KR20100089104A - Haptic interface for laptop computers and other portable devices - Google Patents

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브루스 엠. 스체나
루이스 비. 로센버그
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임머숀 코퍼레이션
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Abstract

본 발명은 컴퓨터로 입력을 제공하는 햅틱 피드백 터치 컨트롤(haptic feedback touch control)에 관한 것이다. 터치 입력 장치는 사용자 접촉의 위치에 기초하여 컴퓨터로 위치 정보를 제공하는 평면 터치 표면을 포함한다. 컴퓨터는 적어도 위치 정보의 일부에 기초하여 디스플레이된 그래픽 환경의 커서를 위치시킬 수 있고, 또는 다른 기능을 수행할 수 있다. 적어도 하나의 액추에이터(336)는 터치 입력 장치로 연결되고, 사용자에게 햅틱 감각을 제공하기 위하여 포스를 출력한다. 액추에이터(336)는 터치패드(332)를 측면으로 움직일 수 있고, 분리 표면 부재는 활성화될 수 있다. 플랫 E-코어 액추에이터, 압전형 변환기, 또는 다른 유형의 액추에이터가 포스를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 터치 입력 장치는 다른 컴퓨터 기능을 컨트롤하기 위한 복수의 다른 영역을 포함할 수 있다.The present invention relates to a haptic feedback touch control that provides input to a computer. The touch input device includes a planar touch surface that provides position information to a computer based on the position of the user contact. The computer can position the cursor of the displayed graphical environment based on at least a portion of the location information, or perform other functions. At least one actuator 336 is coupled to the touch input device and outputs a force to provide a haptic sensation to the user. The actuator 336 can move the touch pad 332 to the side, and the separation surface member can be activated. Flat E-core actuators, piezoelectric transducers, or other types of actuators may be used to provide force. The touch input device may include a plurality of different areas for controlling other computer functions.

Description

랩톱 컴퓨터 및 기타 휴대 장치용 햅틱 인터페이스{HAPTIC INTERFACE FOR LAPTOP COMPUTERS AND OTHER PORTABLE DEVICES}[0001] HAPTIC INTERFACE FOR LAPTOP COMPUTERS AND OTHER PORTABLE DEVICES FOR LAPTOP COMPUTERS AND OTHER MOBILE DEVICES [0002]

본 발명은 일반적으로 사용자에 의한 컴퓨터 및 기계 장치의 인터페이싱에 관한 것이며, 더욱 자세하게는 컴퓨터 시스템 및 전자 장치와 인터페이싱하는데 사용되는 장치에 관한 것이며, 이는 사용자에게 햅틱 피드백(haptic feedback)을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0002] The present invention relates generally to the interfacing of computers and machines by a user, and more particularly to an apparatus used for interfacing with computer systems and electronic devices, which provides haptic feedback to the user.

사람들은 다양한 어플리케이션에서 전자 및 기계 장치와 인터페이싱하고, 더욱 자연스럽고 사용하기 쉬우며 유익한 인터페이스에 대한 요구는 끊임없는 관심사이다. 본 발명의 이러한 상황에 있어서, 사람들은 다양한 어플리케이션의 컴퓨터 장치와 인테피이싱한다. 그러한 어플리케이션에는 게임, 시뮬레이션 및 어플리케이션 프로그램과 같은 컴퓨터 생성 환경과 상호 작용하는 것이 있다. 마우스 및 트랙볼과 같은 컴퓨터 입력 장치는 이러한 어플리케이션에서 입력을 제공하고 그래픽 환경에서 커서를 컨트롤하는데 종종 사용된다. People are constantly interfering with electronic and mechanical devices in a variety of applications, and the need for a more natural, easy-to-use and informative interface is a constant concern. In this situation of the invention, people interfere with the computing devices of various applications. Such applications include interacting with computer-generated environments such as games, simulations, and application programs. Computer input devices such as mice and trackballs are often used to provide input in these applications and to control the cursor in a graphical environment.

몇몇 인터페이스 장치에서, 포스 피드백 또는 촉각 피드백도 사용자에게 제공되는데, 이러한 것을 총합하여 "햅틱 피드백(haptic feedback)"이라 한다. 예를 들어, 조이스틱, 마우스 게임 패드, 스티어링 휠 또는 다른 유형의 장치의 햅틱 버전은 게임 또는 다른 어플리케이션 프로그램과 같은 그래픽 환경에서 발생하는 이벤트 또는 상호 작용에 기초하여 사용자에게 포스를 출력할 수 있다.In some interface devices, force feedback or tactile feedback is also provided to the user, which is collectively referred to as "haptic feedback ". For example, a haptic version of a joystick, mouse game pad, steering wheel or other type of device may output a force to a user based on an event or interaction that occurs in a graphical environment such as a game or other application program.

휴대용 컴퓨터 또는 랩톱 컴퓨터와 같은 전자 장치에서 마우스는 전형적으로 작업상 너무 넓은 작업 공간을 차지한다. 그 결과, 트랙볼과 같은 보다 소형의 장치가 종종 사용된다. 일반적으로 휴대용 컴퓨터에서 흔히 쓰이는 장치는 "터치패드(touchpad)"이며, 이는 컴퓨터의 키보드 근처에 제공되는 작은 4각형 모양의 평면 패드이다. 터치패드는 터치패드에 가해지는 압력을 검출하는 용량성 센서 또는 압력 센서와 같은 다양한 감지 기술에 의하여 지시 물체(pointing object)의 위치를 감지한다. 사용자는 가장 일반적으로 손끝으로 터치패드에 접촉하고, 그 패드 상의 손가락을 움직여서 그래픽 환경에 디스플레이된 커서를 움직인다. 다른 실시예에서, 사용자는 터치패드상의 스타일러스 팁(stylus tip)을 누르고, 스타일러스를 움직임으로써 터치패드와 관련하여 스타일러스를 동작시킬 수 있다. 터치 스크린은 디스플레이 스크린에 층으로 덮인 감지 패드에서 정보를 입력하는데 사용되는 유사 장치이며, 이는 개인 휴대 정보 단말기(PDA)와 같은 장치 및 다른 휴대용 전자 장치에서 사용된다.In electronic devices such as portable computers or laptop computers, mice typically occupy too much work space for work. As a result, smaller devices such as trackballs are often used. A common device commonly used in portable computers is a "touchpad ", which is a small rectangular pad that is provided near the keyboard of a computer. The touch pad detects the position of the pointing object by various sensing techniques such as a capacitive sensor or a pressure sensor that detects the pressure applied to the touch pad. The user most commonly touches the touchpad with his or her fingertips and moves the cursor displayed in the graphical environment by moving a finger on the pad. In another embodiment, the user can press the stylus tip on the touchpad and operate the stylus with respect to the touchpad by moving the stylus. A touch screen is a similar device used to input information on a layered sensing pad on a display screen, which is used in devices such as personal digital assistants (PDAs) and other portable electronic devices.

현재의 터치패드 및 스크린의 한 가지 문제점은 사용자에게로 햅틱에 의한 피드백을 제공하지 않는다는 점이다. 따라서, 터치패드 사용자는 그래픽 환경에서의 사용자의 타겟팅(targeting) 및 다른 컨트롤 작업을 알려주고 보조하는 햅틱 감각(haptic sensation)을 느낄 수 없다. 종래 기술에 의한 터치패드는 또한 컴퓨터에서 실행되는 촉각으로 가능하게 하는(haptic-enabled) 소프트웨어를 이용할 수 없다.One problem with current touchpads and screens is that they do not provide haptic feedback to the user. Accordingly, the user of the touchpad can not feel the haptic sensation that informs and assists the user's targeting and other control tasks in the graphical environment. The prior art touchpad also can not utilize software that is haptic-enabled, which is performed in a computer.

본 발명은 컴퓨터 시스템으로 입력을 제공하는데 사용되는 햅틱 피드백 평면 터치 컨트롤에 관한 것이다. 이 컨트롤은 휴대용 컴퓨터에 제공되는 터치패드일 수 있으며, 또는 다양한 장치에 있는 터치 스크린일 수 있다. 터치 컨트롤의 햅틱 감각 출력은 디스플레이된 그래픽 환경에서 또는 전자 장치를 컨트롤 할 때 상호 작용 및 조작을 강화한다.The present invention relates to a haptic feedback plane touch control used to provide input to a computer system. The control may be a touchpad provided on a portable computer, or it may be a touch screen on a variety of devices. The haptic sensory output of the touch control enhances interactivity and manipulation in the displayed graphical environment or when controlling electronic devices.

