 영역(2101, 2102)이 각각 가상키보드의 자판 'a'와 'm'의 위치에 해당한다. 이러한 사각형 형태의 돌기부의 요철 형태는 도 21b의 단면도에 나타나 있다. 터치패드는 주의보다 5mm이내에서 낮게하여 가장자리 모서리부분이 손가락의 안내 역할을 담당하고, 돌기부분(2101, 2102)은 1mm이내에서 돌출되어 손가락의 움직임에 지장을 주지 않는 범위에서 위치를 인지할 수 있게 해준다. 하지만 터치패드의 정전용량의 변화에 영향을 주지 않기 위해서는 0.5mm이하 더욱 바람직하게는 0.1mm내외의 돌기부분(2101, 2102)을 이루는 것이 좋으며 핸드폰의 경우 터치패드에 의해 두께가 두꺼워지는 것이 바람직하지 않기 때문에 터치패드를 주위와의 높이 차이를 가능한 한 줄이는 것이 이상적이며 그 차이가 1mm 이내여도 본 발명이 추구하는 손가락의 안내역할을 담당할 수 있다.

도 22는 터치패드에 수반되는 기능버튼의 배열과 터치패드(2400L, 2400R)의 단면구조를 보여주고 있다. 도 22a에 나타난 구조는 기능버튼으로 일반적인 돔 스위치(dome switch - 2201, 2202, 2203)와 터치패드의 밑에도 돔 스위치(2205)를 적용한 것이고 도 22b는 기계적 버튼 대신 터치패드의 가장자리((S)1, (S)2, (S)3, (S)4, (S)5, (S)6)를 두드려서(tapping) 터치패드의 정전용량 변화를 가져와 스위치 기능이 작동되도록 한 것이다. 이러한 두드림 동작은 터치패드 주변영역이((S)1, (S)2, (S)3, (S)4, (S)5, (S)6) 장치 케이스(case)로 막혀있기 때문에 터치패드 영역(2208L, 2208R) 상하 움직임을 통한 돔 스위치의 작동을 유발시키지 않는다. 특히 도 21의 형태와 차이점은 터치패드의 위치를 손가락이 쉽게 파악할 수 있도록 요철형태(2207L, 2207R)를 제공하고 있다. 즉 x방향으로만 굴곡이 있고 y방향으로는 굴곡이 없어서 보다 쉽게 x위치를 파악할 수 있게 하고 y방향 위치 감각은 가장자리(2208L, 2208R) 이용하게 된다.

도 23은 도 22b의 구조에서 터치패드(2301L, 2301R) 밑에 돔 스위치가 적용되지 않은 구조로서 돔 스위치의 기능을 전화기의 뒷면(23b-(B)) 상, 하단부 양쪽에 위치한 스위치(2303L, 2030L', 2303R, 2303R')로 대신하는 구조이다. 이들 스위치는 'L'자형 형태의 레버와 돔 스위치(2304L, 2304R)로 구성되어 밑면, 모서리 혹은 뒷면 어느 쪽에서도 힘을 가해 작동하며 실제 이를 작동시키는 손의 모양이 도 23c에 나타나 있다. 경우에 따라서는 전화기 뒷면 상단에 있는 스위치(2303L', 2303R')를 생략하거나 혹은 소프트웨어로 이들 스위치의 기능이 작동하지 않게 하여 단지 하단부의 스위치만 작동하게 할 수도 있다. 도 23b-(A)는 가로모드(문자입력모드)를 23b-(B)는 세로모드(핸드폰모드)에서 오른손잡이의 경우 손가락의 위치를 보여준다. 이들 손가락의 위치는 엄지가 자유롭게 움직이면서도 스위치(2303L, 2303R)의 작동이 용이하여 터치패드 밑면에 스위치를 배치한 경우와 동일한 스위치 작동의 용이성을 제공한다. 더욱이 도 33에 설명되어 있듯이 터치패드를 손가락으로 눌렀을 때 발생하는 정전용량 변화를 이용하는 방법도 함께 적용하는 방법도 가능하여 이들 스위치와 병용할 수 있으며 더 나아가서는 핸드폰의 구조를 간단하게 하기 위해 이들 스위치(2303L, 2303R)를 아예 생략하고 터치패드의 정전용량변화만을 이용하여 스위치 기능이 작동하도록 할 수도 있다.

도 24는 본 발명에서 두 개의 터치패드를 이용하여 문자를 입력하는 방법에 대하여 설명한다. 도 24a와 도 24b는 각각 터치패드의 좌표계와 가상키보드의 좌표계를 보여주고 있는데 이는 도 24c에서 설명하게 될 터치패드의 작동원리의 기본이 된다. 터치패드 좌표는 좌우가 분리되어 독립적으로 작동하므로 좌표가 각각 L, R로 구분되는데 반해 가상키보드의 좌표계는 좌우가 분리되어 있지 않고 이어져 있기 때문에 x축의 범위는 -x₅에서 +x₅까지로 표시되어 있다. 가상키보드 좌표계의 특징은 △x₁ = △x₂ = △x₃ = △x₄ = △x₅ 이고 △y₁ = △y₂ = △y₃이다. 마찬가지로 터치패드의 좌표계도 △X₁ = △X₂ = △X₃ = △X₄ = △X₅ 이고 △Y₁ = △Y₂ = △Y₃ 이다. 본 발명에서 고안된 좌우분리 터치패드의 작동원리가 기존의 터치패드의 작동원리와 상이하다. 즉 일반적인 UI(UI - user interface)에서 커서의 움직임을 결정하는 것은 포인터 입력장치인 터치패드 혹은 마우스로부터 발생되는 신호(△X, △Y-finger's diplacement)로부터 커서의 x, y 방향으로의 이동거리(△x, △y - cursor's displacement)에 해당하는 데이터를 받아들여 커서의 새로운 위치를 선정하는데 반 해 본 발명의 문자입력모드에서의 커서 작동은 터치패드의 절대좌표에 의해 결정되는데 함수과계로 설명하면 터치패드의 한 점은 가상키보드의 한 점에 대응된다는 점이다. 말하자면 포인터 입력장치인 터치패드로부터 발생되는 신호(X, Y - 손가락의 위치 좌표)로부터 커서의 좌표(x,y)를 계산하여 그 좌표에 해당하는 위치에 커서를 위치시키는 것이다. 문자 입력 시에는 두개의 커서를 독립적으로 한정된 영역(좌측 커서의 경우 -x₅ ≤ x ≤ x₅, y₀ ≤ y ≤ y₃ ; 우측커서의 경우 -x₅ ≤ x ≤ x₅, y₀ ≤ y ≤ y₃ )에서 손가락의 위치좌표(X,Y)에 해당하는 커서의 좌표(x,y)에 의해 위치가 선정되며 이러한 방식에 의한 커서의 좌표 계산식(X ->x, Y->y)은 도 24c에 나타나 있다. 예를 들면 문자입력모드에서 오른쪽 엄지가 도 24a의 우측 터치패드의 문자 'p'가 표시된 위치에 닿은 상태에서 'y'로 이동하는 경우와 손가락이 'p'로부터 떨어져서 'y'로 이동하는 경우에 차이가 없다는 점이다. 이점이 일반적인 터치패드의 작동원리와 본 발명의 문자입력모드에서 터치패드를 이용하는 원리와의 차이점이다. 그리고 문자입력이 아닌 일반적인 UI 모드에서는 터치패드 위에서의 손가락의 움직인 거리(△X, △Y)를 커서의 움직이는 거리(△x, △y)로 환산하여 적용하게 되며 사용자의 편리성에 따라 손가락의 이동 거리(△X)에 해당하는 커서의 움직이는 거리(△x)의 비는 임의로 조정될 수 있다. 이러한 커서 작동 원리가 도 24c에 나타나 있다. 따라서 본 발명의 두 개의 터치패드를 이용하여 화면상의 커서를 제어하는 경우 일반적으로 쓰이는 이동거리 신호방식과 절대좌표 신호방식이 혼용된다.

도 25은 터치패드의 좌표계와 커서 좌표계의 대응이 비선형적인 경우이다. 이는 터치패드를 작동하는 손가락의 움직임이 관절에 의해 원운동을 하기 때문에 실질적으로 직선운동이 용이하지 않아서 손가락이 좌에서 우 혹은 우에서 좌로 이동할 때 필연적으로 상하 이동이 수반되게 된다. 특히 도 25c의 'A'에서 나타난 바와 같이 손가락이 터치패드의 중앙에서 움직일 경우를 △Y₁과 △Y₃영역에서는 터치패드의 가장자리 모서리를 기준으로 삼아 손가락이 움직이며 상하 이동 폭이 적은데 반해 △Y₂ 영역에서는 상대적으로 상하 운동 폭이 심하게 되어 △Y₁ 혹은 △Y₃ 영역('i'에 해당하는 부분)을 선택하게도 되는 것이다. 이를 보완하기 위해 △Y₂ 영역을 크게 함으로서(도 25c 의 'B'의 경우) 동일한 손가락의 움직임에도 실제 가상키보드에서는 △y₂ 영역을 선택하여 보다 안정적으로 △y₂ 영역에 있는 a, s, d, f, g, h, k, ℓ, ?을 쉽게 선택하고 입력할 수 있게 해 준다. 가상키보드 화면상에서 각 열의 높이(△y₁, △y₂, △y₃)는 동일하더라도 이들 각 열에 해당하는 터치패드의 상, 중, 하 세 개의 영역의 상하 폭이 다르게 했을 때(△Y₁ = △Y₃ < △Y₂ ), 커서의 움직임과 손가락의 터치패드 상에서의 움직임이 연계하는 관계식이 도 25b에 도식적으로 표현되어 있다. Y -> y 변환이 직선적이지 않고 △Y₁ (Y₀ ≤ Y ≤ Y₁)과 △Y₃ (Y₂ ≤ Y ≤ Y₃)영역에서는 △Y₁(=△Y₃)->△y₁(=△y₂=△y₃)으로 대응되고 △Y₂ (Y₁ ≤ Y ≤ Y₂)영역에서는 △Y₂->△y₂으로 대응된다. 이러한 대응 관계를 이용한 장점이 도 25c에 나타나 있다. 즉 손가락의 움직임이 동일하더라도 각 열이 동일한 폭(△Y₁ = △Y₂ = △Y₃)을 갖는 (A)의 경우 커서가 'a' -> 'i' ->'?'의 경로를 가지게 되나, 가운데 열이 넓은 폭을 갖는 (B)의 경우 커서가 동일한 'a' -> 'k' ->'?'의 경로로 동일한 열을 지나가게 된다. 실질적으로 손가락의 움직임에 여유가 생겨 손가락의 관절운동에 의해 상하로 움직임이 폭이 커지더라도 커서의 움직임은 동일한 열에서 이루어지게 하는 장점을 갖게 된다.

도 26은 도 24에 나타나 있는 구조의 터치패드를 세로모드에서 전화모드를 작동하는 원리를 설명한다. 도 26a는 세로로 전화기를 들고 있는 손의 모습이며 도 26b는 이미 전화입력모드로 변환된 상태를 보여주고 있다. 도 26과 도 13을 비교하면 도 13a는 세로모드에서 전역(whole area)모드인 UI(User Interface)모드로 작동되고 있고, 도 13b는 전화모드로 변환된 상태이다. 전화모드에서 초기는 전역모드로 시작하되 도 26b의 (A), (C)에 나타나 있는 것처럼 전역터치패드(2603)에 손가락이 닿을 경우는 전역모드로 작동하여 전역커서(2602)을 화면에 표시하며 문자입력모드는 손가락이 문자입력 터치패드(2606)에 닿을 경우 작동하며 커서는 문자입력커서(2605)로 변화된다. 이들 커서의 작동 영역은 도 26c에 나타나 있는 바와 같이 전체영역(2601)과 키패드영역(2604)으로 된다. 도 26b는 활성상태를 보여주기 위해 비활성커서는 생략되어 있으며 전역커서의 경우 26c-(A)에 표시된 위치에서 문 자입력 커서를 보여주는 26c-(B)에서와 같이 전역커서를 이동하여 '5'를 선택하고 눌러줘도 작동하게 된다. 즉 전역커서는 문자입력도 가능하다. 다만 전역커서를 동작시키는 터치패드는 좌표 변화량(△x, △y)에 해당하는 신호를 제공하는 점이 문자입력 커서를 제어하는 터치패드와 다른 점이다. 따라서 본 발명의 휴대전화기의 전화모드에서는 실질적으로 두 개의 커서가 존재하지만 하나만을 화면에 나타내거나 두 개를 모두 나타내되 활성과 비활성을 구분하여 작동하게 하는 semi-dual cursor 시스템을 적용할 수도 있다. 그리고 각각의 커서는 그것을 움직이게 하는 터치패드와 작동 영역이 다를 뿐이지 근본적으로 각각의 포인터로서의 기능은 동일 한 것이다. 화면상에서 활성상태에 따라 밝기의 조절이나 색깔의 차이를 주는 방법 혹은 비활성 커서를 화면상에서 사라지게 하는 것은 단지 사용자의 혼동을 막기 위한 것이며 두 개의 커서를 동시에 사용하게 된다. 이상은 두 개의 터치패드를 갖는 경우이고 실제로 세로모드에서 하나의 터치패드만을 사용하여야 하는 경우(도 1b, 도 23c-(C))는 전역모드와 문자입력모드를 변환시켜주는 기능을 갖는 버튼을 이용하여 동일한 터치패드로 두 가지 모드(도 26b-(A), (C))를 상호 전환하여 사용할 수 있다.

도 27은 도 25에 나타나 있는 터치패드를 세로모드로 사용하게 될 때의 터치패드의 좌표계(도 27a)와 이 따르는 커서좌표 산출방식에 대한 흐름도(도 27b)를 나타내고 있으며 이를 이용할 경우 손가락의 움직임에 따른 커서의 움직임(도 27c)에 보여주고 있다. 가로모드와 달리 세로모드에서는 손가락의 좌우 움직임보다는 상하 이동 시에 좌우로 치우치는 것이 문제가 되므로 이를 보정하기 위해 △X₂ 영역을 △X₁과 △X₃영역보다 크게 하는 것이다. 이렇게 할 경우 손가락의 상하이동중에 좌우로의 움직임이 있더라도 실제 커서의 움직임은 △x₂의 영역 안에 한정되어 안정적인 입력이 가능하게 된다.

도 28은 본 발명에서 두 개의 터치패드로부터의 신호를 이용하여 화면에 커서를 표시하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 각각의 터치패드는 (X, Y)좌표 데이터를 생성하여 데이터처리 장치에 제공하고 데이터처리 장치는 이를 화면상에 전역커서와 문자입력커서를 제어하기 위해서 전역모드에서는 일반적인 커서의 화면 좌표변화량(△x, △y)을 산출하여 커서를 움직이고, 문자입력모드에서는 커서의 화면 좌표(x, y)를 산출하여 문자입력커서를 움직이게 한다. 다만 가로모드의 문자입력모드에서는 두 개의 문자입력커서를 움직이기 위해 두 개의 커서 좌표, (x₁, y₁), (x₂, y₂)를 산출하는데 반해 세로 모드에서는 문자입력모드일 경우 문자입력커서 하나만이 표시되게 된다. 그리고 우측 점선으로 표시된 사각형 내의 내용은 터치패드가 하나만일 때에 UI(User Interface)를 구현하는 방법을 보여주고 있으며 도 1b에 보여 지는 핸드폰의 경우에 적용되는 단일 터치패드 시스템을 위한 UI 구현 방법이다. 마찬가지로 도 19d에 보여 지는 바와 같이 바닥에 놓고 작동해야 하는 전자사전의 경우에도 단일 터치패드의 UI 시스템을 적용한 가상키보드를 이용하여 문자입 력이 이루어지게 된다. 다만 이 경우 도 28의 점선으로 표시된 부분으로 설명되는 UI 구조에서 전역모드위의 세로모드가 핸드폰과는 달리 가로모드로서 설정되게 된다. 핸드폰의 경우이든 전자사전의 경우이든 본 발명의 터치패드의 절대좌표계를 이용한 가상키보드 문자입력 방식은 터치패드 만으로 기존의 키보드와 마우스의 역할을 동시에 담당할 수 있음을 보여주고 이를 핸드폰, 전자사전과 같은 휴대용 전자기기 상의 좁은 공간에 구현할 수 있는 길을 열어주게 된다.

도 29는 터치패드에 있는 기준점에 손가락이 놓일 경우 손가락이 터치패드와 접촉하는 면적의 중심이 기준점과 일치하지 않는 것을 보정하기 위한 방법을 도식적으로 설명하고 있다. 도 29a에 나타난 바와 같이 자판 'k'에 해당하는 점(P_k)에 손가락(엄지)이 놓인다고 해도 터치패드가 산출하는 접촉점 P_{k , cal}는 (X', Y')로 실제 기준점 P_k의 좌표(X, Y)와 차이를 가지게 된다. 이는 도 29b에 자세히 나타나 있다. 따라서 도 24a에 나타나 있는 터치패드 좌표계를 이용하여 도 24c에 따른 방법으로 커서의 좌표를 산출하면 도 29c에 나타난 바와 같이 커서를 실제로는 'i' 'o' 'k' 'ℓ'이 중첩되는 지점에 위치시키게 되는 것이다. 따라서 P_{k , cal}가 실제로 'k'의 중심위치로 보정하기 위해서는 도 29b에 보여지는 실제 P_k와 P_{k , cal}의 차이(△X_k, △Y_k)만큼 터치패드 좌표계를 이동하여 새로운 좌표계(X'-Y')를 설정하면 P_{k , cal}가 'k'를 나타내는 영역의 중심에 위치하게 된다. 이렇게 설정된 새로운 터치패드 좌표 계(X'-Y')를 이용하여 커서의 좌표를 가로모드와 세로모드(전화모드)에서 산출하는 방법이 각각 도 29d와 29e에 나타나 있다.

도 30은 터치패드로 포인팅기능외의 다른 기능을 가질 때 손가락에 의한 압력 변화를 보여주고 있다. 터치패드가 압력의 변화를 산출하는 원리는 손가락이 터치패드에 압력을 가할 때에 손가락이 터치패드에 닿는 면적이 증가하여 정전용량의 변화가 발생하기 때문이며 이러한 정전용량의 변화로부터 압력의 변화를 계산하게 된다. 따라서 일반적으로 포인팅 기능을 위해서 손가락이 터치패드 위에서 움직일 때는 도 30a에 나타난 것처럼 작은 압력변화를 가져오지만 포인팅작업과 달리 압력을 가해 누르면 도 30b에 나타난 것처럼 압력이 Z_{t , max}(pressure at touch)보다 증가한 Z_p,max(pressure at pressing)을 보여준다. 이와 같은 압력의 차이를 이용하여 실제 터치패드에 손가락이 가하는 압력이 누름기준압력(Z^o _pr)보다 큰 경우에 스위치 기능을 부여하게 되면 도 5와 도 7에 나타난 누름기능을 담당하는 스위치 장치를 따로 설치하지 않아도 된다. 여기서 누름기준압력은 실제 사용자가 터치패드를 눌러 줄 때 생기는 최소 압력(Z_{p , min})과 터치압력사이에 임의로 사용자가 설정하게 되는 압력이다. 이렇게 설정하는 목적은 터치패드를 눌러주었을 때 나타나는 가장 작은 압력(Z_p,min)도 스위치기능을 항상 작동할 수 있게 하려는 것이다. 이와 더불어 또 하나의 설정 상수 즉 누름문턱압력(Z_pr,th - threshold pressure of pressing)이 있는 데 이는 누름압력으로 스위치 기능을 발휘하고자 할 때 스위치가 작동되는 시작압력이다. 이는 또 도 32에서 설명하는 문자입력 오류를 수정하는데 이용되어 자세한 설명은 도 32에서 이루어진다. 그리고 도 30c에 나타난 것처럼 터치영역(회색으로 나타난 부분) 지속시간-△t_{tap ,1}, △t_{tap ,2}-의 단락이 연속으로 이어질 경우 또 다른 스위치 기능을 부여할 수 있다. 이는 이미 기존의 포인팅장치로 쓰이는 터치패드의 탭핑을 통한 기능버튼으로의 활용 방법이다. 다만 Z_tap가 Z_{p , max}나 Z_{p , max}에 비해 크거나 작을 수 있지만 이는 문제가 되지 않으며 중요한 것은 우연히 터치패드에 닿았다 떨어지는 경우와 구별할 수 있는 단락시간의 크기와 변화이다. 즉 △t_{tap ,1}, △t_off,1, △t_{tap ,2}의 범위 설정에 의해 스위치 기능을 부여하게 된다. 이렇게 정전용량의 시간적인 변화를 이용한 탭핑기능의 활용은 도 22a의 기능버튼(2201, 2202, 2203)을 제거하여 도 22b와 나타난 바와 같이 터치패드만으로 이들 기능버튼의 기능을 담당하게 된다. 따라서 도 22b의 (S)1~(S)6의 영역에 각기 다른 기능을 부여하면 된다.

도 31은 도 30에서 설명한 기능버튼을 대체한 탭핑이 가능한 터치패드(3101)의 영역을 보여주고 있다. 실제로 도 30에서 설명한 바와 같이 탭핑과 누름기능이 터치의 단락시간에 의해 구분되지만 누름영역(3102)과 탭핑영역(터치패드의 영역에서 누름영역을 제외한 영역 : (S)1~(S)6)을 이를 기계적으로 보다 명확하게 구분한 것을 도 31-(A)에 보여주고 있으며 도 31-(B)의 우측 터치패드는 이러한 영역구분을 제거하여 문자입력모드에서 각각의 문자키에 해당하는 영역을 증가시킨 경우를 보여주고 있다. 이렇게 문자키의 영역이 증가되더라도 탭핑영역((S)'2, (S)'4, (S)'6)은 그대로 유지시킬 수 있다.

도 32는 터치패드의 누름압력변화를 이용한 버튼기능부여에 따르는 에러발생을 과정을 설명하고 있다. 예를 들면 문자 'k'를 입력하기 위해 손가락을 터치패드의 'k'영역에 위치한 다음 누르는 과정이다. 이를 설명하기 위해 터치패드의 위치를 X1.5~X3.5로 구분하고(도 32a) 손가락이 'j'영역에서 'ℓ'영역까지 움직이는 과정에 'k'의 위치에서 터치패드를 누르는 과정이다. 이 과정에서 압력의 변화가 도 32b에 나타나 있는데, 가장 이상적인 압력의 변화가 도 32b-(A)이지만 실제는 도 32b-(B)~(D)까지 가능하다. 문제는 도 32b-(D)에서 보여주는 경우인데 이는 압력을 가하는 시점은 손가락이 문자 'k'영역 안에 있을 때에 이루어지지만 최대 압력에 이르는 시점은 손가락이 'ℓ'영역 안에 이르렀을 때이어서 사용자가 입력하고자 원하는 문자와 실제 입력된 문자는 다르게 되는 에러가 발생한다. 이를 수정하기 위해 본 발명에서 도입된 개념이 누름문턱압력(Z_pr,th : pressure of threshold)이다. 이는 사용자가 터치패드를 누르는 습관에 따라 정할 수 있는 압력 변수로서 누름기준압력(Z^o _pr : pressure of pressing)과 Z_tch(pressure of touch) 사이의 값으로 정하면 된다. 도 32b에는 누름과정에서 일어날 수 있는 4가지의 경우를 도시한 것으로 압력의 변화를 X좌표를 가로축으로 하여 나타내고 있으며 이중 도 32b-(A)는 해당 하는 가장 이상적인 입력과정을 좀 더 자세히 도 32c에 X좌표((A))와 시간((B))에 따른 압력의 변화로 나타내고 있다. 터치패드에 손가락이 닿은 상태에서 압력을 가하면 도 32c-(A)에 나타난 것처럼 X2.5에서 하나의 피크로서만 나타나서 압력변화를 자세히 볼 수 없지만 이를 시간에 대해 표시하면 시간 t(X_{2 .5-})에서 누름이 시작하여 t(X_pr)에서 최고압력에 이르고 다시 t(X_{2 .5+})에 정상적인 터치압력(Z_tch)에 이르게 된다. 즉 최고 압력 전후에 문턱압력에 해당하는 시점이 존재하게 되는데 본 발명에서는 이를 이용하여 입력과정에서 발생할 수 있는 에러를 보정하게 된다. 이상적인 누름과정에서는 문턱압력(Z_pr,th)에 해당하는 두 지점 X_{pr , th -}(X_pr직전의 문턱압력 지점)와 X_{pr , th +}(X_pr직후의 문턱압력 지점)이 모두 문자 'k'의 영역 안에(X₂<X<X₃)에 머물러 있다. 하지만 도 32a-(C)에 해당하는 누름과정에서는 X_{pr , th -}은 문자 'k'의 영역 안에 X_{pr , th +}은 문자 'ℓ'의 영역 안에 머물게 되며 더구나 입력을 실행을 결정하는 X_pr도 문자 'ℓ'의 영역 안에 머물게 된다. 따라서 도 32b-(C)와 도 32b-(D)에 해당하는 누름과정은 문자 'k'가 아닌 'ℓ'를 입력하는 에러를 발생시키는 누름과정이다. 이러한 오류를 발생시키는 것을 방지하는 방법은 실제로 입력되는 문자가 X_pr에 해당하는 것이 아니고 X_{pr , th -}에 해당하는 문자를 입력하면 되는 것이다.

도 33은 도 32에서 설명한 터치패드의 압력변화를 이용한 스위치기능을 부여함에 있어서 발생할 수 있는 오류를 보정하는 흐름도를 나타내고 있다. 문자입력모드가 시작되면 도 28에 나타난 데이터처리장치는 커서좌표의 산출 뿐만 아니라 압력의 변화에 따른 문턱압력에 해당하는 좌표를 지속적으로 저장 및 업데이트하여 누름압력(Z_pr) 직전의 문턱압력(Z_{pr,th- :} 모식도에서는 P^-1)과 누름압력을 비교하여 이들에 해당하는 문자-V(Z_pr)-가 동일하지 않으면 실제로 입력되는 문자는 V(Z_{pr , th -})에 의해서 실행하게 하는 모식도이다.

도 34는 터치압력과 누름압력의 차이를 극대화하기 위해 터치패드(3401)위에 손가락과 접촉하는 절연막(3402)을 탄성체를 이용하는 방법을 도식적으로 나타내고 있다. 일반적인 터치패드는 절연체가 비탄성체로(3402U) 이루어져서 터치되었을 때와 압력을 가해 눌려졌을 때에 두께의 차이가 없어서 터치패드가 산출하는 압력의 변화는 단지 손가락(3403)이 터치패드에 닿는 면적의 변화(△A = A_p-A_t)에 근거한 것인데 반해 본 발명의 터치패드 위의 절연체(3402)는 탄성체여서 눌려졌을 때에 면적의 변화만을 가져오는 것이 아니라 두께의 변화(△d1)를 가져와서 누름압력과 터치압력의 차이를 훨씬 크게 하고 그에 따라 감도가 증가하여 큰 힘을 가해주지 않아도 누름입력이 가능하게 하여 도 33에 나타난 바와 같이 많은 힘을 가하기 위해 손가락이 움직이는 오류도 방지할 수 있게 해준다. 그리고 도 21과 도 22에 보여 지는 터치패드위에 위치하는 절연체(3402)막의 요철구조는 터치패드의 정전용량의 변화를 가져오는 요인이 될 수도 있으므로 이럴 경우 터치압력, 누름압력, 문턱압력의 위치에 따른 변화를 가져오게 되어 이를 보정하기 위한 방법으로 도 34(A)에 보여 지는 칸막이형의 절연체를 사용할 수 있다.

도 35은 문자입력모드에서 가장 많이 사용하게 되는 스페이스(space)와 백스페이스(back space)를 스위치기능을 이용하여 가상키보드상의 스페이스를 선택하여 입력할 수도 있지만 터치패드 위에서 손가락이 터치패드와 평행하게 좌우로 이동하기만 하면 입력이 수행되도록 하는 방식을 보여주고 있다. 즉 문자입력을 위해 손가락이 좌우로 이동하는 것은 일반적이지만 도 35a에 보여주는 바와 같이 터치패드의 좌에서 우로 혹은 우에서 좌로 빠르게 왕복하는 것은 본 발명에서와 같이 특수 문자 혹은 기능을 수행하기 위해 의도적으로 움직이는 경우가 아니면 실제 문자입력을 위해서는 일어나지 않는다. 따라서 왼쪽 터치패드를 작동하는 엄지는 주로 오른쪽에 치우쳐 있으므로 우->좌->우의 움직임이 편리하고 오른쪽 터치패드를 작동하는 엄지는 왼쪽에 치우쳐 있으므로 좌->우->좌의 움직임이 편리하므로 이러한 움직임에 각각 back space와 space 기능을 부여하면 문자입력이 한결 수월해지게 된다. 이러한 작동을 위해 도 28의 데이터처리장치는 손가락의 기준 좌표(X₁, X₂, X₃, X₄, X₅)를 지나치는 지점의 시간을 저장하여 이들이 그리는 궤적이 도 35c와 도 35d의 에 해당할 경우 스페이스 혹은 백스페이스를 실행하게 되는 것이다. 다만 실제 문자입력을 위해 ①, ②, ③에 해당하는 궤적을 그리는 경우도 생길 수 있지만 그 경우 그러한 궤적을 그리는 시간(△t₁, △t₂, △t₃)이 설정된 시간(t_space)보다 적은 경우에만 실행하면 스페이스와 백스페이스를 입력하고자 손가락을 의도적으로 움직이 는 경우와 구별되게 된다. 이러한 기준으로 사용되는 △t₁, △t₂, △t₃의 경우 사용자의 습관 혹은 편리성에 따라 하나를 선택하면 된다.

도 36는 터치패드를 이용하여 기능버튼에 해당하는 기능을 수행하기 위해 필요한 초기화과정을 나타내고 있다. 가정 먼저 터치패드에 의해 설정되는 압력산출은 손가락이 터치패드에 닿는 면적에 의해 결정되기 때문에 사용자마다 손가락의 크기가 달라 이를 보정하는 단계이며 다음으로 누름압력과 문턱압력의 설정이다. 이 과정이 끝나면 탭핑에 의한 기능버튼의 기능을 수행하기 위한 터치 단락시간의 설정과 마지막으로 도 29에서 설명된 터치패드 좌표계의 설정을 가로모드와 세로모드에서 실행하여 새로운 좌표(X'-Y')로 변환하여 이후 문자입력모드에서 커서좌표 산출에 이용된다.

도 37은 공간상의 제약으로 인해 터치패드 하나만을 장착하여야 하는 경우로서, 도 23에 보여 지는 입력장치 구조에서 좌측 터치패드를 제거한 구조를 보여 주고 있으며, (I)는 정면도를 (II)는 배면도를 (III)는 측면도를 보여주고 있다. 다만 문자입력을 용이하게 하기 위해 보조기능버튼(3701-L, 3701-R)을 추가적으로 장착한 점이 다르다. 이 보조기능버튼은 하부에 두 개의 스위치를 갖고 있어서 문자입력 시에 복수의 문자가 지정된 키를 누를 때에 하나의 문자를 지정하게 하는 기능을 담당하게 한다. 즉 도 37b의 (IV)에 보여지는 바와 같이 보조기능버튼(3701R)을 누른 상태에서 'f/ℓ'을 선택하고 기능버튼 2303R을 눌러 실행하게 되면 'f'가 입력되게 되어 온전한 키보드의 실현이 가능하면서도, 상대적으로 크기가 작은 기능버튼이 도 23에 보여지는 좌측 터치패드를 대체하여 입력장치가 차지하는 공간을 줄여주는 효과를 가져온다. 더욱이 가상키보드 상에서 커서가 선택해야 각 키의 공간(면적)도 커짐으로 해서 커서의 운용이 편리해지는 점도 또 하나의 장점이 된다.

도 38은 도 37에 보여지는 보조기능버튼을 수반하는 단일 터치패드를 이용한 입력장치가 기존의 키패드 핸드폰에서 적용되는 문자입력 방식에도 적용될 경우 문자입력이 용이하게 됨을 보여주고 있다. 기존의 키패드 핸드폰의 경우 공간상의 제약으로 15개의 키를 배치할 수 있으며 그 중에서도 전화통화를 위한 특수 기능 이를테면 '통화', '취소', '종료'를 제외하면 12개의 키 만이 문자입력에 사용될 수 있다. 따라서 각 키에 적어도 2개 이상의 문자가 지정되고 이렇게 복수의 문자가 지정된 경우 원하는 문자를 선택하기 위해서는 여러 번 키를 눌러서 선택하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 도 37에 보여지는 보조기능버튼을 사용하면 키를 여러 번 누를 필요가 없이 보조기능버튼의 스위치를 on/off 시킴으로서 각 키에 지정된 복수의 문자 중에서 하나의 문자를 선택할 수 있게 하여준다. 도 38b는 가상키보드 상에서 'ABC'가 지정된 키를 선택하여 실행할 경우 문자 'b'가 입력되고, 보조기능버튼의 스위치를 'on'시킨 상태에서는 'a' 혹은 'c'가 입력될 수 있다. 즉 도 38a에서 보여지는 바와 같이 보조기능버튼의 스위치1이 on된 상태에서는 'a'가 입력되고, 도 38c에서 보여지는 바와 같이 보조기능버튼의 스위치2가 'on'된 상태에서는 'c'가 입력된다. 즉 가상키보드 상의 키를 매번 실행시킬 때마다 하나의 문자가 입 력되는 일반적인 키보드의 운용방식이 구현된다.

도 39는 도 37에 보여지는 본 발명의 구성을 키패드를 이용한 핸드폰에도 적용된 경우를 보여진다. 즉 기존의 키패드 핸드폰과 동일하고 단지 각 키에 지정된 복수의 문자 중에서 사용자가 원하는 문자를 선택할 수 있는 보조기능버튼(3901-L, 3901-R)의 추가적인 장착만이 다를 뿐이다.

도 40은 도 39에 보여지는 보조기능버튼을 가지는 키패드 핸드폰에서 문자입력을 보여주고 있다. 그 작동 내용은 도 38에 나타나 있는 것과 동일하다.