더욱 구체적으로는, 본 발명은 컴퓨터에 신호를 입력하고 햅틱 피드백 터치 컨트롤의 사용자에게 포스(force)를 출력하는 햅틱 피드백 터치 컨트롤에 관한 것이다. 이 컨트롤은 대략 평면인 터치 표면을 포함하며, 터치 표면상의 사용자의 접촉 위치에 기초하여 상기 컴퓨터의 프로세서에 위치 신호를 입력하도록 동작가능한 터치 입력 장치를 포함한다. 1 이상의 액추에이터는 터치 입력 장치에 연결되어, 터치 입력 장치를 그 표면에 대략 평행하게 옆으로 움직여서 터치 표면에 접촉하는 사용자에게 햅틱 감각을 제공하도록 포스를 출력할 수 있다. 컴퓨터는 그 위치 신호에 기초하여 디스플레이 장치에 디스플레이되는 그래픽 환경에서 커서를 위치시킬 수 있다. 터치 입력 장치는 별도의 터치패드일 수 있고, 또는 터치 스크린으로서 포함될 수도 있다.More specifically, the present invention relates to a haptic feedback touch control for inputting a signal to a computer and outputting a force to a user of the haptic feedback touch control. The control includes a substantially planar touch surface and includes a touch input device operable to input a position signal to a processor of the computer based on a touch position of the user on the touch surface. One or more actuators may be connected to the touch input device to output the force to provide a haptic sensation to the user touching the touch surface by moving the touch input device sideways approximately parallel to its surface. The computer can position the cursor in a graphical environment displayed on the display device based on the position signal. The touch input device may be a separate touch pad, or may be included as a touch screen.

다른 실시예에 있어서, 햅틱 피드백 터치 컨트롤은 컴퓨터 프로세서에 위치 신호를 입력하는 대략 평면인 터치 표면을 포함하는 터치 입력 장치, 터치 입력 장치에 인접하여 위치함으로써 사용자가 터치 입력 장치를 누를 때 접촉할 수 있는 표면 부재, 및 표면 부재에 연결된 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 사용자에게 햅틱 감각을 제공하도록 표면 부재에 포스를 출력한다. 표면 부재는 터치 입력 장치의 표면에 대략 평행한 면에서 옆으로 평행 이동될 수 있다; 예컨대, 표면 부재는 터치 입력 장치 위에 위치하고 터치 입력 장치의 표면과 같은 공간에 걸쳐 있을 수 있다. 또는, 표면 부재는 사용자가 한 손가락으로 터치 입력 장치를 만지면서 다른 손가락 또는 손바닥(palm)으로 표면 부재를 만질 수 있도록 터치 입력 장치의 한 쪽에 위치할 수 있다. 예를 들면, 표면 부재는 상기 터치 입력 장치에 인접하여 위치한 물리적 버튼 위에 위치할 수 있다. 접촉 또는 관성력(inertial force)이 표면 부재에서 출력될 수 있다.In another embodiment, the haptic feedback touch control is a touch input device including a generally planar touch surface for inputting a position signal to a computer processor, the touch input device being located adjacent to the touch input device, And an actuator connected to the surface member. The actuator outputs a force to the surface member to provide the user with a haptic sensation. The surface member can be moved laterally in a plane substantially parallel to the surface of the touch input device; For example, the surface member can be located over the touch input device and span the same space as the surface of the touch input device. Alternatively, the surface member may be located on one side of the touch input device so that the user can touch the surface member with another finger or palm while touching the touch input device with one finger. For example, the surface member may be located above a physical button located adjacent to the touch input device. Contact or inertial force can be output from the surface member.

본 발명의 또 다른 특징에 있어서, 선형 포스 출력을 제공하는 액추에이터는 2개의 측면 폴 사이에 위치한 중앙 풀을 포함하는 강자성 조각(ferromagnetic piece), 중앙 폴 주위에 감겨진 코일, 중앙 폴과 측면 폴들에 인접한 자석, 및 자석에 결합된 이면 플레이트(backing plate)를 포함하는 강자성 조각을 포함한다. 여기서, 전류가 코일에 흐를 때, 이면 플레이트 및 자석은 강자성 조각에 따라 움직인다. 움직임이 가능하게 하도록 롤러가 강자성 조각과 이면 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 굴곡부(flexure)는 원치 않는 방향으로의 플레이트와 강자성 조각 간의 상대적인 움직임(relative motion)을 줄일 수 있으며, 스프링 센터링 포스(spring centering force)를 제공할 수 있다. In another aspect of the invention, an actuator providing a linear force output comprises a ferromagnetic piece comprising a central pool positioned between two side pawls, a coil wound about a central pole, a central pole and a side pole An adjacent magnet, and a backing plate coupled to the magnet. Here, when the current flows in the coil, the back plate and the magnet move according to the ferromagnetic piece. A roller may be disposed between the ferromagnetic piece and the backing plate to enable movement. The flexure can reduce the relative motion between the plate and the ferromagnetic piece in the undesired direction and can provide a spring centering force.

또 다른 특징에 있어서, 햅틱 터치 장치는 접지에 연결되고, 세라믹 소자와 터치패드와 같은 평면 감지 소자에 연결된 금속 격막(metal diaphragm)을 포함하는 압전형 변환기(piezoelectric transducer)를 포함한다. 간격판(spacer)은 압전형 변환기와 평면 감지 소자 사이에 구비되고, 금속 격막이 간격판과 접촉된다. 스프링 소자는 평면 감지 소자로 스프링 복원력(spring restoring force)을 제공한다. In another aspect, a haptic touch device includes a piezoelectric transducer coupled to ground and including a metal diaphragm coupled to a planar sensing element, such as a ceramic element and a touch pad. A spacer is provided between the piezoelectric transducer and the planar sensing element, and the metal diaphragm is in contact with the spacer plate. The spring element provides a spring restoring force to the planar sensing element.

본 발명의 또 다른 특징에 있어서, 터치 입력 장치에 햅틱 피드백을 제공하는 방법은, 사용자가 누르고 있는 표면상의 접촉 위치를 나타내는 위치 신호를 터치 입력 장치로부터 수신하는 단계, 및 접촉 위치가 표면의 복수의 영역 중 어디에 위치하는지를 결정하는 단계를 포함한다. 출력 포스는 사용자가 물체를 터치 입력 장치의 표면 위에서 움직이는 것과 관련된다. 디스플레이된 커서를 움직이거나 값의 등급 컨트롤 기능과 같은 기능은 접촉 위치가 위치한 영역과 관련될 수 있다. 사용자가 물체를 터치 입력 장치의 다른 영역으로부터 접촉된 영역으로 경계를 넘어 물체를 움직일 때 햅틱 감각이 출력될 수 있다. In another aspect of the present invention, a method for providing haptic feedback to a touch input device includes receiving a position signal from a touch input device indicating a touch position on a surface that the user is pressing, Area of the < / RTI > The output force is related to the user moving the object on the surface of the touch input device. Functions such as moving the displayed cursor or rating the value of the value can be related to the area where the contact position is located. A haptic sensation may be output when a user moves an object across a boundary from another region of the touch input device to a contacted region.

본 발명은 터치패드 또는 터치 스크린과 같은 컴퓨터의 평면 터치 컨트롤 장치로 햅틱 피드백을 유용하게 제공한다. 햅틱 피드백은 사용자에게 그래픽 사용자 인터페이스 또는 다른 환경과의 상호 작용 및 이벤트를 보조하고 알려줄 수 있으며, 커서 타겟팅 작업을 용이하게 할 수 있다. 또한, 본 발명은 이러한 터치 컨트롤을 구비한 휴대용 컴퓨터 장치가 현재의 햅틱 피드백 가능한 소프트웨어를 이용할 수 있게 한다. 여기에 개시된 햅틱 터치 장치는 비싸지 않고 소형이며 전력 소비가 적어서, 다양한 휴대용 및 데스크톱 컴퓨터와 전자 장치에 쉽게 결합될 수 있다.The present invention advantageously provides haptic feedback to a flat touch control device of a computer, such as a touch pad or a touch screen. The haptic feedback may assist and inform the user of the interaction with the graphical user interface or other environment and the event, and may facilitate cursor targeting operations. The present invention also enables portable computer devices with such touch controls to utilize current haptic feedback software. The haptic touch device disclosed herein is inexpensive, compact and consumes little power, and can be easily combined into a variety of portable and desktop computers and electronic devices.