도 41은 도 37에서 보여준 터치패드 하나만을 갖는 핸드폰의 구조로서 보조기능버튼(3701-L, R)대신에 우측기능버튼(2303R, R')을 추가로 가지는 핸드폰이다. 도 37과의 차이점은 문자 입력시에 하나의 키에 지정된 두 개의 문자 중에서 하나를 선택하는 방법이 다를 뿐이다. 즉 도 37b에서 F/L의 구분은 보조기능버튼을 눌러 줌으로서 F/L의 구분이 되는데 반해 도 41a에서는 P/Q의 구분을 좌측기능버튼(2303L)과 우측기능버튼(2303R)을 누름에 따라 P/Q의 구분이 이루어진다. 이와 같이 두 개의 문자가 하나의 키에 지정되어 있다고 하여도 각 키에 지정된 문자를 입력하기 위해서는 키를 한 번만 눌러 주면된다.(실제로 키를 눌러주는 것이 아니라 기능버튼을 눌러준다.)

도 42는 도 41에 보여주는 핸드폰의 문자입력 과정의 흐름도이다.

도 43은 핸드폰을 세로모드(전화통화모드)에서 작동할 때의 모양으로 가상키패드(도 43a)가 일반적인 키패드 핸드폰과 동일한 모양을 가지고 있으며 다만 문자입력을 위한 키패드의 배열(도 43b)은 '통화'와 '취소' 키가 생략되고 대신 그 자리에 두 개의 문자가 지정된 형태이다. 문자입력시에 '통화' 키의 기능은 필요가 없으며 '취소' 키도 도 35에서 보여지는 형태의 손가락 움직임으로 대체되어 가상키패드에서 생략될 수 있다. 이러한 형태의 가상키패드를 이용한 문자입력시 키 누름 순서를 도 43c가 보여주고 있다. 특이점은 도 43c에 보여지는 바와 같이 위로 향한 화살표는 손가락을 떼었다가 다시 터치패드를 닿는 손가락 움직임을 의미한다. 'door opens'를 입력할 때 'door'의 첫 번째 'o'를 한 번 눌러주고 두 번째 눌러주면 원래는 'p'가 입력되는 것이 맞지만 두 번째 눌러주기 전에 한 번 터치패드에서 손을 떼었다가 다시 'o/p'키를 눌러주기 때문에 처음에 입력한 'o'에 이어서 다시 'o'가 입력되는 것이다. 마찬가지로 'opens의 ' 'op'의 경우도 첫 번째 'o'를 입력하고 손가락을 터치패드로부터 떼었다가 다시 원위치하고 두 번 눌러주면 'p'가 입력되는 것이다. 따라서 도 43c에 보여지는 화살표는 'retouch'의 의미로서 문장의 다음 칸으로 이동하여 키를 눌러주는 회수를 다시 시작하여 새로운 문자의 입력 명령을 실행하는 것이다. 이 구성에서 터치패드를 눌러주어 문자를 입력할 수 있도록 하는 누름기준압력은 도 46에서 설명되고 있는 바와 같이 각 키에 해당하는 영역마다의 누름기준압력이 응용될 수도 있고, 도 49에서 설명되는 터치패드 전역에 적용되는 누름기준압력 방식이 적용될 수도 있다.

도 44는 도 43b에 보여 지는 가상키패드를 이용한 문자입력 흐름도를 보여주고 있다.

도 45는 일반적인 키패드 핸드폰의 키패드(도 45a)를 보여주고 있으며, 이를 이용하여 'door opens'를 입력하기 위한 키 누름 순서를 도 45b에 보여주고 있다. 4501은 방향키로서 동일한 문자를 입력하기 위해서는 키의 누름회수 계산과정을 종료하고 문자입력을 다음 칸에서 다시 시작하라는 명령 실행의 기능을 담당하게 된다.

도 46은 한 손으로 핸드폰을 파지한 상태에서 문자를 입력하기 위해 엄지를 해당 영역에 위치시키고 있는 모습이다. (I)는 도 43b와 연관시켜 보면 (I)는 '통화', (II)는 '취소', (III)는 '종료'키를 작동시키기 위한 손가락 모양이고 (IV)는 '#'을 눌러주기 위한 손가락 모양이다. 각 그림에서 엄지 안에 진하게 원으로 표시된 부분은 엄지가 터치패드에 닿는 면적의 크기를 상대적으로 보여주고 있다.

도 47은 터치패드 핸드폰을 사용시에 초기화 과정을 보여주는 흐름도이다.

도 48은 터치패드에 의해 압력값을 산출하는 방식의 이론적인 근거가 되는 식(1)을 비례상수를 10으로 하고, 접촉면적(S)과 터치패드로부터 손가락에 이르는 거리(d)를 변수로 하는 함수 Z(압력 값)를 삼차원그래프로 도식화 한 것이다. 도 48(A)는 d와 S를 다음과 같은 구간에서, 0.03<d<0.1, 0.5<S<1.0, 연속성 갖고 압력값(Z)을 나타낸 그림이며 도 48(B)는 d가 0.03<d<0.037, 0.088<d<0.1의 두 개의 구간을 가지고 s가 0.5<S<1.0 하나의 구간에서 연속으로 값을 취할 때 얻어지는 압력값(Z)을 3차원그래프로 나타낸 것이다.

도 49는 6.5cm*4cm 크기의 터치패드의 4cm*2cm 크기에 해당하는 내부 영역에 손가락(엄지)을 대어서 터치패드가 산출하는 압력값을 3차원 그래프로 나타낸 것이다. 각 영역에 손을 대기 위해 터치패드를 파지는 도 46에 보여지는 방법으로 하였으며 실제의 터치패드의 크기는 도 46에 나타나 있는 터치패드의 2배 정도의 크기로 도 46에 나타나 있는 휴대폰 정도의 크기이다. 도 49(A)는 xy평면으로부터 25도 위에서 바라본 투시도이며 도 49(A')는 동일한 방향에서 7도 위에서 바라본 투시도이다. 도 49(B)와 도 49(B')는 도 49(A)와 도 49(A')를 각각 z 축을 중심으로 180도 회전하여 바라 본 투시도이다. 압력값을 나타내는 수치를 색깔로서 표시하기 위해 각 그래프의 우측에 색지도를 배치하였다. 각 그래프에서 Sp는 터치패드를 눌렀을 때 얻어지는 압력값(Z)의 연결 면을 나타내고 있으며 St는 터치패드를 터치하였을 때 얻어지는 압력값의 연결 면을 나타낸다. 참고로 두 면(S_p, S_t)의 상호 관계를 보여주기 위해 터치압력의 최대값에 해당하는 Z 평면을 S_c로 나타내었다.

도 50은 도 49와 동일한 방법으로 얻어진 터치패드가 산출하는 압력값(Z)를 나타내고 있는데 단지 다른 점은 도 49에 사용된 터치패드가 터치패드의 터치 감지면에 마이라 필름을 코팅한 것인 반면 도 50에 나타난 압력값을 얻기 위해 사용된 터치패드는 마일라 필름대신에 1mm 두께의 벨크로 루프(velcro loop) 직물을 터치패드의 터치면에 붙여서 압력값을 산출하였다.

도 51은 정전용량방식을 채택한 터치스크린 방식의 스마트폰을 보여주고 있다. 도 51(A)는 가상키보드(5101)를 작동하기 위해 별도의 터치패드를 이용하지 않고 핸드폰 화면에 손가락(엄지)를 직접 접촉함으로서 문자입력이 이루어지게 된다. 다만 도 51(A)에서 보여지는 바와 같이 엄지가 여러 키에 걸쳐서 화면을 접촉하게 되므로 일반적인 터치스크린에서와 같이 화면에 직접 손을 대어 입력명령을 실행할 경우 정확성을 확보하기 어렵기 때문에 사용자의 손가락이 핸드폰 화면에 접촉한다고 하여도 입력명령을 즉시 실행하는 것이 아니라 먼저 손이 놓인 위치를 포인터의 위치로부터 정확히 확인한 후에 입력명령을 실행에 옮기게 하는 것이다. 이러한 터치와 입력실행을 위한 누름동작을 구별하기 위해 즉 51(B)와 도 51(C)에 보여지는 바와 같이 탄성체(5102, 5103)를 화면위에 배치하여 손가락이 화면에 직접 닿지 않게 하고 대신에 손가락이 탄성체위에 단순 접촉할 경우 터치패드와 동일한 원리로 화면상에서 포인터만을 제어하는 기능만을 담당한다. 5102은 투명한 탄성체이고 5103는 불투명 탄성체여서 불투명 탄성체의 경우 화면상의 가상키보드를 확인하기 위해 가상키보드의 각 키에 해당하는 부분을 빈공간(구멍)을 만들어 사용자가 손가락이 가리키는 지점을 확인할 수 있게 하였다.

도 52는 터치패드의 원리가 적용된 터치스크린 핸드폰의 문자입력을 위해서 손가락이 화면상의 가상키보드의 선택된 키를 가리게 되므로(도 51(A)) 이를 해결하기 위해 입력이 이루어지는 입력창(5201)의 일부 영역 즉 입력창의 좌측하단, 우측하단, 및 입력란에 현재 손가락이 위치하여 있는 가상키보드의 키(5202)와 커서(포인터 상하 기준선-5203)를 보여주어 정확한 입력이 이루어지도록 한다. 특히 키와 커서가 입력란에 표시되는 경우(도 52(C)) 입력이 완료되면 자동으로 다음 칸으로 이동하여 입력의 대기하도록 한다. 따라서 도 26(b)와 같이 별도의 터치패드를 사용할 경우 화면상의 가상키보드에서 포인터가 놓인 위치로부터 선택된 키를 확인할 수 있는 경우와는 달리 도 51에 보여지고 있는 터치패드 개념이 도입된 터치스크린 방식의 핸드폰의 경우 화면상에 터치패드가 배치되는 연유로 발생되는 문제를 해결하기 위한 '포인터 위치 표시 창'의 개념을 보여주고 있으며 이는 단지 손가락으로 가상키보드를 가리게 되어 이를 보여주기 위한 점 뿐만 아니라 상대적으로 '포인터 위치 표시 창'이 가상키보드의 각 '키'보다 크게 하여 포인터의 위치를 더욱 정확하게 보여주는 기능도 담당하게 된다.

도 53은 터치스크린 방식의 핸드폰에서 가상키보드(5301)를 이용하여 문자 입력을 위한 본 발명의 구성을 보여주고 있다. 터치패드와는 달리 터치스크린을 사용할 경우 가상키보드 상의 포인터가 손가락으로 가려지기 때문에 이를 수정하기 위하여 터치스크린의 경우 가상키보드 상의 포인터(커서) 대신에 수평(5303')과 수직(5303)커서 라인을 가지며, 보조 포인터 수직 라인(5304)을 추가적으로 가지는 포인터 위성 창(satellite window for pointer, 5302)을 특징으로 하며 포인터 위성 창에는 활성 키에 지정된 3개의 문자(5306)가 좌, 중, 우측에 배열되어 손가락이 가상키보드 상의 활성 키 위치에서 좌우로 이동함에 따라 3개의 문자 중 하나가 선택되고 손가락이 터치스크린으로부터 떨어지면 입력이 완성됨을 보여준다. 도 53(A)는 가상키보드 위에 손가락이 위치했을 때 활성 키(5305, 가상키보드에서 어둡게 표시된 키)를 보여주며, 도 53(B)는 손가락이 화면으로부터 떨어짐에 따라 입력이 완성됨을 보여준다. I, II, III은 각각 'p', 't'와 'x'를 입력하는 과정이다. 이들 'p', 't', 'x'는 각 키의 기준문자(key-point character)인데 이는 가상키보드의 키 배열이 일반적인 3개의 열을 가질 경우 첫째 열에 해당하는 키는 지정된 3개의 문자 가운데 첫 번째 문자가 기준문자가 되고, 가운데 열에 해당하는 키는 지정된 3개의 문자 중에서 가운데 문자를 기준문자로 나머지 두 문자는 비기준문자(non-key-point character)로 정의된다. 마찬가지로 가장 우측 열의 키는 지정된 3개의 문자 중에서 가장 우측 문자가 기준문자가 된다. 이렇게 기준문자를 정의하는 이유는 각 키의 비기준문자를 활성화시키기 위한 손가락 움직임 공간을 가상키보드 상에서 확보하기 위함이다.

도 54는 가상키보드 상의 하나의 키에 지정된 다수의 문자를 선택하여 입력하는 방법을 'STU'가 지정된 키를 예로서 보여주고 있다. 문자입력의 첫 단계는 터치스크린에 손가락을 닿음으로서 시작되어 활성키(STU)가 지정되고 이후 손가락의 움직임은 단지 포인터의 좌우로의 이동만이 허용되어 포인터 위성 창에 보이는 지정된 3 개의 문자 중에서 하나를 선택하게 됨을 보여준다. 그룹 (A)는 각 문자의 선택 과정이고 그룹(B)는 손가락을 화면으로부터 떨어짐에 따라 입력의 완성과정을 보여준다. 따라서, 가상키보드의 가운데 열에 해당하는 키를 선택하면 활성문자는 지정된 문자 중에서 가운데에 배열된 문자가 활성화되고 그 상태에서 손가락의 좌우 움직임이 없이 화면으로부터 손가락이 떨어지면 단계 (I)와 같이 가운데 문자(t)가 입력되게 되며, 만약 단계(II)와 (III)처럼 키 선택 이후에 손가락의 좌우 움직임이 가상키보드의 좌우측 열에 해당하는 영역까지 이동하면 각각 가운데 문자의 좌우에 있는 문자가 입력됨을 보여준다.

도 55는 가상키보드의 좌측하단에 위치한 기능키의 작동을 보여주고 있다. 이는 가상키보드에 지정할 수 있는 문자의 수를 확장하는 방법으로 이 기능키를 선택하고 손가락을 우측으로 이동함에 따라 '기호', '숫자', '한글', '영문'배열을 화면에 표시하게 된다. 이의 작동 원리는 도 54에서 설명한 일반 문자의 선택 및 입력 방법과 동일하다. 즉 도 55(A)는 기능키를 선택한 후에 손가락을 우측으로 이동하여 가상키보드를 '기호'(I), '숫자'(II) 및 '한글'(III)로의 변환을 위한 선택과정을 보여주며 도 55(B)는 손가락을 화면으로부터 떨어지게 하여 가상키보드의 자판배열의 변환이 완료됨을 보여주고 있다.

도 56은 본 발명의 구성에 의한 한글입력방법을 보여주고 있다. 가상키보드에서 각 키에 다수의 문자가 지정되어 있는 경우는 도 52와 도 53에서 보여주는 바와 같지 만 천지인방식에 의한 문자입력의 경우 하나의 키에 하나의 문자(ㅣ, · , ㅡ)만이 지정되어 이들 모음을 선택할 경우 더 이상의 손가락의 좌우 움직임이 필요하지 않지만 움직여서 활성 문자 좌,우를 선택한다고 하여도 동일한 모음이 입력되는 점이 다른 한글 문자나 영어 문자의 입력과 다른 점이다. 도 56(I)은 'ㄱ'의 선택과 입력(그림상에 손가락이 화면에서 떨어지는 단계가 생략되어 있슴)을 보여주며, 도 56(II)와 (III)은 'ㅏ'를 입력하는 과정을, 도 56(IV)와 (V)는 받침 'ㄴ' 혹은 'ㅁ'의 입력 과정을 보여주고 있다. 도 56(IV)와 (V)에서 보여지는 바와 같이 일단 가상키보드 상에서 활성키가 선택되면 손가락이 활성키 영역을 벗어나 좌우로 움직인다고 하여도 활성화된 키의 활성상태(그림에서 키 영역이 검게 표시되는 것)는 변화되지 않고 단지 포인터 위성 창에서 활성화된 키에 지정된 문자 중에서 활성화되는 문자의 지정이 변화됨이 나타난다. 한글의 경우 특히 천지인( ㅣㆍ ㅡ ) 형태의 모음 입력방법에 있어서 도 56(II)와 도 56(III)은 'ㅣ'와 'ㆍ'를 각각 터치하여 'ㅏ'의 입력과정을 보여주고 있는데, 이를 더욱 발전시켜 단지 'l'를 손가락이 접촉한 상태에서 'ㆍ'로 이동한 후에 손가락을 떼면 'ㅏ'가 입력되는 방법도 가능하다. 따라서 도 56에 보여지는 모음 배열 형태에서는 'ㅟ'의 입력을 위해서 'ㅡ', 'ㆍ', 'ㅣ'를 각각 입력하는 것이 아니라 손가락을 핸드폰의 우측에서 좌측으로 한 번 움직이면 한 번에 'ㅟ'의 입력이 완성된다. 마찬가지로 'ㅐ' 입력의 경우 손가락의 움직임이 'l' -> 'ㆍ'-> 'l'로 이어지면 입력이 완성되는 것이다. 즉 모음의 경우 손가락이 지나치는 키의 문자를 모두 조합하여 손가락이 터치스크린으로부터 떨어질 때 입력하게 되는 것이다. 이럴 경우 통상 세 번의 키 누름을 통해 입력되 던 모음의 경우도 한 번에 완성되는 장점도 제공한다. 자음뿐만 아니라 모음의 경우도 입력의 편리성이 더욱 증가 되는 방법이 제공되는 것이다.

도 57은 가상키보드 상에 자판 배열이 숫자일 경우 각 키 영역에 지정된 숫자가 하나씩이므로 그 작동방법이 문자나 기호와는 다르게 운용됨을 보여준다. 즉 도 57(A)-I에서 보여지는 바와 같이 키 '1' 영역에 손가락이 닿아 '1'이 활성화되었다고 하더라도 하나의 키에 다수의 문자나 기호가 지정된 경우와 달리 손가락이 화면으로부터 떨어질 때까지 활성상태가 고정되는 것이 아니고, 손가락의 좌우 움직임에 따라 활성 키도 변화하게 된다. 도 57(A)-III에서와 같이 손가락이 화면에 닿아 있는 상태에서도 손가락이 움직이면 포인터의 움직임을 말할 것도 없이 손가락의 중심이 머무는 곳이 새로운 활성키가 된다. 이렇게 숫자와 문자의 경우가 다른 점이 가상키보드 상에서 키 'GHI'가 선택될 경우 손가락의 움직임은 키 ''의 활성상태는 고정된 채로 이 키에 지정된 문자 'G', 'H' 혹은 'I'의 입력으로 이어짐이 도 57(B)-I과 III에 보여지고 있다. 다만 키선택과 문자선택을 위한 손가락의 움직임을 구분하기 위해 손가락의 좌우움직임은 단지 활성문자의 선택을 위한 수단으로만 이용되는 것이 본 발명의 구성이다. 하지만 활성문자 선택에 손가락의 상하이동이 수반되지 않기 때문에 활성키가 속한 영역을 벋어나지 않은 상태에서는 손가락의 상하 움직임이 허용되어 또 다른 키를 선택할 수 있음을 보여주는 것이 도 57(B)-II이다. 이는 손가락의 중심이 각 키를 좌우에 위치한 키로부터 쉽게 분별할 수 있지만, 상하에 위치한 키로부터 구별되는 것이 덜 용이한 점을 극복하는 방안을 제 공한다. 즉 활성화 시키고자 하는 키를 선택할 때 사용자가 의도한 것과 다른 키를 선택할 경우 이를 수정하는 방법을 제공하는 것이다.

도 58은 손가락이 터치패드를 접촉하였을 때 가상키패드의 각키에 지정된 문자배열이 도 54에 보여지는 것과 같이 좌우로 배열되는 것이 아니라 상하로 배열되는 구조를 보여주고 있다. 예를 들어 'STU'가 지정된 키에 해당하는 터치패드의 영역을 손가락으로 접촉하면 포인터 위성창이 화면의 우측 혹은 좌측에 상하로 문자를 배열한 구조로 펼쳐진다. 이렇게 키에 지정된 문자들이 상하로 배열되고 각 문자를 입력하기 위해서는 손가락을 터치패드를 접촉한 상태에서 상하로 움직여 입력하고자 하는 문자를 활성화(화면상에서 다른 문자보다 밝게 표시되었다.)시킨 다음 손가락을 터치패드로부터 떨어뜨리면 화면상에 문자가 입력되게 된다. 도 54와 마찬가지로 (A)는 손가락이 터치패드를 접촉하여 'STU' 키를 활성화시킨 상태이고 (B)는 'STU' 키가 활성화된 상태에서 손가락의 상하 움직임에 따라 지정된 문자 'S'(I), T(II), U(III)가 활성화된 상태에서 손가락이 터치패드로부터 떨어져서 문자 입력이 완료된 상태를 보여준다.

도 59는 도 53에서 보여주는 문자입력방식을 일본어에 적용한 예로서, 일반적으로 일본에서 키패드 방식의 문자배열을 그대로 유지하면서 한 번의 손가락움직임으로 각 키에 지정된 5개의 문자 중 하나를 입력하는 과정을 보여준다. 영어와는 달리 각 키에 5개의 문자가 지정되어 있기 때문에 3*3 형태[ {あ, か, さ}, {た, な, は}, {ま, や, ら}]의 키패드 구조에서는 포인터 위성 창에 5개의 문자가 세로로 배열되게 되는데, 각 키에 지정된 5개의 문자는 영어로 a, i, u, e, o의 순서이며 이는 일본어의 50음도의 배열 순서에 따른 것이다. 이러한 배열의 경우 각 키를 손가락이 접촉하였을 때 활성문자로 화면에 보여지는 것은 '아(a)' 그룹이 아니고 키패드 상의 위치에 따라 '이(i)', '우(u)', '에(e)'로 대표되며 이러한 대표 문자가 키패드 상에 괄호안에 적혀져 있다. 따라서, 키패드의 두 번째 줄에 해당하는 아(あ), 가(か), 사(さ) 의 경우 키패드를 접촉하는 순간에 활성화되는 문자는 각각 이(い), 기(き), 시(し)이며, 세 번째 줄의 타(た), 나(な), 하(は)의 경우는 투(つ), 누(ぬ), 후(ふ)가, 네 번째 줄의 마(ま), 야(や), 라(ら) 는 각각 메(め), 유(ゆ), 레(れ)가 활성화 되는 것이다. 다만 야(や)는 나머지와 달리 단지 3개(や, ゆ, よ)의 문자만을 갖고 아(a), 이(i), 우(u), 에(e), 오(o)의 구조에서 벗어난다. 이러한 자판배열에서 입력과정의 예로 바(ば)와 아(あ)를 입력하는 과정이 각각 도 59(A)와 59(B)에서 보여주고 있다. 바(ば)를 입력하기 위해서는 먼저 하(は)군에 해당하는 키 '6'을 터치한 후(도 59(A)-I) 손 가락을 가상키보드 상에서 위로 두 칸을 움직인 후(도 59(A)-II)에 터치스크린으로부터 손을 떼면 하(は)가 입력되고 이어서 가상키보드의 키 '#'에 해당하는 부분에 손가락을 접촉하고(도 59(A)-III) 손가락을 움직여 일본어에서 'ㅎ'->'ㅂ'로 변환시켜주는 ' " '를 선택하면(도 59(A)-IV) 바(ば)가 입력되게 되는 것이다. 마찬가지로 아(あ)를 입력하기 위해서는 아(あ)군에 해당하는 키 '1'을 터치한 후(도 59(B)-I) 위로 손 가락을 가상키보드 상에서 위로 한 칸을 움직인 후(도 59(B)-II)에 터치스크린으로부터 손을 떼면 된다.

도 60은 도 53에서 보여주는 문자입력 방식을 중국어에 적용한 예로서, 중국어의 경우 표의문자이기 때문에 각 중국어를 표현하기 위해서는 영어를 사용하기 때문에 이들 중국어 발음을 나타내는 영어 자모를 0에서 9까지의 숫자 키패드 10개에 배열한 구조를 보여주고 있다. 이 배열의 특징은 중국어 문자의 한 음절씩 구분하기 위하여 자음 군(숫자키 1~6)과 모음 군(숫자키 7~9)을 구분하였으며 특히 받침으로 쓰이는 자음(n, ng, r)을 모음 군과 함께 숫자키 '0'에 배열하여 하나의 음절의 완성을 용이하게 식별할 수 있도록 한 것이다. 더욱이 자음군은 하나의 키에 4개의 문자가 배열된 경우(숫자키 1~3)와 3개의 문자가 지정된 경우(숫자키 4~6)로 나뉘는데 이는 중국어 발음상 유사한 것을 그룹화하여 용이하게 각 문자의 위치를 파악할 수 있게 하여 준다. 즉 4개의 문자가 그룹화 된 bpmf('bo', 'po', 'mo', 'fo'로 음가가 표현되는 문자 군), dtnl('de', 'te', 'ne', 'le'), zcsr('zi', 'ci', 'si', 'ri')와 3개의 문자가 그룹화 된 jqx('ji', 'qi', 'xi'), gkh('ge', 'ke', 'he'), yw'의 자음문자 그룹이 있고 모음 군은 6개로서 초성으로 쓰일 수 있는 a,o,e를 각각 서로 다른 가상 키에 배정하고 이에 나머지 모음인 i,u,

를 이들 초성 모음과 그룹화하여 사용이 용이하게 한 것이다. 이러한 배열을 이용하여 중국어 正(Zheng)을 입력하는 과정을 보여주고 있다. 먼저 'zscr/h'군이 지정된 가상키보드의 키 '3'에 손가락을 접촉하였다 떼면 'z'가 입력되고 다시 한 번 동일한 키를 접촉하면 'h'가 입력되게 된다. 이 'h'는 숫자키 '5'에 지정된 초성 'h'와 달리 단 지 중국어 발음 'zh, sh, ch'만을 표시하기 위한 것으로 입력의 편리성 도모하기 위한 것이며, 이 부분은 중국어에 적용되는 특별한 입력방법이다. 이러한 중국어 문자 배열은 각 키에 지정된 여러 개의 문자 중 하나를 입력하기 위해서는 손가락이 모두 아래쪽으로 움직이면 되므로 사용자의 편리성이 더욱 높아진 것이 특징이다.

도 61은 하나의 키에 지정된 다수의 문자를 입력하는 방법에 더하여 각 문자에 추가적으로 요구되는 사항을 손가락을 터치스크린(혹은 터치패드)로부터 이격하지 않고도 입력할 수 있는 방법을 보여주고 있다. 예를 들면 도 59에서 보여지는 바와 같이 일본어의 경우 'bu(ぶ)'를 입력하기 위해서는 먼저 'hu(ふ)'를 입력한 후 이를 로 변환하기 위해 ' " '가 지정된 키를 작동시키기 위한 추가 동작이 요구된다. 이를 하나의 동작에서 입력하기 위한 방법이 도 61(A)에 보여지고 있다. 손가락이 터치패드를 접촉한 상태에서 'hu(ふ)'를 선택하기 위한 손가락의 움직임(터치패드 면에서 상하 동작)과 직각이 되는 방향(좌우로 이동)으로 손가락이 이동할 경우 하나의 키에 해당하는 이동거리는 'hu(ふ)'을 'bu(ぶ)'으로 변환시키고, 두 개의 키에 해당하는 이동거리는 'hu(ふ)'를 'pu(ぷ)'로 변환시켜 'bu(ぶ)' 혹은 'pu(ぷ)'의 입력을 완성하게 된다. 이러한 방법은 'ba' 그룹(ba, bi, bu, be, bo)과 'pa' 그룹(pa, pi, pu, pe, po)에 모두 적용되는 것이다. 즉 손가락의 터치패드 접촉에 이은 첫 번째 직선 움직임이 각 키에 지정된 문자들 중의 선택이며, 이어서 첫 번째 움직임에 직각 방향으로의 손가락의 움직임은 선택된 키에 지정된 모든 문 자에 동일한 변화를 가져오게 되는 것이다. 이러한 방법은 일본어 문자 중에서 sa(さしすせそ)->za(ざじずぜぞ),ta(たちつてと)->da(だぢづでど),ka(かきくけこ)->ga(がぎぐげご)등에 적용될 수 있는 것이다. 중국어의 경우도 Z->Zh(S->Sh, C->Ch)의 변환을 동일한 방법으로 이룩할 수 있으며 이는 도 61(B)에 보여지고 있다. 이 경우 도 60-II에 보여지는 'zcsr'키를 두 번 연속으로 터치할 필요가 없이 상항 방향으로의 손가락 움직임(도 61(B)-I)에 이은 좌우 움직임(도 61(B)-II)으로 완성되게 된다.

도 62는 도 61에서 보여지는 본 발명의 방법을 모음의 경우에 적용한 경우이다. 중국어의 경우 하나의 모음 음가에 5가지의 높낮이(1성, 2성, 3성, 4성, 경성)를 가지는데 각 모음 위에 1성(

), 2성(

), 3성(

), 4성(

) 및 경성(

)표시를 가지게 되며 본 발명에 따른 사성 입력 방법이 각각 도 62의 I, II, III, IV, V이다. 즉 이들 각각의 사성 발음은 그에 해당하는 모음을 갖는 키를 선택한 후에, 손가락을 상하로 움직여서 사성을 선택하게 된다. 사성은 모든 모음에 공통으로 적용되기 때문에 각개의 문자로 기억할 필요가 없이 일반적인 분류로 위에서 부터 1성, 2성, 3성, 4성을 배열하고 경성은 예외적이기 때문에 가장 위의 위치 즉 1성보다 위에 배열되어 사용자의 숙지를 용이하게 한 것이다.

도 62는 도 61에서 보여지는 본 발명의 방법을 모음의 경우에 적용한 경우이다. 중 국어의 경우 하나의 모음 음가에 5가지의 높낮이(1성, 2성, 3성, 4성, 경성)를 가지는데 각 모음 위에 1성(

), 2성(

), 3성(

), 4성(

) 및 경성(

)표시를 가지게 되며 본 발명에 따른 사성 입력 방법이 각각 도 62의 I, II, III, IV, V이다. 즉 이들 각각의 사성 발음은 그에 해당하는 모음을 갖는 키를 선택한 후에, 손가락을 상하로 움직여서 사성을 선택하게 된다. 사성은 모든 모음에 공통으로 적용되기 때문에 각개의 문자로 기억할 필요가 없이 일반적인 분류로 위에서 부터 1성, 2성, 3성, 4성을 배열하고 경성은 예외적이기 때문에 가장　위의 위치 즉 1성보다 위에 배열되어 사용자의 숙지를 용이하게 한 것이다.

도 63은 본 발명에 의한 터치패드를 이용한 문자입력 방식으로 모든 모음을 입력 가능하도록 한 방법이다. 키에 지정된 문자의 표시가 상하방향과 좌우방향 모두에 배열되어 4개 이상의 문자가 하나의 키에 지정되도록 한 방법이다. 그리고, 상하방향과 좌우방향에 배열되는 문자들의 성격을 달리하여 사용자의 숙지를 쉽게 하였다. 기본적인 모음 세 개 씩이 ['ㅏ', 'ㅗ', 'ㅛ'], ['ㅡ', 'ㅣ', 'ㅢ'], ['ㅠ', 'ㅜ', 'ㅓ']이 키패드의 지정문자로 표시되어 있고, 나머지 모음 문자들은 숨겨져 있다. 숨겨진 모음들은 각 키를 선택하기 위해 터치하고 아래 방향으로 손가락을 움직여서 선택하면 된다. 이미 잘 알려진 천(ㆍ),지(ㅡ), 인(ㅣ) 방식에서 천에 해당하는 점(ㆍ)을 이용하지 않고 일반적인 키보드와 같이 각각의 모음이 입력될 수 있도록 15개의 모음이 배열되어 있어서, 천지인 이외의 방식에서 사용되는 획첨가와 같은 추가적인 입력도 수반되지 않는다. 따라서, 복모음이라고 하더라도 두 번의 터치로서 입력이 되도록 한 것이다. 예를 들면 '왜'의 경우 'ㅇ'+ 'ㅗ' + 'ㅐ'을 입력하여 세 번의 터치로 '왜'가 입력된다. 즉 입력 횟수를 최소화 할 수 있는 방법을 제공한다.

도 64는 한글 모음의 배열에 있어서 하나의 키에 4개 이상의 키가 지정되는 경우 그 규칙에 대해서 설명하고 있다. 즉 'ㅏ,ㅗ'가 지정된 키에서 우측으로는 'ㅗ'의 유형인 'ㅗ'와 'ㅛ'가 배열하고, 아래쪽으로의 배열은 'ㅏ'의 유형('ㅏ', 'ㅑ', 'ㅐ', 'ㅒ')만을 나열하여 상호 구분이 용이하게 하였으며, 마찬가지로 'ㅜ,ㅓ'가 지정된 키에서 좌측으로는 'ㅜ'의 유형인 'ㅜ', 'ㅠ'가 배열되고 아래쪽으로의 배열은 'ㅓ'의 유형('ㅓ', 'ㅕ', 'ㅔ', 'ㅖ')만이 나열된다. 이러한 배열의 규칙은 기본문자(ㅏ,ㅗ 혹은 ㅜ,ㅓ)에 가장 가까운 키에는 천(ㆍ)이 첨가된 문자(ㅑ, ㅕ, ㅠ, ㅕ)가, 그 다음 가까운 키에는 기본문자에 획(l)가 첨가된 문자가 배열되며 그 보다 더 먼 위치의 키에는 기본문자에 획(l)과 점(ㆍ)이 첨가된 문자가 배열되도록 하였다. 이렇게 배열된 모음 문자의 총 개수는 15개로서 일반적인 컴퓨터의 자판에 제공되는 모음문자에 'ㅢ'가 추가된 것 외에는 키보드와 동일하여 키보드와 동일한 입력 방법을 제공하는 한글자판배열을 보여준다.

도 65는 터치스크린 방식이 아닌 터치패드 방식의 핸드폰을 보여주고 있는데, 손가락이 터치패드를 작동시킬 때에 가상키보드를 가리지 않으므로 도 53 ~ 도 63에서 보여지는 터치스크린 방식의 핸드폰에 필요한 포인터 위성 창을 별도로 가질 필요 가 없음을 나타내고 있다.