본 기술분야에 능통한 사람이라면 본 발명의 이러한 장점 및 기타 장점들은 이하의 본 발명에 대한 상세한 설명 및 여러 도면으로부터 명백하여질 것이다. These and other advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description of the invention and from the drawings.

본 발명의 실시예들에 따르면, 그래픽 환경에서 사용자의 타겟팅(targeting) 및 다른 컨트롤 작업을 알려주고 보조하는 햅틱 감각(haptic sensation)을 제공할 수 있다. 컴퓨터에서 실행되는 촉각으로 가능하게 하는(haptic-enabled) 소프트웨어를 이용할 수 있게 해 주며, 터치 컨트롤의 햅틱 감각 출력은 디스플레이된 그래픽 환경에서 또는 전자 장치를 컨트롤 할 때 상호 작용 및 조작을 강화한다.In accordance with embodiments of the present invention, it is possible to provide a haptic sensation that informs and assists a user in targeting and other control tasks in a graphical environment. Enabling haptic-enabled software to be run on a computer, and the haptic sensory output of the touch control enhances interactivity and manipulation in a displayed graphical environment or when controlling electronic devices.

도 1은 본 발명에 따른 햅틱 터치패드를 포함하는 랩톱 컴퓨터의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 터치패드를 포함하는 원격 컨트롤 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 햅틱 터치 스크린의 실시예에 관한 평면도.
도 4는 본 발명에 사용하기에 적절한 햅틱 시스템에 대한 블록도.
도 5는 본 발명의 관성 실시예(inertial embodiment)에 사용하기에 적절한 액추에이터 어셈블리의 일 실시예에 관한 사시도.
도 6은 터치패드에 연결된 도 5의 액추에이터 어셈블리에 관한 사시도.
도 7은 터치패드에 인접한 관성 햅틱 감각을 제공하는 분리 팜 표면에 관한 사시도.
도 8a는 본 발명에 따른 관성 감각을 제공하는데 사용하기 적절한 압전형 변환기에 관한 사시도.
도 8b는 터치 장치에 햅틱 감각을 제공하는데 적절한 본 발명에 따른 구조 및 압전형 변환기에 관한 측면도.
도 9는 선형 액추에이터에 의하여 구동되는 평행 이동 표면 부재에 대한 일 실시예에 관한 사시도.
도 10은 회전 액추에이터에 의하여 구동되는 평행 이동 표면 부재에 대한 다른 실시예에 관한 평면도.
도 11은 음성 코일 액추에이터에 의하여 구동되는 평행 이동 표면 부재에 대한 다른 실시예에 관한 사시도.
도 12는 터치패드에 인접한 평행 이동 표면에 대한 실시예에 관한 사시도.
도 13은 회전 액추에이터에 의하여 일 방향으로 평행 이동되는 터치패드의 실시예에 관한 사시도.
도 14는 회전 액추에이터에 의하여 2 방향으로 평행 이동되는 터치패드의 실시예에 관한 사시도.
도 15a 및 15b는 터치패드 또는 분리된 표면을 평행 이동시키는데 적절한 본 발명에 따른 E-코어 액추에이터의 제1 실시예에 관한 사시도.
도 15c는 도 15a-15b의 액추에이터에 관한 측면도.
도 15d는 터치패드에 연결된 도 15a-15b의 액추에이터에 관한 사시도.
도 16a 및 16b는 본 발명에 따른 평면 E-코어 액추에이터의 또 다른 실시예에 관한 상부 및 하부 사시도.
도 17a-17b는 본 발명에 따른 표면 장착된 E-코어 액추에이터의 사시도 및 평면도.
도 17c-17g는 도 17a-17b의 E-코어 액추에이터의 사시도 및 측면도.
도 18은 다른 컨트롤 영역을 갖는 본 발명에 따른 햅틱 터치패드의 예에 관한 상부 평면도.
1 is a perspective view of a laptop computer including a haptic touchpad according to the present invention.
2 is a perspective view of a remote control device including a touch pad according to the present invention.
3 is a plan view of an embodiment of a haptic touch screen according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram of a haptic system suitable for use with the present invention.
5 is a perspective view of one embodiment of an actuator assembly suitable for use in an inertial embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of the actuator assembly of Fig. 5 connected to the touchpad; Fig.
7 is a perspective view of a separation palm surface providing an inertial haptic sensation adjacent to a touch pad;
8A is a perspective view of a piezoelectric transducer suitable for use in providing an inertial sensation in accordance with the present invention.
Figure 8b is a side view of a structure and piezoelectric transducer in accordance with the present invention suitable for providing a haptic sensation to a touch device.
9 is a perspective view of an embodiment of a translation surface member driven by a linear actuator.
10 is a plan view of another embodiment of a translating surface member driven by a rotating actuator.
11 is a perspective view of another embodiment of a translation moving surface member driven by a voice coil actuator;
12 is a perspective view of an embodiment of a translating surface adjacent a touchpad;
13 is a perspective view of an embodiment of a touch pad that is moved in parallel in one direction by a rotary actuator.
14 is a perspective view of an embodiment of a touch pad that is moved in two directions in parallel by a rotary actuator.
15A and 15B are perspective views of a first embodiment of an E-core actuator according to the present invention suitable for translating a touch pad or a discrete surface.
15C is a side view of the actuator of Figs. 15A-15B. Fig.
15D is a perspective view of the actuator of Figs. 15A-15B connected to the touchpad; Fig.
16A and 16B are top and bottom perspective views of another embodiment of a planar E-core actuator according to the present invention.
17A-17B are a perspective view and a plan view of a surface mounted E-core actuator according to the present invention.
Figures 17c-17g are perspective and side views of the E-core actuator of Figures 17a-17b.
18 is a top plan view of an example of a haptic touch pad according to the present invention having different control areas;

도 1은 본 발명의 햅틱 터치패드를 포함하는 휴대용 컴퓨터(10)에 관한 사시도이다. 컴퓨터(10)는 휴대용 또는 "랩톱" 컴퓨터일 수 있으며, 이는 사용자에 의하여 운반되거나 수송될 수 있으며, 다른 고정 전력 소스뿐만 아니라, 다른 휴대용 에너지 소스나 배터리에 의하여 전원이 공급될 수 있다. 컴퓨터(10)는 바람직하게는 사용자가 주변장치를 통하여 상호 작용하는 1 이상의 호스트 어플리케이션 프로그램을 실행한다.1 is a perspective view of a portable computer 10 including a haptic touch pad of the present invention. The computer 10 may be a portable or "laptop" computer, which may be carried or transported by a user, and may be powered by other portable energy sources or batteries as well as other stationary power sources. The computer 10 preferably executes one or more host application programs through which a user interacts via a peripheral device.

컴퓨터(10)는 도시한 것과 같이 다양한 입력 및 출력 장치를 포함할 수 있으며, 사용자에게 그래픽 이미지를 출력하는 디스플레이 장치(12), 사용자로부터 컴퓨터로 문자 또는 토글 입력을 제공하는 키보드, 및 본 발명에 의한 터치패드(16)도 이에 포함된다. 디스플레이 장치(12)는 임의의 다양한 유형의 디스플레이 장치일 수 있다; 플랫 패널 디스플레이가 휴대용 컴퓨터에서 가장 흔하다. 디스플레이 장치(12)는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 같이 컴퓨터(10)의 CPU에서 동작하는 어플리케이션 프로그램 및/또는 운영 체제에 기초하여 그래픽 환경(18)을 디스플레이할 수 있으며, 이러한 컴퓨터는 사용자 입력에 의하여 움직일 수 있는 커서(20), 윈도우(22), 아이콘(24) 및 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 환경에서 널리 알려진 다른 그래픽 객체를 포함할 수 있다. 예컨대, 게임, 영화 또는 다른 연출, 스프레드 시트 또는 다른 어플리케이션 프로그램 등의 다른 그래픽 환경 또는 이미지가 디스플레이될 수도 있다.The computer 10 may include various input and output devices as shown and may include a display device 12 for outputting a graphical image to a user, a keyboard for providing character or toggle input from the user to the computer, The touch pad 16 is also included. Display device 12 may be any of various types of display devices; Flat panel displays are most common on portable computers. The display device 12 may display a graphical environment 18 based on an application program and / or operating system running on the CPU of the computer 10, such as a graphical user interface (GUI) A cursor 22, a cursor 22, an icon 24, and other graphical objects well known in a graphical user interface (GUI) environment. Other graphics environments or images may be displayed, such as, for example, a game, movie or other presentation, spreadsheet or other application program.