도 66은 가상키보드(키패드)의 각 키에 두 개의 문자가 지정된 경우 기준 문자와 비기준 문자를 입력하는 방법을 보여주는데, 기준 문자는 지정된 키를 터치하면 입력되고 비기준 문자는 지정된 키를 터치한 상태에서 손가락이 그 키의 영역을 벗어나서 터치패드 혹은 터치스크린으로부터 이격하면 입력되도록 한 것이다. 즉 굳이 일정한 방향이나 거리에 상관없이 지정된 키 영역을 벗어나서 손가락이 이격되면 입력되도록 하여 지정키가 정해지면 더 이상 방향과 거리에 대한 생각이 필요없이 손가락이 자유롭게 움직일 수 있도록 하는 장점을 가진다.

도 67은 가상키보드(키패드)의 각 키에 두 개의 문자가 지정된 경우 기준 문자와 비기준 문자를 입력하는 방법을 보여주는데, 도 66과 다른 점은 터치패드(혹은 터치스크린)가 접촉(touch) 상태와 누름(press) 상태를 구분하여 손가락이 접촉된 상태에서 터치패드(혹은 터치스크린)로부터 이격되면(도 67a-I) 기준문자 'c'가 입력되고 손가락이 누름상태를 거쳐 이격되면(도 67a-II) 비기준문자 'd'가 입력되는 경우를 보여주고 있다. 도 67b는 'Doors open.'을 입력하는 과정에서 선택된 키와 각각의 키의 접촉 혹은 누름 상태를 보여주고 있으며 문자의 입력은 손가락이 터치패드로부터 이격될 때(touch-off) 이루어짐을 보여주고 있다. 그리고 이러한 입력 구성을 위해서는 터치패드(혹은 터치스크린)가 도 46 혹은 도 49에 보여지는 접촉상태와 누름상태를 구분하는 기능을 갖추어야 한다.

도 68은 가상키보드의 각 키 영역을 정의하는 방법을 보여주는 바, 손가락이 각 키에 해당하는 영역을 접촉하면 원래 균등하게 할당된 영역이 활성화된 키에 대해서는 확장되는 기능을 보여주고 있다. 즉 각 키에 일정한 영역(6801)이 지정되어 있고, 이 지정된 영역에 손가락(의 중심)이 접촉하게 되면 이 키는 활성화되고, 이렇게 활성화된 활성키(6802)는 그 영역(6801)이 확장됨으로써 활성키의 영역이 이웃한 키 영역의 일부까지도 포함하여 터치패드의 좁은 면적을 실질적으로 확대되는 결과를 가져오게 된다. 이는 좁은 터치패드 혹은 터치스크린 상의 가상키보드의 좁은 활성키 영역을 넓게 하여 손가락의 움직임 반경을 크게 하는 효과를 가져오게 되는 것이며 특히 손가락이 각 키의 경계면상에 놓인다 하더라도 쉽게 이웃한 키들이 불안정하게 활성화되는 현상을 방지하여, 선택된 활성키가 안정적으로 유지되고 그에 지정된 문자가 입력되도록 하는 장점을 가져온다. 즉 키 'K'와 'L'의 경계선 L_KL(6804)상에 위치한 점 'P_KL'(6803)에 손가락이 놓일 경우 위의 활성키 확장기능이 없을 경우(도 68-I) 키 'K'가 활성화된다고 하여도 손가락이 경계선 L_KL(6804) 근처에서 약간의 움직임만으로도 활성키가 'L'로 쉽게 변경되어 'L'이 입력될 수 있다. 이에 반해 활성키의 확장 기능이 부가될 경우 점 'P_KL'(6803)에 손가락의 중심이 놓여 키 'K'가 활성화되면(도 68-II) 새로운 경계선 L"_KL(6804K)이 형성되어 키 'L'을 활성화시키기 위해서는 확장된 영역(6805)을 넘어야 하기 때문에 도 68-I에서처럼 손가락의 미동으로 인해 이웃한 키의 우연한 활성화를 방지할 수 있다. 마찬가지로 키 'L'이 활성화되면 새로운 경계선 L'_KL(6804L)이 형성되어 쉽게 키 'K'가 활성화되지 않는 장점을 가져온다. 이렇게 확장된 영역은 활성키를 안정적으로 만들어주지만 그 영역이 너무 커지면 이웃한 키를 선택하고자 하는 경우에는 힘들어지게 되므로 확대된 영역이 이웃한 키 영역의 중심을 지나치지 않도록 하는 것이 바람직하다. 즉 확대비율이 2배이하인 경우가 바람직하다.

도 69는 누름상태와 접촉상태를 구별하는 터치패드를 이용하여 버튼기능을 구현한 것을 보여주고 있으며, 시간에 따른 압력변화와 그에 상응하는 버튼상태의 변화를 도식적으로 나타내고 있다. 도 69-I, II는 각각 버튼 클릭(touch -> depresed -> touch-off의 과정), 더블클릭(touch -> 1st depressed -> touch or touch-off -> 2nd depressed -> touch or touch-off의 과정) 그리고 도 69-III과 IV는 드래그(touch -> depressed -> touch(hold) -> touch-off의 과정)에 해당하는 접촉과 누름상태의 변화를 나타낸다. 기존의 마우스 버튼과 달리 본 발명의 누름상태를 갖는 터치패드를 이용한 버튼기능의 구현에 있어서 차별화되는 점은 특히 드래그 기능을 구현하기 위해 터치패드의 접촉유지(touch-hold)상태를 버튼홀드(Button-hold)기능에 대응시키는 점이다. 하지만 본 구성의 터치상태와 누름상태를 구분하는 2차원 입력장치(터치패드, 터치스크린 방식 등)의 경우 버튼홀드 상태를 유지해야 하는 거리가 입력장치의 크기보다 클 경우 불가피하게 손가락이 입력장치로부터 이격 되어야 하고 그에 따라 도 69-III의 방법에 의해 이루어지는 드래그 기능은 적용 불가능하게 된다. 따라서 이를 극복하는 방법은 도 69-IV에 보여 지는 바와 같이 누름상태에 도달한 이후에(도 69-IV의 1st clickd이 이루어진 이후) 버튼업(Button-Up)상태가 되기위해서는 또 다른 누름(Depressed)상태에 이어지는 터치오프(Touch-Off)가 수행되어야만 한다. 즉 누름상태의 해제는 또 다른 누름동작에 이은 이격동작이 실행되어야 가능하도록 하는 것이 도 69-IV의 내용이다.도 69-IV의 두 번째 타원형 부분의 이격(Release)과정이 이에 해당된다. 이를테면 도 69-IV의 첫 번째 타원형 구간(Drag 구간)에서와 같이 누름상태로부터 일정한 시간이 흘러 터치오프(Touch-Off)상태가 이루어지면 버튼업(Button-Up)상태가 되는 것이 아니라 버튼홀드(Button-Hold)상태를 지속하게 되는 것이며 도 69-IV의 두번째 타원형 구간(Release 구간)에서와 같이 누름동작에 이은 이격동작이 연속적으로 실행되어야 버튼업(Button-Up)상태에 도달하게 되는 것이다. 이를 좀더 자세히 설명하는 것이 도 71이다.

도 70은 도 49(A)와 (B)에 보여지는 원리가 적용된 누름상태와 접촉상태를 구별하는 터치패드로서 문자입력을 용이하게 하기 위해 터치패드(7001) 위에 부착되는 탄성체(7002)를 바둑판모양으로 배열한 구조를 보여주고 있으며, 특히 버튼기능을 담당하게 하기 위해 중앙의 활성영역(7003)을 설정하여 이 활성영역 이외의 영역에서는 손가락이 터치패드로부터 이격 되더라도 버튼기능에서 버튼업상태로의 변환이 이루어지지 않도록 한 것이다. 도 70-I, II, III, IV는 각각 활성영역에서의 접촉, 이격, 비활성영역에서의 접촉 및 이격 상태를 보여주고 있으며, 이들 상태에 따른 포인팅기능의 변화를 도 71에서 보여주고 있다. 도 70에 보여지는 바둑판 구조의 탄성체는 손가락이 탄성체에 접촉할 경우 손가락이 발생시키는 정전용량이 탄성체 사이에 존재하는 골(7004)에 의해 각 탄성체 영역에 집중되도록하는 장점을 가져오고 더불어서 손가락이 접촉하는 위치를 감지할 수 있게 하는 장점도 가져온다. 하지만 골의 폭이 너무 커지면 손가락이 포인팅기능을 수행함에 있어서 탄성체의 요철형태가 손가락움직임에 방해가 되므로 탄성체의 좌우 방향에 있는 골과 상하 방향에 있는 골의 폭이 각각 탄성체 가로, 세로 폭의 50% 이하가 되는 것이 바람직하다.

도 71(A)와 (B)는 각각 손가락의 움직임이 도 70의 I -> II과 I -> III -> IV의 경로를 따라 누름동작과 이격동작이 이루질 때 활성영역의 역할이 어떻게 이루어지는 지를 도식적으로 보여주고 있다. 두 경우 모두 굳이 활성영역이 아니더라도 상관이 없지만 누름동작을 중앙의 활성영역(7003)에서 이루어지도록 하였다. 도 71(A)의 경우 활성영역에서 손가락이 터치패드로부터 이격되어 터치오프(Touch-Off)상태와 동시에 버튼업(Button-Up)상태로 전이된다. 도 71(B)의 경우 누름동작이 활성영역에서 이루어진 후에 손가락이 활성영역을 벗어나(III) 터치패드로부터 이격(IV)되어 터치오프(Touch-Off)상태로 전환되더라도 버튼다운(Button-Down)상태를 유지(hold)하게 됨을 보여준다. 따라서 도 70에 보여지는 활성영역의 활용으로 포인팅 작업에서 단순한 클릭, 더블클릭외에 드래그 기능도 기능버튼없이 수행할 수 있게하여 줌을 보여주고 있다. 더우기 도 71(C)와 71(D)는 이러한 활성영역의 설정이 없이도 드래그(Drag)기능을 용이하게 하는 방법을 보여주고 있다. 즉 도 69-IV에서 보여지는 기능 즉 누름상태에서 터치오프상태로 변화되는 이격시간이 이미 정해진 기준시간(이격기준시간 - t_r

)보다 클 경우 버튼다운(Button-Down)상태를 유지하도록 하는 기능을 이용하는 방법이다. 이러한 방법이 적용되면 도 69-IV에 보여지는 바와 같이 드래그하는 과정에서 손가락이 터치패드로부터 이격되어도 드래그 동작이 지속 될 수 있게 되는 것이다. 도 71(C)와 (D)에 보여지는 바와 같이 터치패드 누름(Depressed)상태에서 이격(Touch-Off)상태에 이르는 이격시간(Release time,t_r)이 정해진 이격기준시간(t_r

)을 기준으로 작을 경우와 클 경우 각각 버튼업(Button-Up)상태와 버튼홀드(Button-Hold)상태를 결정하는 것이다. 즉 도 71(C)의 경우 이격과정(7101)이 이격기준시간(t_r

)보다 작기 때문에 버튼업(Button-Up)상태에 도달하지만 도 71(D)의 경우 이격시간(t_r)이 이격기준시간(t_r

)보다 크기 때문에 버튼홀드(Button-Hold)상태를 유지하는 것이다.

도 72는 누름상태와 접촉상태를 구별하는 터치패드를 이용하여 버튼 기능을 구현하는 방법에 있어서 접촉상태와 누름상태를 안정화시키기 위해 누름압력의 문턱값을 4가지( Z_detouch, Z_touch, Z_{press - up}, Z_depress)로 구분하여 방법이 적용된 예를 도식적으로 보여주고 있다. Z_touch와 Z_detouch는 비접촉상태에서 접촉상태로 전환되기 위한 누름압력의 문턱 값으로서 Z_touch는 비접촉상태에서 접촉상태로 전환될 때 적용되는 기준 값이고 Z_detouch는 접촉상태에서 비접촉상태로 전환될 때 적용되는 기준 값이다. 이들 기준 값을 시간에 따른 누름압력의 변화에 적용되었을 때 접촉, 누름상태가 어떻게 변화되는지를 살펴보면, ①과 ②는 접촉상태 문턱 값인 Z_touch를 초과하지 못하여 아직 터치오프(Touch-off)상태를 유지하고 있으며, ③의 상태가 되어서야 터치온(Touch-on)상태가 된다. ③보다 누름압력이 증가한 ④는 아직 Z_depress를 초과하지 못하여 터치온(Touch-on)상태를 유지하고 있으며 ⑤가 되어서야 누름(Depressed)상태가 된다. ① -> ⑤까지의 과정은 누름압력이 증가하는 과정이었지만 ⑤ -> ⑨까지의 과정은 압력이 감소하는 과정으로서 ① -> ⑤과정에서와 동일한 누름압력을 갖더라도 상이한 누름상태를 갖게되는데 이는 현재 누름상태에 따라 상이한 변환 문턱 값이 적용되기 때문이다. 즉 ②와 ⑧은 같은 누름압력을 갖는 상태이지만 ②는 터치오프(Touch-off)상태를 ⑧는 터치온(Touch-on)상태를 나타낸다. 마찬가지로 ④와 ⑥는 같은 누름압력을 갖는 상태이지만 ④는 터치온(Touch-on)상태를 ⑥는 누름(Depressed)상태를 나타낸다. 결과적으로 Z_touch - Z_detouch, Z_depress- Z_{press - up}의 누름압력 차이가 각각 터치온(Touch-on)상태와 누름(Depressed)상태를 안정적으로 유지시키는 완충역할을 할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 스무 일곱 번째 구성이다.

도 73은 일반적인 터치패드 혹은 터치스크린에서 버튼기능을 담당하는 클릭, 더블클릭과 드래그 과정을 도식적으로 표시한 것이다. 기능버튼의 클릭과 더블클릭의 기능은 터치패드를 탭핑하는 방법으로 이미 사용되고 있고, 그 원리는 터치온(Touch-on)과 터치오프(Touch-off)의 간격이 기준시간(△t_interval) 이하인 경우에 클릭, 더블클릭으로 작동된다. 즉 도 73(I)과 (II)에서 터치온 간격(t₂ - t₁, t₄-t₃) 과 터치오프간격(t₃ - t₂)이 기준시간(△t_interval)보다 작아서 클릭과 더블클릭으로 작동하지만 드래그(Drag) 기능을 담당하기 위한 클릭-홀드(Click & Hold)는 도 73(III)에 보여지는 바와 같이 클릭-터치(Click & Touch)에 의해 구성된다. 하지만 기능버튼과 달리 터치패드만으로 드래그 기능을 담당하기 위해서는 드래그 거리가 길어져서 손가락이 터치패드로부터 이격되어 드래그 시작 방향으로 되돌아가 다시 드래그가 시작되어야 하는 과정에서 버튼홀드(Button-hold)에 해당하는 터치온 상태가 해제되는 문제가 발생한다. 이를 극복하기 위한 방법이 버튼홀드 상태의 해제는 클릭-터치(Click & Touch) 상태 이후에 발생되는 클릭과정으로 이루어진다. 즉 도 73(III)의 t₄에 발생하는 터치오프는 버튼홀드상태를 해제시키지 않으며, t₅와 t₆ 사이의 터치온상태는 기준시간(△t_interval)보다 크기 때문에 클릭으로 작동하지 않아서 버튼홀드상태가 지속 되며 t₇에 발생하는 클릭과정에서야 버튼홀드상태가 해제된다.

도 74는 터치패드의 기능버튼의 기능을 담당하는 스위치를 터치패드의 상부면에 부착하는 방법(도 39a)과 도선배열(도 39b) 및 터치패드를 눌러 주었을 때 스위치부가 눌려져서 스위치 회로의 단락이 이루어짐(도 39c)을 보여주고 있다. 7401과 7406은 도선을 절연시키기 고분자 필름으로 폴리에스터 필름과 같이 내구성과 유연성을 가지는 것이 바람직하다. 7402와 7403은 전기적으로 반대의 극성인 전극(각각 터치패드의 기능버튼 스위치에 연결되는 접지 전극과 일반적인 +5V 양극이 연결된다.)이 연결되는 도선으로 0.1~0.3mm의 두께로 7401 절연필름에 부착하여 터치 패드 상부에 각각의 도선의 간격(

L2)이 4mm~6mm 이 되도록 배열하고 도선의 사이를 두께 1mm 내외의 폴리우레탄 폼 스폰지와 같은 탄성체를 배열하고 그 위에 또 다른 두께 0.05mm 이하의 연결 도선을 전극이 연결된 도선 7402, 7403에 직각 방향으로 배열하고 그 위에 또 다른 절연필름을 씌운다. 연결도선 7405는 외부 전극이 연결되어 있지 않고 단지 터치패드가 눌려졌을 때 전극이 연결된 전극 도선 7402와 7403을 단락시키는 기능을 담당한다. 전극도선의 간격에 비해 연결 도선인 7405의 간격은 더 1mm 간격으로 하여도 무방하나 너무 촘촘할 경우 터치패드 전극과 손가락 사이의 정전용량 변화를 손가락이 닿는 부분만이 아니라 터치패드 전체 영역에 분산시키는 부작용을 가져와서 터치패드의 포인팅기능을 마비 시킬 수 있으므로 유의해야 한다. 이상의 스위치 구조는 터치패드의 포인팅기능을 방해하지 않으면서도 터치패드가 눌려졌을 경우 기능버튼의 신호를 컴퓨터 입력 제어부에 전달하여 기능버튼의 기능을 담당하게 되는 것이다.

도 75는 일본어 입력 방법을 가로모드로 구현한 것을 보여주는 바, 그 입력 방법은 도 59에 보여지는 세로모드와 동일하다. 즉 기본적인 오십음도 자판배열은 3*3의 구조로서 '아'(あ)행부터 '라'(ら)행까지 배열되고 일반적인 키패드 핸드폰의 '0'에 해당하는 위치에 '와'(わ)행을 배열한다. 도 75aa에 보여지는 바와 같이 오십음도의 대표 문자에 해당하는 터치패드의 위치를 손가락으로 접촉하게 되면 그 문자가 대표하는 오음문자가 좌우로 나열되며, 좌측으로부터 '아', '에', '이', '우', '오'의 음가 순이 되는데 손가락이 터치패드를 접촉한 상태에서 좌우로 이동함에 따라 이들 오음 중에서 현재 위치한 문자가 손가락이 터치패드로부터 떨어짐 과 동시에 입력되는 것이다. 도 75aa는 손가락이 '아'(あ)행을 대표하는 키위치를 접촉하였다 떨어지는 경우 '이'(い)가 입력됨을 보여주고, 도 75aab는 손가락이 '아'(あ)행을 대표하는 키위치를 접촉한 후 우측으로 두 칸 더 이동하여 터치패드로부터 떨어질 경우 '에'(え)가 입력됨을 보여준다. 이러한 문자입력방식에 있어서 어려운 점은 처음 터치패드를 접촉하는 점이 원래 입력하고자 하는 문자열이 아닌 경우이다. 즉 도 75aac에 보여지는 바와 같이 입력하려고 의도한 문자열은 '타'(た)행의 '티'(ち)인데 실제 선택한 행은 '아'(あ)행이 된 경우 의도한 문자를 입력하기 위해서는 도 75aa에 설명된 입력 방식으로는 터치패드에서 손을 뗀 다음 입력된 문자를 취소하고 다시 '타'(た)행을 선택하여 원래 입력하고자 한 문자 '티'(ち)를 입력하는 방법이 있으며, 도75aa-II의 가상키보드 상에 문자 지정이 되지 않은 영역으로 손가락을 이동한 후 손을 터치패드로부터 이격하면 문자입력이 이루어지지 않아서 취소할 필요가 없어진다. 그럼에도 이러한 방식은 키 선택의 잘못을 수정하기 위해 불필요한 손가락의 동작이 수반되어진다. 이를 수정하는 방안이 도 75aac에 기술되어 있는데 이는 본 발명의 구성에서 터치패드가 터치상태와 누름상태를 구분할 수 있기 때문이다. 즉 도 75aac-II와 같이 '이'(い)가 선택된 상황에서 원래 의도한 '티'(ち)를 입력하기 위해서는 손가락을 터치패드로부터 이격할 필요 없이 접촉된 상태에서 도 75aac-III과 같이 아래로 한 칸을 이동한 다음 터치패드를 눌러주어 (도 75aac-IV') '타'(た)행이 활성화되도록 하는 방법이다. 이 경우 손가락이 터치패드에 닿아 있는 상태에서 하나의 동작으로 입력하고자 의도한 문자의 선택이 이루어지게 되어 터치패드의 좁은 영역에 키가 지정되어 있어 잘못 선택 된 키를 쉽게 수정하여용이하게 의도한 키를 선택할 수 있는 방법을 제공한다. 이와 같은 수정방법은 기존의 누름기능이 없는 터치패드 혹은 터치스크린 방식의 입력 방법에서는 불가능한 것이어서 각 키에 할당되는 영역이 손가락이 쉽게 선택할 수 있을 만큼 커야 되는 단점을 가지게 되는 것이다. 이러한 이유로 터치패드 혹은 터치스크린의 크기가 작게 되지 못하는 것이다. 따라서 본 발명에 의한 누름기능의 터치패드는 상대적으로 적은 공간에 많은 키를 부여한다고 하여도 용이하게 문자를 입력할 수 있게 하여 엄지 손가락의 움직일 수 있는 범위 안에 모든 문자를 배열할 수 있도록 하여 준다. 궁극적으로 휴대용 디지탈기기를 이용한 문자입력이 한 손 조작만으로 가능하게 하여주며, 그 언어보다도 문자입력이 어려운 일본어에서조차 용이한 문자입력 방법을 제공하는 바 언어에 관계 없는 용이한 입력기를 제공한다. 도 75b~e는 가로모드에서의 일본어 자판 배열을 보여주고 있다. 도 75f는 도 75aac의 방법의 변형으로 단순한 접촉으로는 자판의 확대가 이루어지지 않고 터치패드가 누름상태가 될 경우에만 손가락이 눌러지는 위치에 해당하는 문자열이 확장되어 화면에 표시된다. 즉 손가락의 터치패드 접촉은 단순히 입력하고자하는 문자가 속해 있는 문자열을 선택하기 위한 과정이고 일단 원하는 문자열이 선택된 후에 터치패드를 눌러 주어 문자열 확장 명령이 실행되도록 하여 원하는 문자를 최종적으로 선택할 수 있게 하는 방법이다. 이 역시 본 발명의 누름상태를 접촉상태와 구분할 수 있는 터치패드를 이용하여야 구현 가능한 방법으로 지금까지 터치패드로는 불가능하였던 기능의 실현으로 터치패드 디지탈기기를 위한 문자입력시스템의 완성인 것이다.

도 76과 도 77은 본 발명의 구성 중에서 탄성체를 이용하여 터치패드가 제공하는 누름 압력값을 이분화하여 기능버튼의 기능을 대체하는 방법을 멀티터치 기능을 갖는 터치패드에 적용하는 예를 보여주고 있다. 도 76은 애플컴퓨터의 국제출원특허 WO 2005/114369A2에 명시한 정전용량방식의 멀티터치 기능의 터치패드의 표지 그림을 보여주고 있는데, 일반적인 터치패드와 달리 기능버튼을 이용하는데 문제점이 있다. 즉 한 점만을 감지하는 일반적인 터치패드의 경우 기능버튼의 기능은 터치패드가 감지한 하나의 접촉점에 대한 명령을 실행하도록 하면 되지만 다중접촉의 경우 접촉된 다수의 접촉점 중에서 어는 점에 해당하는 명령을 실행하여야 할지 구분할 수가 없는 것이다. 이에 반해 본 발명의 탄성체를 이용한 누름 압력 이분 값은 기능버튼의 on/off의 정보뿐만이 아니라 압력의 변화가 일어난 지점 즉 접촉점의 위치 정보도 제공하므로 다중접촉이 일어나더라도 그 중에서 누름압력값을 이분화하는 문턱값을 초과한 점에 해당하는 명령만을 실행할 수 있게 하여 주는 장점을 가져온다. 한 예로 도 77에 보여지는 바와 같이 키보드를 다중접촉 터치패드(7703)로 대체할 경우 화면(7701)상의 가상키보드(7702)와 터치패드의 키가 일대일 대응이 되도록 하고 가상키보드 상에서 접촉점(7704)과 누름점(7705 - 'g'에 해당)이 구분되어 표시되면 사용자가 일반적인 키보드를 사용하는 것과 같은 편리성과 효율성을 가져오게 되는데 멀치터치가 가지는 유저인터페이스의 강점에 키보드를 대체할 수 있는 장점도 부과되는 것이다. 이는 본 발명의 탄성체를 이용한 누름 압력값의 이분화에 따른 접촉과 누름상태의 구분이 가져오는 효과를 보여주는 일 예로서 다중기능 터치패드의 기능버튼 기능을 담당할 수 있음을 보여준다. 즉 지금까지 다 중접촉 터치패드의 경우 위와 같은 기능버튼의 제한적인 요소때문에 주로 명령실행을 기능버튼이 아닌 손가락의 움직임으로 구현하였는데 본 발명의 구성은 손가락의 기존의 움직임뿐만 아니라 누름 동작에 의해서도 각각의 접촉점에 대한 명령 실행이 이루어질 수 있는 방법을 제공하게 된다.

도 78a는 미국특허 7151528에 설명된 터치패드 몸체(7826)와 키패드 몸체(7822)가 결합된 형태(7818)로 숫자와 문자는 키패드에 의해 입력되고 포인팅 작업은 터치패드에 의해 수행된다. 그 작동원리는 키패드 몸체(7822)의 키(7820)의 하부면 중앙에 누름기둥(7824)이 있어서 이것이 터치패드(7826)의 구멍(7828)을 관통하여 돔스위치뭉치(7836)의 스위치(7832)에 닿아 손가락으로 키(7820)를 누를 경우 스위치(7832)를 on/off 시키게 된다. 도면에서 7834는 LED로서 야간에 키를 조명하는 역할을 하며 7840은 터치패드와 돔스위치 사이의 간격으로 돔스위치의 on/off를 용이하게 한다. 이러한 구조를 갖는 터치패드에도 본 발명의 구성이 될 수 있는 바, 각각의 키(7820)의 중심을 이에 해당하는 가상키보드 상의 키의 중심과 일치시키고 문자입력 방법을 가상키보드에 의해 실행하는 방법이다. 예를 들면 키(7820)를 손가락이 접촉하고 떨어질 경우는 가상키보드에 지정된 다수의 문자 중에서 첫 번째 문자가 입력되고, 키가 한 번 눌려진 후에 손가락이 키로부터 떨어지면 키에 지정된 두 번째 문자가 입력되도록 하는 방법으로 만약에 세 개의 문자가 하나의 키에 지정되어 있으면 키를 누르지 않은 경우, 한 번 누르는 경우, 연속해서 두 번 누르고 손가락이 키로부터 떨어질 때 키에 지정된 문자 중 첫 번째, 두 번째, 세 번째 문자가 각각의 경우에 입력되도록 하는 방법이다. 즉 터치패드영역 전체가 스위치 기능을 담당하지 않고 도 78에 보여지는 것처럼 지정된 영역에 국한된 스위치를 이용하여도 본 발명의 구성을 실현 할 수 있다. 다만 도 78a의 경우 기계적인 키를 가지므로 이웃한 키를 동시에 누르지 않을 정도로 키와 키 사이의 이격 거리가 충분해야 하므로 동일한 터치패드 면적에 배열할 수 있는 키의 갯수가 적어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하는 방안으로 본 발명의 또 다른 구성인 탄성체를 이용한 누름상태와 터치상태를 구분하는 방법을 적용한 것이 도 78b~도 78g이다. 지금까지의 구성과 다른 점은 탄성체에 구멍을 만들어 핸드폰 몸체에 내장된 LED와 같은 발광원을 이용하여 손가락 접촉면에 대한 조명이 가능하며, 가상키보드 상에서 포인터의 역할을 이러한 조명이 대체할 수 있는 방법을 제공한다.

도 79는 도 53에서 설명된 입력 방식에서 각 키에 지정된 문자를 확장하는 방법의 변화를 보여주고 있다. 즉 도 53은 가상키에 지정된 문자를 좌우 혹은 상하로 일 열로 배열하는 경우이고 도 79의 경우는 좌우 대칭의 형태를 갖는 경우로 다수의 문자를 지정된 키의 주변에 일정한 규칙을 가지고 배열하는 방법을 보여준다. 도 79A는 이미 도 66에서 설명한 경우로 각 키에 2개의 문자만이 지정된 경우이고, 도 79B는 각 키에 3개의 문자가 지정된 경우로서 도 79B-I는 지정 키의 위치보다 위 쪽으로는 두 번째 문자를, 지정 키의 위치보다 아래 쪽으로는 세 번째 문자를 배열하는 방법이며 도 79B-II는 지정키의 좌우로 두 번째 문자를, 아래 쪽으로는 세 번째 문자를 배열하는 방법이다. 마찬가지로 도 79의 C, D, E는 각 키에 4개, 5개, 6개의 문자가 지정된 경우에 좌우 대칭의 형태로 문자를 배열하는 방법을 보여 주고 있다. 6개의 문자가 지정된 경우는 단지 하나의 배열이 가능하지만, 4개와 5 개의 문자가 각 키에 지정되는 경우는 도 79C-II, 도 79D-II에 보여지는 방법과 같은 배열도 가능하다.

도 80은 일반적으로 하나의 키에 5개의 문자가 지정되어 있는 일본어 문자 입력 방식을 위해 이들 다수의 문자를 배열하는 방법으로 도 79D의 배열을 적용한 것이며, 이 중 도 79D-I를 적용한 예가 도 80A이며 도 79D-II를 적용한 예가 도 80A'이다. 도 80A의 I, II, III은 T9의 형태를 갖는 가상키패드 상에서 키가 좌측('た(ta)')과 우측('は(ha)')에 위치할 경우 문자의 배열이 각각 우측 및 좌측 반 쪽만이 배열됨을 보여주고 있으며 도 80B, B', C 및 C'는 본 발명이 제공하는 터치패드의 누름상태를 이용하여 하나의 키에 추가적인 문자를 배열할 수 있음을 보여주고 있다. 이는 단순 터치 상태에서는 제1 그룹의 문자들을 확장 배열하여 보여주고, 누름 상태에서는 제2 그룹의 문자들을 확장 배열하여 보여 줄 수 있게 된다. 더 나아가 누름상태를 반복하는 횟 수에 따라 제3, 4... 그룹 문자를 확장할 수 도 있으며 도 80C가 제 3그룹의 문자를 확장 배열하여 보여 주고 있다. 즉 일본어 문자의 경우 'た(ta)'가 지정된 키에 해당하는 터치패드 영역을 손가락으로 터치하면 의 제1 그룹의 문자들(たちつてと, はひふへほ)이 도 80A 혹은 도 80A'와 같이 배열되어 보여 지며, 이 영역을 한 번 눌러주어 누름 상태에 이르렀다가 다시 터치 상태로 돌아오면 제2 그룹의 문자들(だぢづでど, ばびぶべぼ)이 도 80B(도 80A에 해당)와 80B'(도 80A'에 해당)와 같이 확장 배열되어 보여져서 선택하여 입력할 수 있게 되는 것이며, 이 상태에서 다시 한 번 눌러 주면 제3 그룹의 문자들(っ, ぱぴぷぺぽ)이 도 80C(도 80A에 해당) 혹은 80C'(도 80A'에 해당되며 다만 '' 의 경우 제3 그룹에 속하는 문자가 'っ(romaji 표기방식으로 'ltu'에 해당)' 하나 뿐이므로 C와 C'의 구분이 무의미함)와 같이 확장 배열되어 보여져서 선택하여 입력할 수 있게 되는 것이다. 정리하면 일본어 문자의 제1 그룹은 모음을 포함하는 청음을 말하며, 제2 그룹은 자음으로 시작하는 문자는 "(double quoation mark)가 붙는 탁음 문자를 말하고, 모음의 경우는 작은 글씨로 쓰이는 문자(ぁぃぅぇぉ)를 말한다. 제3 그룹은 반탁음 즉 영어의 'p' 발음에 해당하는 문자와 촉음 문자 'っ'가 해당된다. 특히 모음의 경우 누름상태에서 작음 모음을 입력할 수 있기 때문에 본 발명의 누름상태와 터치상태를 구분하는 터치패드 입력장치의 경우 굳이 로마자 'L'을 이용하지 않고도 일본어 문자를 입력할 수 있다. 예를 들면 촉음 'っ'의 경우 로마자 입력방식에서는 'L'+'T'+'U'를 입력하여야 하지만 본 발명에서는 'T'(터치상태의 'T')+'u(ぅ)'(누름상태의 모음 'U'을 의미하며 터치상태의 'U'는 'う'를 의미)로도 구현이 가능한 것이다. 마찬가지로 작은 문자 'ゅ'를 입력하는 방법은 'Y'(터치상태의 'Y' - 'N, M, Y, R'의 경우 누름상태에 문자 변경이 없다. )+'u(ぅ)'(누름상태의 모음 'U'을 의미하며 터치상태의 'U'는 'う'를 의미)를 입력하면 된다. 이러한 예에서 보듯이 본 발명의 누름상태와 터치상태를 구분하는 터치패드 입력장치의 경우 확장되는 문자의 경우의 수가 터치패드의 누름 기능을 통해 배가 될 수 있으며 특히 일본어와 같이 유사한 속성을 갖는 문자의 경우 이들 유사한 문자들을 하나의 키에 지정할 수 있는 장점을 가지게 된다. 도 75의 문자 확장배열 방법에 비해 도 80의 문자 배열이 갖는 장점은 도 75에 비해 지정 키를 눌러주어야 하는 추가적인 동작이 필요하지만 그럼에도 불구하고 손가락의 움직임이 지정 키의 주변 키로의 이동으로 한정되어 입력의 정확성 및 편리성이 더해진다는 것이다. 중국어의 경우는 영어와 동일하게 하나의 키에 두 개의 문자가 지정된 경우 지정된 터치패드 영역을 터치한 후에 손가락이 떨어지면 첫 번째 문자가 입력되고 지정된 영역을 한 번 눌러 준 후에 손가락이 떨어지면 두 번째 문자가 입력되는 방법이다. 다만 모음의 경우 각 키에 하나의 문자만을 배열하여 반복되는 모음의 입력을 용이하게 한 점이며 자음과 마찬가지로 하나의 키에 두 개의 모음을 지정하여 공간을 축소할 수도 있다.