저장 장치(하드 디스크 드라이브, DVD-ROM 등), 네트워크 서버 또는 클라이언트, 게임 컨트롤러 등의 다른 장치도 컴퓨터(10)에 연결되거나 통합될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 컴퓨터(10)는 테이블 표면 또는 다른 표면에 놓인 컴퓨터 장치, 스탠드 업 아케이드 게임기, 다른 휴대용 장치 또는 사람이 착용하거나 사용자가 한 손으로 휴대하거나 사용하는 장치를 포함한 많은 다양한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 호스트 컴퓨터(10)는 비디오 게임 콘솔, 개인 컴퓨터, 워크 스테이션, 텔레비전 "셋톱 박스" 또는 "네트워크 컴퓨터", 또는 다른 계산 또는 전자 장치일 수 있다.Other devices, such as storage devices (hard disk drives, DVD-ROMs, etc.), network servers or clients, game controllers, In other embodiments, the computer 10 may be used in many different forms, including computer devices placed on a table surface or other surface, a stand-up arcade game machine, other portable devices, or devices carried by or worn by a person, I can take it. For example, the host computer 10 may be a video game console, a personal computer, a workstation, a television set-top box, or a network computer, or other computing or electronic device.

본 발명에 따른 터치패드 장치(16)는 바람직하게는 종래기술에 의한 터치패드와 외관상 유사하게 보인다. 여기에 개시된 많은 실시예에 있어서, 이러한 터치패드(16)는 평면의 4각형의(또는 다른 모양의) 매끄러운 표면을 포함하며, 이는 도시한 것과 같이 컴퓨터 하우징의 키보드 아래에 위치하거나 하우징의 다른 영역에 위치할 수 있다. 사용자가 컴퓨터를 작동할 때, 사용자는 편리하게 손가락 끝 또는 다른 물체를 터치패드(16)에 놓고, 손가락 끝을 움직여서 그래픽 환경(18)에서 커서(20)가 이에 따라 움직이게 할 수 있다. The touch pad device 16 according to the present invention is preferably similar in appearance to the conventional touch pad. In many of the embodiments disclosed herein, such a touch pad 16 includes a planar, quadrangular (or other shaped) smooth surface, which may be located below the keyboard of the computer housing, as shown, Lt; / RTI > When the user operates the computer, the user can conveniently place a finger tip or other object on the touch pad 16 and move the fingertip to cause the cursor 20 to move accordingly in the graphical environment 18. [

동작할 때에, 터치패드(16)는 터치패드 위에서(또는 근처에서) 물체가 감지된 위치에 기초하여 컴퓨터(10)의 주 마이크로프로세서로 좌표 데이터를 입력한다. 종래기술에 의한 많은 터치패드와 마찬가지로, 터치패드(16)는 용량성, 저항성 또는 다른 유형의 감지를 사용할 수 있다. 용량성 터치패드는 전형적으로 터치패드의 커패시터와 물체 사이의 용량성 커플링(capacitive coupling)에 기초하여 터치패드의 표면 상 또는 근처의 물체의 위치를 감지한다. 저항성 터치패드는 전형적으로 압력에 의한 감지인데, 여기서 손가락, 스타일러스 또는 다른 물체에 의한 패드에 대한 압력은 패드의 도전체 층, 트레이스(trace), 스위치 등이 전기적으로 접속되도록 한다. 몇몇 저항성 또는 다른 유형의 터치패드는 사용자에 의하여 가해지는 압력의 양을 검출할 수 있으며, 컴퓨터(10)로의 가변 또는 비례적 입력을 압력의 정도를 사용할 수 있다. 저항성 터치패드는 전형적으로는 적어도 부분적으로 변형될 수 있다. 따라서 압력이 특정 위치에 가해지는 경우 그 위치에서의 컨덕터는 전기적 접촉이 이루어지게 된다. 그러한 변형 가능성은 본 발명에서 유용할 수 있다. 이는 본 발명에서 사용되는 터치패드에서 펄스 또는 진동과 같은 출력 포스의 크기를 증폭할 수 있기 때문이다. 액추에이터와 움직이는 물체 사이에 맞춰진 컴플리언트(compliant) 서스펜션이 제공된다면 포스가 증폭될 수 있다. 용량성 터치패드 및 접촉 압력을 요하지 않는 다른 유형의 터치패드가 몇몇 실시예에 있어서 본 발명에 적합할 수 있는데, 이는 터치패드상의 지나친 압력은 어떤 경우에는 햅틱 피드백을 위한 터치패드의 동작을 방해할 수 있기 때문이다. 다른 유형의 감지 기술도 터치패드에서 사용될 수 있다. 여기서, "터치패드"라는 용어는 바람직하게는 터치패드 유닛이 포함된 임의의 감지 장치뿐만 아니라 터치패드(16)의 표면도 포함한다. When operating, the touchpad 16 inputs coordinate data to the main microprocessor of the computer 10 based on the position at which the object is detected on (or near) the touchpad. Like many touch pads in the prior art, the touch pad 16 may use capacitive, resistive or other types of sensing. A capacitive touch pad typically senses the position of an object on or near the surface of the touch pad based on the capacitive coupling between the capacitor and the object of the touch pad. Resistive touch pads are typically pressure sensitive where the pressure on the pad by a finger, stylus, or other object causes the conductor layer, traces, switches, etc. of the pad to be electrically connected. Some resistive or other types of touch pads can detect the amount of pressure applied by the user and use a variable or proportional input to the computer 10 for the degree of pressure. The resistive touch pad is typically at least partially deformable. Therefore, when the pressure is applied to a specific position, the conductor at that position is brought into electrical contact. Such variability may be useful in the present invention. This is because the magnitude of the output force such as pulse or vibration can be amplified in the touch pad used in the present invention. If a compliant suspension is provided between the actuator and the moving object, the force can be amplified. Capacitive touch pads and other types of touch pads that do not require contact pressure may be suitable for the present invention in some embodiments because excessive pressure on the touch pads may in some instances interfere with the operation of the touch pad for haptic feedback It is because. Other types of sensing technology can also be used in the touchpad. Here, the term "touch pad" preferably includes the surface of the touch pad 16 as well as any sensing device including the touch pad unit.

터치패드(16)는 현재의 터치패드와 유사하게 동작할 수 있으며, 여기서 터치패드에서의 손가락 끝의 속도는 그래픽 환경에서 커서가 움직이는 거리와 관련되어 있다. 예를 들어, 사용자가 그 손가락을 패드에서 빠르게 움직인다면, 커서는 사용자가 손가락 끝을 천천히 움직이는 경우보다 더 먼 거리를 움직이게 된다. 커서가 그 방향으로의 원하는 목적지에 도달하기 전에 사용자의 손가락이 터치패드의 가장자리에 도달하게 되는 경우, 사용자는 간단히 그 손가락을 터치패드에서 떼고, 가장자리로부터 떨어진 곳에 손가락을 다시 위치시켜서 커서를 계속해서 움직일 수 있다. 이는 마우스 위치와 커서간의 오프셋을 변경하기 위하여 표면에서 마우스를 드는 것과 유사한 "인덱싱(indexing)" 기능이다. 또한, 많은 터치패드는 커서 위치와 무관할 수 있는 특정 기능에 각각 할당된 특정 영역을 구비할 수 있다. 이러한 실시예에 대해서는 도 18과 관련하여 이하에서 더욱 상세히 설명한다. 몇몇 실시예에 있어서, 터치패드(16)는 사용자로 하여금 명령을 제공하기 위하여 터치패드의 특정 위치를 "두드리기(tapping)(신속하게 패드를 터치하고 떼는 것)"를 할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 컨트롤된 커서가 아이콘을 선택하기 위하여 그 아이콘 위에 있는 동안 패드를 손가락으로 두드리거나 "두번 두드리기(double tap)"를 할 수 있다.The touchpad 16 may operate similarly to the current touchpad, where the speed of the fingertip on the touchpad is related to the distance the cursor moves in the graphical environment. For example, if a user moves his finger quickly on the pad, the cursor will move a greater distance than if the user moved the finger tip slowly. If the user's finger reaches the edge of the touchpad before the cursor reaches the desired destination in that direction, the user simply removes the finger from the touchpad, relocates the finger away from the edge, Can move. This is an "indexing" function similar to dragging the mouse on the surface to change the mouse position and offset between the cursors. Also, many touch pads may have specific areas assigned to specific functions that may be independent of the cursor position. Such an embodiment will be described in more detail below with reference to FIG. In some embodiments, the touchpad 16 may tap to quickly (touch and release the pad) a particular location on the touchpad to provide the user with a command. For example, the user may be able to tap the pad with a finger or "double tap" while the cursor is over the icon to select the icon.