도 81은 도 67의 내용을 5(줄)*5(열)(엄밀한 의미에서 문자가 지정된 배열은 3(줄)*5(열) 형태)의 가상키보드형태에 적용한 것이며 (A), (B), (C)는 각각 영어, 일본어, 중국어 가상키보드 배열을 보여주고 있다. 영어의 경우 'ab'가 지정된 키의 경우 이 키에 해당하는 터치패드 영역을 손가락으로 터치만하고 떨어지면 'a'가 입력되고, 이 영역을 눌러주어 누름상태에 도달한 후에 손가락이 터치패드로부터 이격하면 'b'가 입력되는 것으로 이미 도 67에서 설명한 바와 같다. 다만, 영어와 달리 일본어와 중국어는 가상키보드의 중앙 줄이 모음 문자만이 배열 된 것이 특징이며 이는 중국어, 일본어 모두 로마자로 입력하는 경우 초성, 중성, 종성의 배열이 확연히 구별되어 중성에 해당하는 모음을 분리하여 배열함이 문자입력 편리성을 배가시키는 장점을 가져온다. 한글의 경우도 마찬가지여서 모음을 가운데 줄에 모아 놓은 것이 도 82에 별도로 보여지고 있다. 중국어의 경우는 영어와 유사하게 모음을 제외한 자음을 알파벳 순서로 하나의 키에 두 개의 문자를 자동적으로 배열한 형태인 반면 일본어는 알파벳을 일본어의 자판 순서인 K(か), S(さ), T(た), H( は), N(な), M(ま), Y(や), R(ら)의 순으로 배열되며 일본어를 로마자 형식으로 입력하는데 필요한 별개의 알파벳 L과 W를 네 번째 줄에 좌우 끝에 배열하였다. 일본어의 탁음에 해당하는 문자는 해당되는 문자가 지정된 키 영역을 눌러주어 누름상태에 이른 다음 손가락이 터치패드로부터 떨어지면 입력된다. 즉 'K'에 해당하는 터치패드의 영역을 단순히 터치만하고 손가락이 떨어지면 'K'가 입력되고 한 번 눌러주어 누름상태에 이른다음 이격하면 탁음인 'G'가 입력되는 것이다. 다만 H(は)의 경우 반탁음인 'P'를 포함하고 있어서 두 번 누른 후에 손가락이 터치패드로부터 떨어지면 'P'가 입력되고 이어서 모음이 입력되면 일본어 문자가 입력되는 것이다. 일본어 입력의 편리성을 더하기 위해 단순히 각 자음에 해당하는 영역을 터치하면 모음에 해당하는 키 영역을 터치하지 않아도 각 자음과 모음 'A'가 합쳐진 문자가 입력될 수도 있다. 이러한 경우 'A'가 필요한 이유는 'A'로 시작하는 단어를 입력하기 위해서 필요한 것이다.

도 82는 도 81에 보여지는 가상키보드형태를 한국어에 적용한 것이다. 'ㄱㅋ'의 경우 지정된 터치패드 영역을 터치한 후에 손가락이 떨어지면 'ㄱ'이 입력되고 지정된 영역을 한 번 눌러 준 후에 손가락이 떨어지면 'ㅋ'이 입력되는 방법이다. 모음의 경우 'ㅏ'는 지정된 터치패드 영역을 터치한 후에 손가락이 떨어지면 'ㅏ'가 입력되고 지정된 영역을 한 번 눌러 준 후에 손가락이 떨어지면 'ㅑ'가 입력되는 방법이다. 'ㅓ', 'ㅗ', 'ㅜ', 'ㅡ'의 경우도 마찬가지이다. 그리고 일본어, 중국어와 마찬가지로 한국어도 초성, 중성, 종성의 구분을 가짐으로 모음을 가운데 줄에 배열함으로서 문자입력의 편리성을 배가시키는 장점을 가져오며 특히 한글 키 보드 상의 shift 키를 눌러주어야 입력할 수 있는 문자들을 본 발명의 터치상태와 누름상태를 구분할 수 있는 터치패드의 경우 shift 키를 사용하지 않고 지정된 키 영역을 눌러줌으로써 이들 문자를 입력할 수 있는 방법을 제공한다. 예를 들면 'ㄲ'의 경우 한글 키보드의 경우 shift+'ㄱ'을 동시에 눌러주어야만 입력이 되지만 도 82의 한글 가상키보드에서는 'ㄱ'이 지정된 터치패드 영역을 두 번 눌러주면 'ㄲ'이 입력되는 것이다. 즉 'shift'키가 별도로 있다고 할 경우 'shift'키를 눌러주거나 터치한 후에 원하는 문자를 터치(혹은 눌러주는) 동작이 더 이상 필요가 없어지는 것이며 쌍자음의 의미와 두 번 눌러준다는 관련성이 사용자가 쉽게 익숙해 질 수 있도록 하여 주는 장점도 제공하는 것이다. 그리고 도 82의 특징 중의 하나는 ㅔ, ㅐ, ㅖ, ㅒ의 모음의 경우 한글 키보드와 달리 'ㅓ+ㅣ', 'ㅏ+ㅣ', 'ㅕ+ㅣ', 'ㅑ+ㅣ'로 구현되도록 하였다. 이는 ㅖ, ㅒ는 한글 키보드에서 'shift'키를 사용하여 입력되기에 'shift'키를 사용하지 않도록 하고 대신 직관적으로 'ㅣ'를 이용하여 입력할 수 있도록 한 것이다. 다만 ㅔ, ㅐ는 한글 키보드와 달리 'ㅓ+ㅣ', 'ㅏ+ㅣ'의 조합으로 입력되도록 하였는데 이는 'ㅏ'와 'ㅓ'가 지정된 키 영역을 반복적으로 누름으로 구현할 수도 있다.

도 83은 누름상태와 터치상태를 구분가능한 터치패드를 이용한 가상건반악기 구현의 예시도이다. 도 83a는 터치패드에 바둑판 모양의 탄성체를 붙여 가상건반악기의 건반과 1:1 대칭이 되도록 한 것이고, 어둡게 표시된 부분은 음계 C에해당하도록 배열한 구조로서 35개의 건반을 갖는 가상건반악기에 속한다. 다만 도 83b에보여지는 바와 같이 사용자의 손가락 움직임과 건반 인지도를 높이기 위해 실질적 으로는 25개의 건반을 갖는 가상건반악기이다. 도 83c와 도 83d는 음을 발생하기 위한 가상건반악기의 운용 방법을 도시하고 있으며 도 83e는 가상건반악기의 음계(C major, A major)에 따른 가상건반의 음 배열을 보여주고 있다.

Claims (96)

1. 터치패드를 이용하여 손가락의 변위(△X, △Y)에 의한 포인터 위치변화를 제어하는 방식과 포인터의 위치를 터치패드위의 손가락의 위치좌표(X, Y)에 의해 결정하는 포인터 제어 방식이 모두 사용되는 터치패드 포인팅장치 및 이를 이용하는 휴대폰, 전자사전, PDA 등 휴대용 소형 디지털 기기
2. 청구항 1에서 누름스위치를 터치패드의 아래쪽에 배치하여 명령실행 버튼의 기능을 담당하게 한 터치패드 입력장치
3. 청구항 2에서 터치패드에 가해지는 압력의 변화를 누름스위치로 이용하여 누름스위치의 기능을 대신하게 한 입력장치
4. 청구항 2에서 터치패드 밑에 위치하는 누름스위치를 대신할 별개의 스위치를 디지털기기의 뒷면 가로방향 모서리에 배치한 입력장치
5. 청구항 1에서 문자입력을 위해 가상키보드 프로그램을 갖고 터치패드 좌표계와 1:1 대응 관계의 가상키보드 좌표계를 갖는 디지털기기
6. 청구항 5에서 터치패드 표면에 손가락이 인식할 수 있는 적어도 하나 이상의 소형 돌기나 홈 혹은 격자형 요철 표면 등의 기준점을 갖고 가상키보드의 특정 위치와 연계시키는 터치패드 입력장치
7. 청구항 6에서 기준점과 가상키보드의 특정 위치를 연계시키기 위해 터치패드 좌표계의 보정 프로그램을 갖는 터치패드 입력장치
8. 청구항 1에서 포인팅 장치로 두 개의 터치패드를 갖는 휴대용 소형 디지털 기기
9. 청구항 8의 디지털기기에서 문자입력을 위한 가상키보드가 좌우창으로 나누어져 각각의 창에 문자입력 포인터가 배치되고, 이들 문자입력포인터가 좌우 터치패드에 의해 독립적으로 운용되는 휴대용 소형 디지털기기
10. 청구항 2에서 누름스위치 작동 시 손가락의 위치가 표적 지점으로부터의 이탈하는 경우 이를 보정하기 위해 누름문턱압력을 이용한 문자입력오류 수정프로그램
11. 청구항 9에서 상중하 3개 열을 갖는 가상키보드를 이용하는 휴대용 소형 디지탈기기
12. 청구항 1에서 한 손으로 파지한 상태에서 파지하고 있는 손만으로도 작동이 가능하게 하도록 하는 소형 디지털 전자기기
13. 청구항 12의 소형전자기기가 핸드폰인 경우에 핸드폰이 세로보기 모드로 작동될 경우 자동으로 가상키패드를 화면에 띄워 전화통화기능이 우선적으로 가동되도록 하는 기능을 갖는 GUI시스템
14. 청구항 3에서 누름압력의 크기를 확대하기 위해 터치패드의 손가락이 닿는 부분의 절연체를 탄성체로 하여 포인팅작업을 위한 터치동작에 발생하는 터치압력과 포인팅작업에서의 명령수행을 위해 버튼기능을 작동시키기 위한 누름동작에서 발생되는 누름압력의 차이를 구별할 수 있게 하여 터치패드의 전 영역에 하나의 누름기준압력을 갖게 하는 방법
15. 청구항 14의 방법을 이용하는 휴대용 디지털기기
16. 청구항 14에서 터치패드를 화면위에 배치하여 탄성체가 없는 경우는 터치스크린방식으로 기기가 작동되고 탄성체가 터치패드위에 부착되어 터치패드의 작동방식이 구현되어 일반적인 터치스크린 방식과 터치패드 방식이 동시에 활용되는 휴대용 디지털기기
17. 청구항 16의 휴대용 디지털기기를 위해 투명탄성체를 터치패드위에 부착되어 사용되는 휴대용 디지탈기기
18. 청구항 16에서 탄성체가 불투명한 경우 터치패드 영역의 화면내용을 사용자가 볼 수 있도록 탄성체의 해당 영역을 도려내어 이용하는 디지털기기
19. 청구항 16에서 디지털기기의 가상키보드상의 포인터(커서)의 위치를 보여주기 위해 추가적으로 포인터위치 표시 창을 가상키보드 이외의 영역에 포인터가 위치한 키와 함께 나타내는 방법
20. 청구항 1에서 터치패드의 기능버튼을 터치패드의 탭핑에 의한 기능버튼 기능을 이용하는 휴대용 소형 디지털기기
21. 청구항 5에서 가상키보드가 3개의 열을 가지고 각 열에 해당하는 가상키보드 좌표계와 대응하는 터치패드 좌표계의 면적이 동일하지 않은 비선형적 대응관계를 갖는 디지털기기
22. 청구항 5에서 가상키보드를 이용한 문자입력과정에 스페이스와 백스페이스를 가상키보드의 키를 이용하지 않고 손가락의 터치패드 위에서의 좌우 움직임으로 대신하 는 방법
23. 청구항 1에서 휴대용 소형 디지탈기기와 일체형이 아닌 분리된 형태를 갖는 유선형 및 무선형 터치패드 포인팅장치
24. 청구항 5에서 가상키보드가 3행 5열의 구조를 갖고 각 키에 두 개의 문자가 지정되고, 터치패드의 기능버튼 외에 이들 두 개의 문자 중에서 하나의 선택을 위한 추가적인 보조기능버튼을 갖는 디지털기기
25. 청구항 5에서 가상키보드가 3행 5열의 구조를 갖고 각 키에 두 개의 문자가 지정되고, 각 키에 지정된 문자를 입력하기 위해 두 개의 기능버튼이 각각의 문자 입력 실행 명령을 수행하는 방법
26. 청구항 25에서 적용된 문자입력 방법이 적용되는 디지털 기기
27. 청구항 1에서 포인팅장치로 쓰이는 터치패드가 일반적으로 사용되는 정전용량의 변화를 이용한 방법의 터치패드 뿐만 아니라 저항값의 변화를 이용한 방법 및 고주파를 이용한 방법 등 물체 특히 손가락의 위치변화를 인지하고 접촉압력의 산출이 가능한 터치패드
28. 청구항 5에서 한 손으로 작동이 가능하도록 가상키패드가 5행3열의 키 배열을 가지고 각각의 키에 2개의 문자를 지정하여 각 키의 누른 회수에 따라 각 키에 지정된 2개의 문자 중에서 하나를 선택할 수 있는 방법
29. 청구항 28의 문자입력 방법이 적용된 휴대용 디지털 기기
30. 청구항 3에서 터치패드의 압력감지방식에 의해 터치패드 영역에 따라 상이한 터치 압력과 누름압력의 발생을 적용하기 위해 각 키에 해당하는 영역마다 고유한 터치압력과 누름압력을 지정하여 터치패드에 가해지는 압력의 변화로 문자의 입력을 실행하는 입력장치
31. 청구항 30의 문자입력 방법이 적용된 휴대용 디지털 기기
32. 청구항 5에서 터치패드 상의 기준점과 그에 상응하는 가상키보드 상의 점을 일치시키기 위한 보정 방법으로 사용자의 손가락이 터치패드 상의 기준점에 닿았을 때 디지털기기의 화면상의 기준점에 포인터가 일치되게 가상키보드의 좌표계를 보정 설정하는 방법
33. 청구항 32의 방법이 적용된 휴대용 디지털 기기
34. 청구항 28에서 터치패드에서 손가락을 떼거나 입력하고자 하는 문자에 해당하는 터치패드영역을 벗어났다 다시 그 영역으로 돌아올 경우 새로운 문자입력이 시작되도록 하게 하는 문자입력 방법
35. 청구항 6에서 터치패드의 표면에 부착 가능한 형태를 갖는 0.5mm~3mm 두께의 막에 요철형태를 갖는 기준점을 구현하여 터치패드에 부착하거나, 라벨 형태로 터치패드 의 다수의 기준점에 부착하는 방법
36. 청구항 35에서 막의 재질이 요철의 구현이 용이한 플라스틱인 경우
37. 청구항 2에서 누름스위치의 기능을 손가락의 터치패드와의 접촉으로 대체하여 손가락의 접촉이 끊어지는 시점에서의 포인터의 위치에 해당하는 명령을 실행시키도록하는 방법
38. 가상키보드를 이용한 문자입력 방법을 가지는 휴대용 디지털기기에 있어서 손가락이 화면과의 접촉이 이루어지면 접촉 영역에 해당하는 키를 활성화시켜 이 활성키에 지정된 복수의 문자를 상하, 좌우 한 방향으로 배열하고, 손가락이 터치패드에 접촉된 상태에서 확장된 복수의 문자 중에 손가락의 중심이 머무는 지점에 해당하는 문자가 선택되고, 문자의 입력은 손가락이 화면과의 접촉이 끝나는 시점에 선택된 문자가 이루어지는 방법
39. 청구항 38에서 활성키에 다수의 문자가 지정되어 있는 경우 이들 문자를 선택하여 입력하기 위해 손가락이 화면과의 접촉시점에 활성화된 키는 손가락의 화면과의 접촉이 끝날 때 까지 고정되고 손가락의 활성키 위치로부터 좌우로의 이동이 활성키에 지정된 문자중의 하나를 선택하는 방법
40. 청구항 39에서 각 키에 지정된 다수의 문자 중에서 기준문자(key-point character)를 정하여 손가락이 활성키의 위치를 유지한 채로 화면과의 접촉이 끝날 경우 이 기준문자를 입력하는 방법
41. 청구항 39에서 활성키의 좌우 영역에 기준문자(key-point character) 이외의 비기준문자(non-key-point character)를 지정하여 손가락이 활성키의 위치에서 좌우로 벗어날 때 각각의 비기준 문자가 활성화되고, 손가락이 활성키의 위치에서 벗어난 지점에서 화면과의 접촉이 종료될 경우 손가락의 위치가 활성키의 좌측이면 좌측에 설정된 비기준문자를, 손가락의 위치가 활성키의 우측이면 우측에 설정된 비기준문자를 입력하는 방법
42. 청구항 41에서 활성키가 가상키보드의 좌측 가장자리 혹은 우측 가장자리에 위치할 경우 비기준문자를 활성키를 제외한 우측과 좌측 영역을 비기준문자 수에 해당하는 영역으로 분할하여 가상키보드의 키에 표시되어 있는 순서대로 배열하고 분할 된 영역에 손가락이 위치한 상태로 화면과의 접촉이 종료되면 그 위치에 지정된 문자를 입력하는 방법
43. 청구항 41에서 기준문자와 비기준문자의 위치를 표시하는 포인터 위상 창(Satellite Window for pointer)을 가상키보드 이외의 영역에 표시하는 방법
44. 청구항 41에서 비기준문자가 지정되는 영역을 활성키의 상하영역에 비기준문자를 지정하여 손가락이 활성키위치로부터 상하로 움직임에 따라 비기준문자를 활성화시키고 손가락이 터치패드로부터 떨어질 때 해당되는 문자를 입력하는 방법
45. 청구항 38에서 활성키에 지정된 문자를 배열하는 주방향과 이 주방향에 직각이 방향(분기방향)으로 음높이 결정 혹은 유사 음가로의 변경 등 추가적인 기능을 부가하여 손가락이 터치패드 혹은 터치스크린에 접촉된 상태에서 주방향에 이은 분기방향으로의 움직임이 문자의 변화를 가져오게 하는 방법
46. 청구항 39에서 활성키에 지정된 다수의 문자를 두 개의 방향으로 배열하는 방법
47. 청구항 46에서 한글 모음의 경우 모음을 3개의 키에 지정하고 각각의 방법은 ;