본 발명에 있어서, 터치패드(16)는 터치패드(16)에 물리적으로 접촉하는 사용자에게 촉감(tactile sensation)과 같은 햅틱 피드백을 출력할 수 있다. 햅틱 피드백 터치패드의 구조에 대한 상세한 많은 실시예는 이하에서 상세히 설명한다. 몇몇 실시예는 터치패드 자체가 아니라 장치 하우징 또는 분리된 이동 표면을 움직일 수 있다.In the present invention, the touch pad 16 may output haptic feedback, such as tactile sensation, to a user who physically contacts the touch pad 16. Many detailed embodiments of the structure of the haptic feedback touchpad are described in detail below. Some embodiments may move the device housing or a separate moving surface rather than the touchpad itself.

터치패드(16) 또는 부속 표면에 연결된 1 이상의 액추에이터를 사용하여, 다양한 햅틱 감각이 터치패드(또는 하우징 또는 분리된 표면)에 접촉하는 사용자에게 출력될 수 있다. 예를 들어, 충격(jolt), 진동(가변 또는 일정 세기) 및 텍스츄어(texture)가 출력될 수 있다. 사용자에게 출력되는 포스는 패드에서의 손가락의 위치 또는 호스트 컴퓨터(10)의 그래픽 환경에서의 컨트롤된 물체의 상태에 적어도 일부 기초할 수 있고, 그리고/또는 손가락 위치 또는 물체 상태와는 독립적일 수도 있다. 마이크로프로세서 또는 다른 전자 컨트롤러는 전자 신호를 사용하여 액추에이터의 포스 출력의 방향 및/또는 크기를 컨트롤하기 때문에, 사용자에게 출력되는 그러한 포스는 "컴퓨터에 의해 컨트롤되는(computer-controlled)" 것으로 인식된다. Using one or more actuators coupled to the touchpad 16 or an ancillary surface, various haptic sensations can be output to a user touching the touchpad (or a housing or an isolated surface). For example, jolt, vibration (variable or constant intensity), and texture can be output. The force output to the user may be based, at least in part, on the position of the finger on the pad or the state of the controlled object in the graphical environment of the host computer 10, and / or may be independent of the finger position or object state . Since the microprocessor or other electronic controller uses the electronic signal to control the direction and / or the magnitude of the force output of the actuator, such force output to the user is perceived as "computer-controlled ".

다른 실시예에 있어서, 터치패드(16)는 케이블 또는 무선 송신을 통하여 컴퓨터의 포트로 접속된 별개의 하우징에 제공될 수 있으며, 이는 컴퓨터(10)로부터 포스 정보를 수신하고 컴퓨터(10)로 위치 정보를 전송한다. 예를 들어, 범용 직렬 버스(USB), 파이어와이어(firewire), 또는 표준 직렬 버스로 터치패드(10)를 컴퓨터(10)로 연결할 수 있다.In another embodiment, the touchpad 16 may be provided in a separate housing connected to a port of the computer via cable or wireless transmission, which receives force information from the computer 10 and provides And transmits information. For example, the touch pad 10 can be connected to the computer 10 by a universal serial bus (USB), a firewire, or a standard serial bus.

터치패드(16)와 관련하여 사용되는 1 이상의 버튼(26)이 컴퓨터(10)의 하우징에 제공될 수 있다. 사용자의 손은 버튼에 액세스하기 용이하며, 각 버튼은 호스트 컴퓨터(12)로 다른 입력 신호를 제공하기 위하여 사용자에 의하여 눌려질 수 있다. 전형적으로 각 버튼(26)은 마우스 입력 장치에 있는 유사한 버튼에 대응되며, 따라서 왼쪽 버튼은 그래픽 객체를 선택하기 위하여 사용될 수 있고(클릭 또는 더블 클릭), 오른쪽 버튼은 환경 메뉴 등을 불러올 때 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 1 이상의 버튼(26)은 햅틱 피드백으로 제공될 수 있다. One or more buttons 26 used in connection with the touch pad 16 may be provided in the housing of the computer 10. [ The user's hand is easy to access the buttons and each button can be pressed by the user to provide another input signal to the host computer 12. [ Typically, each button 26 corresponds to a similar button on the mouse input device, so the left button can be used to select a graphic object (click or double click), and the right button can be used to call an environmental menu, have. In some embodiments, one or more buttons 26 may be provided as haptic feedback.

또한, 몇몇 실시예에 있어서, 컴퓨터 장치(10)의 하우징의 1 이상의 이동가능한 부분(28)이 포함될 수 있으며, 이는 사용자가 터치패드(16)를 작동할 때에 사용자에 의하여 접촉되며, 이는 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 햅틱 피드백을 위한 하우징의 이동가능한 부분을 구비하고 있는 것에 대해서는 미국 특허 제 6,184,868호 및 제 6,088,019호에 설명되어 있다. 몇몇 실시예에서, 하우징은 햅틱 피드백을 제공할 수 있으며(예컨대, 하우징에 연결된 모터의 편심 회전 질량(eccentric rotating mass)의 사용을 통하여), 터치패드(16)는 별도의 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 이는 호스트가 사용자로의 2개의 서로 다른 촉감을 동시에 컨트롤 할 수 있게 한다; 예컨대, 저주파 진동이 사용자에게 하우징을 통하여 전달되고, 고주파 진동이 터치패드(16)를 통하여 사용자에게 전달될 수 있다. 햅틱 피드백을 제공하는 서로 다른 버튼 또는 다른 컨트롤은 각각 다른 컨트롤과 독립하여 촉각 피드백을 제공할 수도 있다.Also, in some embodiments, one or more movable portions 28 of the housing of the computer device 10 may be included, which is touched by the user when the user operates the touchpad 16, Can be provided. Having a movable portion of the housing for haptic feedback is described in U.S. Patent Nos. 6,184,868 and 6,088,019. In some embodiments, the housing may provide haptic feedback (e.g., through the use of an eccentric rotating mass of a motor coupled to the housing) and the touchpad 16 may provide separate haptic feedback have. This allows the host to simultaneously control two different tactile sensations to the user; For example, the low-frequency vibration may be transmitted to the user through the housing, and the high-frequency vibration may be transmitted to the user through the touch pad 16. [ Different buttons or other controls that provide haptic feedback may provide tactile feedback independent of each other.