    'ㅏ,ㅗ'가 지정된 키에 'ㅏ'와 'ㅗ'의 유사 문자 'ㅏ, ㅑ, ㅐ, ㅒ, ㅗ, ㅛ'을 지정하고, 'ㅓ,ㅜ'가 지정된 키에 'ㅏ'와 'ㅗ'의 유사 문자 'ㅏ, ㅑ, ㅐ, ㅒ, ㅗ, ㅛ'을 지정하고, 나머지 키에 'ㅡ', 'ㅣ', 'ㅢ'를 지정하여 배열하는 자판배열 방법
48. 청구항 47에서 T9형태의 가상키패드 구조를 갖는 핸드폰의 경우 번호키 '1', '2', '3'에 모음문자가 배치되며, '2'키에 모음군 'ㅡ, ㅣ, ㅢ'를 지정하며, '1'키와 '3'키에 모음군 'ㅏ, ㅑ, ㅐ, ㅒ, ㅗ, ㅛ'와 'ㅏ, ㅑ, ㅐ, ㅒ, ㅗ, ㅛ'를 지정한다. 다만 '2'키에 지정된 모음문자들은 'ㅣ'를 기준 문자로 좌우로 배열됨에 반해 '1', '3'키에 지정된 모음문자들은 'ㅏ'와 'ㅓ'를 기준문자로 하여 'ㅏㅗㅛ', 'ㅜㅠㅓ'를 각각 좌우로 배열하고 나머지 'ㅑㅐㅒ', 'ㅕㅔㅖ'를 상하방향으로 배열하는 자판배열 방법
49. 청구항 48에서 '1'키와 '3'키에 지정된 모음군이 서로 바뀌어, 상하방향으로의 모음배치는 동일하나, 좌우방향으로의 모음문자배열은 순서가 역으로 되는('ㅏㅗㅛ' -> 'ㅛㅗㅏ', 'ㅠㅜ ㅓ' -> 'ㅓㅜㅠ') 자판배열 방법
50. 청구항 46에서 중국어의 경우 초성에 사용되는 자음과 종성에 사용되는 자음(n, ng, r)을 구분하고, 모음이 초성으로 사용되어 이들 종성(n, ng, r)과 짝을 이루어 한자로 변환됨을 방지하여 일반적인 컴퓨터의 키보드와 동일한 병음->한자 변환이 자동으로 이루어지도록 모음 앞에 입력되는 자음이 종성인지 초성인지를 구분하는 자음으로서의 " ' "를 더 포함하는 문자배열로서 다음과 같은 배열을 갖는 자판배열 ;

    '1'키 -> 'bpmf', '2'키에 'dtnl', '3'키에 'zscr', '4'키에 'jqx', '5'키에 'gkh', '6'키에 'yw'', '7'키에 'a i', '8'키에 'o u', '9'키에 'e

    

    ', '0'키에 'n ng r'을 배정하고 각 키에 지정된 문자를 상하방향으로 배열하는 자판배열 방법
51. 청구항 50에서 '3'키에 지정된 'zscr'의 경우 손가락움직임이 상하방향인 주방향과 이에 수직인 좌우방향으로의 분기방향을 가지고 주방향에 이은 분기방향으로의 손가락 움직임은 주방향에 의해 선택된 문자에 'h'가 추가로 입력되도록 하는 문자입력 방법
52. 청구항 50에서 모음의 경우 손가락움직임의 주방향이 좌우방향에 더하여 분기방향으로 상하방향으로 손가락이 이어질 경우 각 모음문자의 사성에 해당하는 입력이 방법
53. 청구항 52에서 모음이 지정된 키의 위치가 사성 중에서 3성에 해당하고 손가락이 그 키의 위로 움직일 경우 차례로 2성, 1성, 경성을 그리고 손가락이 선택된 키의 아래쪽 키로 손가락이 움직일 경우 4성에 해당하는 모음 문자가 입력하는 방법
54. 청구항 50에서 각 키에 지정된 문자들의 배열의 방향이 좌우로 되는 자판배열방법으로 특히 '0'키에 지정된 'n ng r'을 'ng'를 기준문자로 하여 좌우로 배열하는 자판배열 방법
55. 청구항 46에서 일본어의 경우 오십음을 나타내는 문자를 오음도(a e i o u)에 해당하는 각 문자군을 '1'~'0'에 다음과 같이 배열하고, '1' -> 'あいうえお', '2' -> 'かきくけこ', '3' -> 'さしすせそ', '4' -> 'たちつてと', '5' -> 'なにぬねの', '6' -> 'はひふへほ', '7' -> 'まみむめも', 8' -> 'やゆよ', '9' -> 'らりるれろ', '0' -> 'わをん' 각 키에 지정된 문자를 상하방향으로 배열하는 자 판배열 방법
56. 청구항 55에서 'か'군, 'さ'군, 'た'군, 'は'군의 경우 손가락움직임의 주방향(상하방향)에 이은 분기방향(좌우방향)으로의 움직임은 선택된 문자의 음을 다음과 같이 입력시켜주는 자판배열 방법 ;

    'か(きくけこ)' -> 'が(ぎぐげご)',

    'さ(しすせそ)' -> 'ざ(じずぜぞ)',

    'た(ちつてと)' -> 'だ(ぢづでど)',

    'は(ひふへほ)' -> 'ば(びぶべぼ)' -> 'ぱ(ぴぷぺぽ)'
57. 가상키패드 혹은 가상키보드상의 키에 두 개의 문자가 지정된 경우 기준문자의 입력은 지정된 키에 해당하는 접촉상태에서 손가락이 이격하는 경우 입력되고 비기준문자는 손가락이 지정된 키 영역 밖에서 손가락이 터치패드 혹은 터치스크린과의 접촉상태를 끊어버릴 경우 입력 되도록 하는 방법
58. 터치패드 혹은 터치스크린이 접촉상태와 누름상태를 구분하는 기능을 가진 경우 가상키패드 혹은 가상키보드상의 키에 지정된 다수의 문자 중에서 기준문자의 입력은 지정된 키에 해당하는 접촉상태에서 손가락이 이격하는 경우 입력되고, 나머지 비기준문자는 손가락이 이격되기 전에 누름상태를 반복한 횟수에 따라 순서적으로 입력되도록 하는 방법
59. 가상키보드 혹은 가상키패드의 일정하게 분할된 각 키의 영역이 손가락이 접촉하여 활성화될 때 활성키에 해당하는 터치패드 혹은 터치스크린의 영역이 확대되어 실제적으로 접촉할 수 있는 키 영역이 확장되는 방법
60. 청구항 59에서 각 키의 모양이 직사각형인 경우 확대된 활성키의 영역과 활성화 되기 전 영역의 한 변의 길이의 비례비가 2배 이하인 경우로 활성키의 이웃한 키를 활성화시키기 위해서는 활성화이전의 영역의 중심에서 이웃한 키를 활성화시키기 위한 손가락 이동 경로가 50% 증가한 활성키 영역 확대 방법
61. 접촉상태와 누름상태를 구분하는 터치패드에서 누름상태를 기능버튼의 버튼다운(Button-down)상태로 이용하고, 터치오프상태를 버튼업(Button-up)상태로 이용하는 방법
62. 청구항 61에서 누름상태가 터치온(Touch-on)상태로 변환되어도 버튼다운(Button-down)상태를 지속되는 즉 버튼홀드(Button-hold)상태가 되는 방법으로 터치오프(Touch-off)상태가 될 경우에 버튼다운(Button-down)상태가 버튼업(Button-up)상태로 전환되게 하는 방법
63. 청구항 62에서 터치패드의 일부 영역(비활성영역)에서는 터치온(Touch-on)상태에서 터치오프(Touch-off)상태로 전환되더라도 버튼다운(Button-down)상태에는 변화를 가져오지 않게 하는 방법
64. 청구항 62에서 접촉상태와 누름상태를 구분이 터치패드의 밑면 혹은 윗면에 기계적인 버튼스위치의 on/off 상태를 이용하여 이루어지는 경우 버튼스위치가 on 상태에서 off 상태로 전환되었지만 손가락이 터치패드에 닿아 있는 접촉상태를 유지하는 동안 버튼홀드(Button-hold)상태를 실행하는 방법
65. 청구항 63에서 비활성영역이 사용자의 손가락 움직임의 편리성을 도모하기 위해 가변적으로 적용하는 방법
66. 청구항 61에서 터치상태와 누름상태를 정의하는 누름압력 문턱값을 각각 2가지로 구분하여 터치오프(Touch-off)상태에서 터치온(Touch-on)상태로 전환시에 필요한 누름압력 문턱값(Z_touch)이 터치온(Touch-on)상태에서 터치오프(Touch-off)상태로 전환될 때의 누름압력 문턱값(Z_detouch)보다 크게 설정하고, 마찬가지로 터치온(Touch-on)상태에서 누름(Depressed)상태로 전환시에 필요한 누름압력 문턱값(Z_depress)이 누름(Depressed)상태에서 터치온(Touch-on)상태로 전환될 때의 누름압력 문턱값(Z_{press - up})보다 크게 설정하는 방법
67. 청구항 66에서 누름압력 완충 값 △Z_touch(Z_touch - Z_detouch), △Z_depress(Z_depress - Z_{press - up})이 각각 Z_touch과 Z_depress의 10% 이상이 되도록 하는 방법
68. 접촉상태와 누름상태를 구분하는 터치패드를 구현하는 방법으로 탄성체를 터치패드의 손가락 접촉면에 부착하는 방법에 있어서 문자입력을 용이하게 하기 위해 탄성체를 가상키보드 혹은 가상키패드의 각 키에 해당하는 영역을 바둑판 모양으로 구 분하는 방법
69. 청구항 68에서 각 키에 해당하는 영역의 모양이 사각형, 마름모꼴, 원형, 타원형을 이루고 각각의 영역 사이에 골을 만들어 탄성체에 손가락이 닿을 경우 전정용량이 각 키에 집중되도록 하는 방법
70. 청구항 69에서 가상키보드 혹은 가상키패드의 키에 해당하는 탄성체 영역 사이에 존재하는 골의 폭이 각각 탄성체의 가로 세로 폭의 50%이하 이도록 하는 방법
71. 청구항 66에서 누름압력이 누름상태 문턱값(Z_depress)을 초과하여 누름상태에 이르면 손가락의 움직임이 있어도 포인터의 위치가 누름상태 문턱값에 이른 상태의 위치로 고정되고 다시 터치상태로 되돌아오면 포인터의 움직임이 가능하게 되는 방법
72. 누름상태와 터치상태의 구분이 되지 않는 일반적인 터치패드 혹은 터치스크린의 경우 기능버튼의 버튼다운(Button-down)상태의 유지를 터치패드의 클릭-터치(Click & Touch)로 수행하는 방법
73. 청구항 72에서 버튼다운상태의 해제가 클릭-터치(Click & Touch) 후에 발생하는 첫번째 클릭동작에서 이행되도록 하는 방법
74. 청구항 55에서 일본어의 경우 각 키에 지정된 오음의 배열이 좌우로 배열되는 방법
75. 청구항 38에서 활성화된 키가 손가락의 이동에 이은 누름동작으로 새로운 키가 활성화되고 새로운 활성키에 지정된 복수의 문자가 확장되어 화면에 배열되는 방법
76. 청구항 75에서 터치상태와 누름상태를 구분하는 터치패드의 스위치가 터치패드의 전영역이 아닌 가상키보드의 각 키에 해당하는 영역에 위치하는 터치패드를 이용하는 방법
77. 청구항 58에서 터치상태와 누름상태를 구분하는 터치패드의 스위치가 터치패드의 전영역이 아닌 가상키보드의 각 키에 해당하는 영역에 위치하는 터치패드를 이용하는 방법
78. 다중접촉 기능을 갖는 정전용량방식의 터치패드에 있어서 기능버튼 on/off 상태를 탄성체를 이용한 누름압력값의 이분화로 구현하는 방법
79. 청구항 55에서 기준문자를 각 활성키에 배정하고 나머지 4개의 문자를 활성키의 주변키에 좌우대칭이 되고, 위로부터 아래로 순서대로 배열하는 방법 혹은 기준문자를 포함한 5개 문자를 활성키 주변 키에 위로부터 아래로 순서대로 배열하되 좌우가 대칭이 되도록 배열하는 방법
80. 청구항 79에서 활성 키를 눌러서 누름상태에 이르렀다가 다시 터치상태로 회복되는 경우 새로운 문자 그룹이 배열되도록 하는 방법
81. 청구항 58의 경우 가상키보드의 열의 갯수를 5~7개로 하여 하나의 열에 모음만을 모아 자음과 모음을 구분하는 방법
82. 청구항 62에서 버튼다운(Button-Down)상태의 해제는 누름상태->터치상태->터치오프(Touch-Off)상태로 이어지는 변화가 기준시간(t_r°)이내에 이루어 질 경우에만 이루어지고 만약 이 기준시간보다 길어질 경우 버튼다운(Button-Down)상태를 지속시키는 방법
83. 청구항 68에서 가상키보드의 각 키 영역에 해당하는 터치패드의 분할 영역에 위치한 탄성체의 중심에 구멍을 만들고 이 구멍을 통해 터치패드를 관통한 빛이 손가락이 닿는 면을 조명하는 방법
84. 청구항 83에서 터치패드의 각 분할 영역에 중에서 활성키와 x좌표가 동일하거나 y좌표가 동일한 분할 영역에 다른 분할 영역의 조명과 구별이 되도록 색이 다르거나 on/off가 반대인 조명을 제공함으로서 화면상의 가상키보드 상의 활성키를 확인시키는 방법
85. 청구항 83에서 가상키보드의 행과 열을 대표하는 광원을 터치패드 외부 영역에 각 행과 열과 동일선상에 해당하는 위치에 배치하고, 가상키보드의 활성키에 해당되는 행과 열을 대표하는 광원의 조명을 나머지 광원의 조명과 색을 달리하거나, on/off가 반대인 조명을 제공함으로서 가상키보드 상의 활성키를 확인시키는 방법
86. 누름상태와 터치상태를 구분하는 터치패드를 이용한 가상키보드를 가상건반악기로 이용하는 방법
87. 청구항 86에서 가상키보드의 각각의 키에 하나의 기준음을 적용하고, 각 키에 해당하는 터치패드의 영역에 손가락이 닿으면 모든 키에 하나의 기준음과 관련된 정보가 지정되는 방법
88. 청구항 87에서 가상키보드의 키에 지정된 기준음의 발생은 이 키에 해당하는 터치패드 영역이 누름상태에 이르러야 완성되는 방법
89. 청구항 87에서 기준음보다 반음의 차이를 가지는 음의 발생은 키를 접촉한 손가락 이 터치된 상태에서 이웃한 영역으로 이동하면 이루어지는 방법
90. 청구항 89에서 기준음보다 높은 음의 경우 손가락이 기준음에 해당하는 키를 접촉한 손가락이 가상키보드의 상부쪽으로 이동하는 경우 발생되고, 기준음보다 낮은 음의 경우 가상키보드의 하부쪽으로 이동하는 경우 발생되는 방법
91. 청구항 87에서 기준음과 관련된 화음 코드는 기준음에 해당하는 터치패드 분할영역에 머물고 있는 손가락을 좌우에 위치한 분할영역으로 이동하여 눌러줌으로서 이들 분할 영역에 해당하는 키에 지정된 화음코드를 선택하여 발생시키는 방법
92. 청구항 87에서 음의 발생이 이루어진 손가락의 위치에서 추가적으로 좌우 이동이 있을 경우 이동한 거리에 따라 음색이 변화되는 방법
93. 청구항 14에서 탄성체가 공기층을 포함하여 누름상태에서 공기층의 영역이 감소하여 유전율의 증가가 수반되어 터치압력과 누름압력의 차이를 증폭하는 방법
94. 청구항 93에서 폴리우레탄 폼 스폰지와 같이 공기층이 탄성체 내에 균일하게 분포하는 구조물을 이용하는 방법
95. 청구항 93에서 러버돔 스위치와 같이 공기층이 탄성체 내에 구조적으로 분리되어 누름상태에서 탄성체의 형태의 변형으로 공기층 영역이 감소되는 형태를 이용하는 방법
96. 청구항 95에서 탄성체 대신에 비탄성체가 사용되고 공기층의 영역의 감소는 탄성체의 형태의 변화가 아니라 손가락이 공기층으로의 침투로 이루어지는 구조를 이용하는 방법

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