호스트 어플리케이션 프로그램 및/또는 운영 체제는 바람직하게는 디스플레이 장치(12)에 그래픽 이미지 환경을 디스플레이한다. 호스트 컴퓨터(12)에서 실행하는 소프트웨어 및 환경은 아주 다양할 수 있다. 예를 들어, 호스트 어플리케이션 프로그램은 워드 프로세서, 스프레드 시트, 영화, 비디오 또는 컴퓨터 게임, 드로잉 프로그램, 운영 체제, 그래픽 사용자 인터페이스, 시뮬레이션, HTML 또는 VRML 명령을 구현하는 웹 페이지 또는 브라우저, 과학 분석 프로그램, 가상 현실 훈련 프로그램 또는 어플리케이션, 또는 터치패드(16)로부터의 입력을 이용하여 터치패드(16)로 포스 피드백 명령을 출력하는 다른 어플리케이션일 수 있다. 예를 들어, 많은 게임 및 다른 어플리케이션 프로그램은 포스 피드백 기능을 포함하고, 캘리포니아 산호세의 이머젼 코오포레이션(Immersion Corporation)의 I-Force®, FEELit®, 또는 Touchsense™와 같은 표준 프로토콜/드라이버를 사용하여 터치패드(16)와 통신할 수 있다. The host application program and / or operating system preferably displays the graphical image environment on the display device 12. The software and environment running on the host computer 12 may vary widely. For example, a host application program may be a web page or browser that implements a word processor, spreadsheet, movie, video or computer game, drawing program, operating system, graphical user interface, simulation, HTML or VRML commands, A realistic training program or application, or another application that outputs a force feedback command to the touchpad 16 using an input from the touchpad 16. For example, many games and other application programs include force feedback and use standard protocols / drivers such as I-Force®, FEELit®, or Touchsense ™ from Immersion Corporation, San Jose, Calif. And can communicate with the touch pad 16.

터치패드(16)는 호스트 컴퓨터(10)의 마이크로프로세서로 컨트롤 신호를 보고하고 그 호스트의 마이크로프로세서로부터의 명령 신호를 프로세싱하기 위하여 필요한 회로를 포함한다. 예를 들어, 적당한 센서(및 관련 회로)가 터치패드(16) 상의 사용자의 손가락의 위치를 보고하는데 사용된다. 터치패드 장치는 또한 호스트로부터 신호를 수신하여 호스트 신호에 따라 1 이상의 액추에이터를 사용하여 촉감을 출력하는 회로를 포함한다. 몇몇 터치패드는 이러한 구성요소 및 회로를 여러 개 포함하는 인쇄 회로 기판(PCB)에 집적될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 터치패드 센서 데이터를 호스트로 보고하고 호스트로부터 수신된 포스 명령을 실행하기 위하여 별도의 로컬 마이크로프로세서가 터치패드(16)에 제공될 수 있으며, 그러한 명령은 예컨대 명령된 햅틱 감각을 설명하는 파라미터 및 햅틱 감긱의 유형을 포함한다. 또한, 터치패드 마이크로프로세서는 단순히 주 프로세서로부터 액추에이터로 스트리밍된 데이터를 보낼 수 있다. "포스 정보"라는 용어는 명령/파라미터 및/또는 스트리밍된 데이터를 포함할 수 있다. 터치패드 마이크로프로세서는 터치패드 액추에이터를 컨트롤함으로써 호스트 명령을 수신한 후 독립적으로 햅틱 감각을 구현할 수 있다; 또는, 호스트 프로세서는 더 직접적으로 액추에이터를 컨트롤함으로써 햅틱 감각에 걸친 더 고도의 컨트롤을 유지할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 터치패드를 위해 제공되는 상태 머신과 같은 논리 회로는 호스트 주 프로세서에 의하여 지시된 것과 같이 햅틱 감각을 다룰 수 있다. 센서 신호를 판독하고 장치에 햅틱 피드백을 제공하는데 사용될 수 있는 아키텍쳐 및 컨트롤 방법은 미국 특허 제5,734,373호에 더 자세히 설명되어 있다.The touchpad 16 includes circuitry necessary to report control signals to the microprocessor of the host computer 10 and to process command signals from the host microprocessor. For example, a suitable sensor (and associated circuitry) is used to report the position of the user's finger on the touchpad 16. [ The touch pad device also includes a circuit for receiving the signal from the host and outputting the tactile sensation using one or more actuators in accordance with the host signal. Some touch pads may be integrated on a printed circuit board (PCB) that includes multiple such components and circuits. In some embodiments, a separate local microprocessor may be provided on the touchpad 16 to report touchpad sensor data to the host and execute force commands received from the host, such commands may include, for example, Parameters describing and the type of haptic tapes. In addition, the touchpad microprocessor can simply send data streamed from the main processor to the actuator. The term "force information" may include command / parameters and / or streamed data. The touchpad microprocessor can implement a haptic sensation independently after receiving a host command by controlling the touchpad actuator; Alternatively, the host processor can maintain more control over the haptic senses by controlling the actuator more directly. In another embodiment, a logic circuit, such as a state machine, provided for the touchpad may handle the haptic sensation as directed by the host main processor. Architecture and control methods that can be used to read sensor signals and provide haptic feedback to the device are described in more detail in U.S. Patent No. 5,734,373.

Synaptics Corp.에서 제작된 것과 같은 현재의 터치패드 실시예에 있어서는 특유의 특성 및 특징이 제공된다. 터치패드용의 표준 표면 재료는 텍스쳐드 마일라(textured Mylar)이고, 사용자의 손가락을 사용하여 지시하는 경우 텍스쳐드 표면이 더 좋지만 전형적으로는 임의의 비도전성 물체가 터치패드 표면에 사용되어 검출될 수 있다. 터치패드는 얇은 오버레이(overlay)를 통하여 감지할 수도 있다. 전형적으로 햅틱 피드백 구성요소의 추가를 위하여 사용 가능한 공간이 있다; 예컨대, 40x60 터치패드에서 보드의 반 이상은 햅틱 회로를 위하여 사용 가능하다.Specific features and characteristics are provided in current touchpad embodiments such as those manufactured by Synaptics Corp. The standard surface material for the touch pad is a textured Mylar, and when instructed using the user's finger, the textured surface is better, but typically any non-conductive object is used on the touch pad surface to be detected . The touchpad can also be detected through a thin overlay. Typically there is space available for the addition of a haptic feedback component; For example, more than half of the boards in a 40x60 touchpad can be used for haptic circuits.

많은 터치패드는 "팜 체크(palm check)" 특징을 포함하며, 이는 사용자가 손가락이나 팜 또는 손의 다른 부분으로 터치패드에 접촉하는지 여부를 랩톱이 감지할 수 있게 한다. 사용자는 팜을 쉬게 하고 입력을 제공하지 않고자 하는 경우가 있을 수 있으므로, 팜 체크 특징은 사용자의 팜에 의하여 제공된 것으로 결정된 입력을 무시할 수 있다. 기본적으로, 팜 체크 특징은 도전성 물체(손가락, 팜, 팔 등)에 의하여 생긴 접촉 영역을 계산한다. 접촉 영역이 일정한 임계치를 초과한다면 접촉은 거부된다. 이 특징은 많은 실시예에서 작동하지 않을 수 있다.Many touch pads include a "palm check" feature that allows the laptop to detect whether the user touches the touch pad with a finger, palm, or other part of the hand. Since the user may want to rest the farm and not provide input, the Palm Check feature may ignore the input determined to be provided by the user's farm. Essentially, the PalmCheck feature calculates the contact area created by a conductive object (finger, palm, arm, etc.). If the contact area exceeds a certain threshold, the contact is rejected. This feature may not work in many embodiments.

도 2는 본 발명에 따른 능동 터치패드(16)를 포함할 수 있는 장치(30)의 다른 실시예에 관한 사시도이다. 이 장치는 포켓용 원격 컨트롤 장치(30)일 수 있으며, 이는 사용자가 한 손으로 잡고 사용자에 의하여 원격으로 전자 장치 또는 기기(텔레비전, 비디오 카세트 레코더 또는 DVD 플레이어, 오디오/비디오 수신기, 텔레비전에 접속된 네트워크 컴퓨터 또는 인터넷 등)의 기능에 액세스하기 위하여 컨트롤을 조작한다. 예를 들면, 여러 개의 버튼(32)이 컨트롤 장치의 기능을 조작하기 위하여 원격 컨트롤 장치(30)에 포함될 수 있다. 터치패드(16)는 또한 사용자로 하여금 보다 정교한 방향 입력을 제공할 수 있도록 제공될 수도 있다. 예컨대, 컨트롤 장치는 커서가 움직이는 선택 스크린을 구비할 수 있으며, 터치패드는 커서를 2방향으로 컨트롤하여 조작될 수 있다. 터치패드(16)는 컨트롤된 값 또는 이벤트에 기초하여 여기서 설명한 것과 같이 사용자에게 햅틱 감각을 출력하는 기능을 구비한다. 예컨대, 볼륨 레벨이 중간 지점을 지나거나 최대 레벨에 도달하면 펄스가 사용자 및 터치패드로 출력되도록 할 수 있다. 2 is a perspective view of another embodiment of an apparatus 30 that may include an active touchpad 16 in accordance with the present invention. The device may be a remote control device 30 for a pocket which is held by the user in one hand and remotely controlled by the user to an electronic device or device (television, video cassette recorder or DVD player, audio / video receiver, A network computer, or the Internet). For example, a plurality of buttons 32 may be included in the remote control device 30 to operate the functions of the control device. The touchpad 16 may also be provided to allow the user to provide a more precise directional input. For example, the control device may have a selection screen on which the cursor is moved, and the touch pad can be operated by controlling the cursor in two directions. The touchpad 16 has a function of outputting a haptic sensation to the user as described herein based on the controlled value or event. For example, a pulse can be output to the user and the touch pad when the volume level passes the midpoint or reaches the maximum level.

한 어플리케이션에서, 컨트롤된 장치는 Microsoft Corp.의 웹 TV 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통해 액세스된 웹 페이지 및/또는 그래픽 사용자 인터페이스를 디스플레이하는 다른 계산 장치와 같은 컴퓨터 시스템일 수 있다. 사용자는 손가락(또는 다른 물체)을 터치패드(16)에서 움직임으로써 커서의 방향을 컨트롤할 수 있다. 커서는 아이콘, 윈도우, 메뉴 아이템, 그래픽 버튼, 슬라이드 바, 스크롤 바 또는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 데스크탑 인터페이스의 다른 그래픽 객체를 선택 및/또는 조작하는데 사용될 수 있다. 커서는 또한 링크, 이미지, 버튼 등과 같이 웹 페이지의 그래픽 객체를 선택 및/또는 조작하는데도 사용될 수 있다. 그래픽 객체와 연관된 다른 포스 감각은 도 18을 참조하여 후술한다. In one application, the controlled device may be a computer system, such as a Web TV from Microsoft Corp. or other computing device that displays a web page and / or a graphical user interface accessed via a network, such as the Internet. The user can control the direction of the cursor by moving a finger (or other object) on the touch pad 16. [ The cursor may be used to select and / or manipulate icons, windows, menu items, graphical buttons, slide bars, scroll bars, or other graphical user interface or other graphical objects of the desktop interface. The cursor may also be used to select and / or manipulate graphic objects of a web page, such as links, images, buttons, and the like. Other force sensations associated with the graphic object are described below with reference to FIG.

도 3은 본 발명에 따른 햅틱 장치의 임의의 실시예를 포함할 수 있는 다른 컴퓨터 장치 실시예(50)에 관한 평면도이다. 장치는 "개인 휴대 정보 단말기(PDA)", "펜 기반(pen-based)" 컴퓨터, "웹 패드", "전자 책" 또는 유사 장치(총괄하여 "개인 휴대 정보 단말기(PDA)"로 알려진 것)와 같은 휴대용 컴퓨터 장치의 형태이다. 버튼 입력이 가능한 장치뿐만 아니라, 사용자로 하여금 디스플레이 스크린을 터치함으로써 정보를 입력할 수 있게 하거나 여러 방식으로 판독할 수 있게 하는 이러한 장치도 본 발명과 관련된다. 이런 장치는 3Com Corp.의 Palm Pilot®나 유사 제품, Casio, Hewlett-Packard 또는 다른 제조사의 포켓 크기 컴퓨터 장치, 전자 책(E-book), 터치 스크린을 구비한 셀룰러 폰 또는 페이저, 터치 스크린을 구비한 랩톱 컴퓨터 등을 포함한다.3 is a top view of another computer device embodiment 50 that may include any embodiment of a haptic device in accordance with the present invention. The device may be a personal digital assistant (PDA), a pen-based computer, a web pad, an electronic book, or similar device (collectively known as a personal digital assistant ). ≪ / RTI > In addition to devices capable of button input, such devices that allow a user to input information or to read in various ways by touching the display screen are also relevant to the present invention. These devices include a Palm Pilot® or similar product from 3Com Corp., a pocket-sized computer device from Casio, Hewlett-Packard, or other manufacturers, an e-book, a cellular phone or pager with a touch screen, A laptop computer, and the like.

장치(50)의 실시예에 있어서, 하우징(54)에 인접하여 위치한 디스플레이 스크린(52)은 컴퓨터 장치(50)의 표면 중 많은 부분을 차지할 수 있다. 스크린(52)은 본 기술분야에 능통한 사람들에게 널리 알려진 플랫 패널 디스플레이인 것이 바람직하고, 이는 텍스트, 이미지, 애니메이션 등을 디스플레이할 수 있다; 몇몇 실시예에 있어서, 스크린(52)은 임의의 퍼스널 컴퓨터 스크린과 같이 편리하다. 디스플레이 스크린(52)은 사용자로 하여금 물리적으로 스크린(50)에 접촉함으로써 컴퓨터 장치(50)로 정보를 입력할 수 있게 하는 센서를 포함한다(즉, 이는 도 1의 터치패드(16)와 유사한 또 다른 형태의 평면 "터치 장치"이다). 예를 들어, 투명 센서 필름이 스크린(50)에 덮일 수 있으며, 이 때 필름은 필름에 접촉하는 물체로부터 압력을 검출한다. 터치 스크린을 구현하는 센서 장치는 본 기술분야에 능통한 사람들에게 널리 알려져 있다.In an embodiment of the device 50, the display screen 52 located adjacent to the housing 54 may occupy a large portion of the surface of the computer device 50. The screen 52 is preferably a flat panel display well known to those skilled in the art, which may display text, images, animations, and the like; In some embodiments, the screen 52 is as convenient as any personal computer screen. The display screen 52 includes a sensor that allows a user to physically enter information into the computer device 50 by contacting the screen 50 (i.e., it is similar to the touchpad 16 of FIG. 1 Another type of planar "touch device"). For example, a transparent sensor film can be covered on the screen 50, wherein the film detects pressure from an object contacting the film. Sensor devices implementing touch screens are well known to those skilled in the art.

사용자는 스크린(52)에서 그래픽 객체가 디스플레이된 정확한 위치를 손가락 또는 스타일러스로 누름으로써 그래픽적으로 디스플레이된 버튼 또는 다른 그래픽 객체를 선택할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서는 사용자가 스타일러스(57)와 같은 스타일러스의 끝 또는 손가락 또는 다른 물체로 누르는 위치에 그래픽 "잉크" 이미지(56)를 디스플레이함으로써 사용자가 "그리기" 또는 "쓰기"를 할 수 있게 한다. 손으로 쓰여진 문자는 명령, 데이터 또는 다른 입력으로서 장치 마이크로프로세서에서 실행되는 소프트웨어에 의하여 인식될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 사용자는 음성 인식을 통하여 추가적으로 또는 대체적으로 입력을 제공할 수 있으며, 여기서 장치의 마이크로폰은 장치에서 실행되는 소프트웨어에 의하여 적절한 명령 또는 데이터로 해석된 사용자 음성을 입력한다. 물리적 버튼(58)은 버튼을 누를 때 장치(50)로 특정 명령을 제공하도록 하기 위하여 장치(50)의 하우징에 포함될 수 있다. 많은 PDA는 사용자로부터의 문자 입력을 위한 표준 키보드가 없는 것이 특징이다; 오히려 스크린에 문자를 그리기 위한 스타일러스나 음성 인식 등을 사용하는 등의 다른 입력 모드가 사용된다. 그러나, 몇몇 PDA는 터치 스크린뿐만 아니라 모든 기능을 갖는 키보드를 포함하며, 이 키보드는 전형적으로는 표준 크기의 키보드보다는 작다. 또 다른 실시예에 있어서, 표준 키보드를 구비한 표준 크기의 랩톱 컴퓨터는 플랫 패널 터치 입력 디스플레이 스크린을 포함할 수 있으며, 이러한 스크린(도 1의 스크린(12)과 유사)은 본 발명에 따른 햅틱 피드백을 구비할 수 있다.The user can select a graphically displayed button or other graphical object by pressing the stylus or a finger on the precise location on the screen 52 where the graphic object is displayed. Also, in some embodiments, the user may be able to "draw" or "write" by displaying a graphical "ink" image 56 at the end of the stylus, such as a stylus 57, do. Handwritten characters may be recognized by software running on the device microprocessor as an instruction, data, or other input. In another embodiment, the user may additionally or alternatively provide input through speech recognition, wherein the microphone of the device inputs user voice interpreted as appropriate commands or data by software running on the device. The physical button 58 may be included in the housing of the device 50 to provide a specific command to the device 50 when the button is pressed. Many PDAs feature a standard keyboard for inputting characters from the user; Rather, other input modes are used, such as using a stylus or voice recognition to draw characters on the screen. However, some PDAs include keyboards with full functionality as well as touchscreens, which are typically smaller than standard size keyboards. In another embodiment, a standard sized laptop computer with a standard keyboard may include a flat panel touch input display screen, which screen (similar to screen 12 in FIG. 1) .

본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 터치 스크린(52)은 앞의 실시예에서 설명한 터치패드(16)와 유사하게 사용자에게 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 1 이상의 액추에이터는 아래에서 설명하는 실시예와 유사한 방법으로, 터치 스크린, 또는 터치 스크린 근처의 이동가능한 표면에 연결될 수 있다. 사용자는 스크린(52)에 접촉하는 스타일러스(57)와 같이 잡고 있는 물체 또는 손가락을 통하여 햅틱 피드백을 느낄 수 있다. In some embodiments of the present invention, the touch screen 52 may provide haptic feedback to the user similar to the touch pad 16 described in the previous embodiment. The one or more actuators may be connected to a touch screen, or a moveable surface near the touch screen, in a manner similar to the embodiment described below. The user can feel the haptic feedback through the object or the finger holding it with the stylus 57 contacting the screen 52. [

터치 스크린(52)은 나선 스프링, 판 스프링, 굴곡부 또는 컴플리언트 재료(거품, 고무 등)와 같은 1 이상의 스프링 또는 컴플리언트 소자로 장치(50)의 하우징(54)에 연결되어, 대략 z축을 따라 스크린이 움직이게 하여 이로써 햅틱 피드백을 제공할 수 있다. 스크린은 이하에서 설명하는 적절한 실시예와 유사한 사이드-투-사이드(side-to-side)(x 및/또는 y) 움직임을 가능하게 하는 굴곡부 또는 다른 연결도 구비할 수 있다. The touch screen 52 is connected to the housing 54 of the device 50 with one or more springs or compliant elements such as helical springs, leaf springs, flexures or compliant materials (foam, rubber, etc.) By moving the screen along the axis, it is possible to provide haptic feedback. The screen may also have curves or other connections that allow side-to-side (x and / or y) movement similar to the appropriate embodiment described below.

도 4는 본 발명에 따라서 설명하는 모든 실시예에 사용하기에 적당한 햅틱 피드백 시스템을 도시한 블록도이다. 햅틱 피드백 시스템은 호스트 컴퓨터 시스템(74) 및 인터페이스 장치(72)를 포함한다.4 is a block diagram illustrating a haptic feedback system suitable for use in all embodiments described in accordance with the present invention. The haptic feedback system includes a host computer system 74 and an interface device 72.

호스트 컴퓨터 시스템(74)은 바람직하게는 호스트 마이크로프로세서(100), 클록(102), 디스플레이 스크린(76) 및 오디오출력 장치(104)를 포함한다. 호스트 컴퓨터는 또한 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM) 및 입/출력(I/O) 전자장비(도시하지 않음)와 같이 다른 널리 알려진 구성요소를 포함한다. The host computer system 74 preferably includes a host microprocessor 100, a clock 102, a display screen 76 and an audio output device 104. The host computer also includes other well known components such as random access memory (RAM), read only memory (ROM), and input / output (I / O) electronic equipment (not shown).

상술한 바와 같이 호스트 컴퓨터(74)는 랩톱 컴퓨터와 같은 퍼스널 컴퓨터일 수 있으며, 이는 임의의 널리 알려진 운영체제에서 동작할 수 있다. 또한, 호스트 컴퓨터 시스템(74)은 Nintendo, Sega, Sony 또는 Microsoft의 시스템과 같이 일반적으로 텔레비전 세트 또는 다른 디스플레이에 접속된 다양한 홈 비디오 게임 콘솔 시스템 중 어느 하나일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 호스트 컴퓨터(74)는 기기, "셋톱 박스", 또는 사용자가 입력을 제공할 수 있는 다른 전자 장치일 수 있다. 컴퓨터(74)는 PDA와 같은 휴대용, 포켓용 컴퓨터(hand-held computer)일 수 있고, 또는 비히클 컴퓨터(vehicle computer), 스탠드업 아케이드 컴퓨터, 워크스테이션 등일 수 있다. As discussed above, the host computer 74 may be a personal computer, such as a laptop computer, which may operate on any well known operating system. The host computer system 74 may also be any of a variety of home video game console systems typically connected to a television set or other display, such as a Nintendo, Sega, Sony, or Microsoft system. In other embodiments, the host computer 74 may be a device, a "set top box" or other electronic device from which a user may provide input. The computer 74 may be a hand-held computer, such as a PDA, or may be a vehicle computer, a stand-up arcade computer, a workstation, and the like.

호스트 컴퓨터(74)는 바람직하게는 햅틱 피드백 기능을 포함하는 인터페이스 장치(72)를 통하여 사용자가 상호 작용하는 호스트 어플리케이션 프로그램을 구현한다. 예를 들어, 호스트 어플리케이션 프로그램은 비디오 게임, 워드 프로세서 또는 스프레드 시트, HTML 또는 VRML 명령을 실행하는 브라우저 또는 웹 페이지, 과학 분석 프로그램, 영화 플레이어, 가상 현실 훈련 프로그램 또는 어플리케이션, 또는 마우스(12)의 입력을 사용하고 장치(72)로 햅틱 피드백 명령을 출력하는 다른 어플리케이션 프로그램일 수 있다. 여기서, 단순화를 위하여 Windows™, MS-DOS, MacOS, Unix, Palm OS 등과 같은 운영 체제는 "어플리케이션 프로그램"이라 한다. 여기서, 컴퓨터(74)는 그래픽 사용자 인터페이스, 게임, 시뮬레이션 또는 다른 시각적 환경일 수 있는 "그래픽 환경"을 제공할 수 있으며, 아이콘, 윈도우, 게임 객체와 같은 그래픽 객체를 포함할 수 있다. 그러한 소프트웨어와 컴퓨터 입출력(I/O) 장치로 인터페이싱하는 적절한 소프트웨어 드라이버는 캘리포니아 산호세의 Immersion Corporation의 것이 있다.The host computer 74 implements a host application program through which the user interacts, preferably via an interface device 72 including a haptic feedback function. For example, the host application program may be a video game, a word processor or a spreadsheet, a browser or web page that executes HTML or VRML commands, a science analysis program, a movie player, a virtual reality training program or application, And outputting a haptic feedback command to the device 72. [0050] Here, for simplicity, an operating system such as Windows ™, MS-DOS, MacOS, Unix, and Palm OS is referred to as an "application program". Here, the computer 74 may provide a "graphical environment ", which may be a graphical user interface, a game, a simulation or other visual environment, and may include graphical objects such as icons, windows, A suitable software driver for interfacing to such software and computer input / output (I / O) devices is from Immersion Corporation of San Jose, CA.

디스플레이 장치(76)는 호스트 컴퓨터(74)에 포함될 수 있으며, 표준 디스플레이 스크린(LCD, CRT, 플라즈마, 플랫 패널 등), 3-D 고글, 또는 다른 시각적 출력 장치일 수 있다. 스피커와 같은 음성 출력 장치(104)는 사용자에게 음성 출력을 제공하기 위하여 호스트 마이크로프로세서(100)에 연결되어 있는 것이 바람직하다. 저장 장치(하드 디스크 드라이브, CD ROM 드라이브, 플로피 디스크 드라이브 등), 다른 입출력 장치 등의 다른 유형의 주변 장치가 호스트 프로세서에 연결될 수도 있다. Display device 76 may be included in host computer 74 and may be a standard display screen (LCD, CRT, plasma, flat panel, etc.), 3-D goggles, or other visual output device. The audio output device 104, such as a speaker, is preferably coupled to the host microprocessor 100 to provide audio output to the user. Other types of peripherals may also be coupled to the host processor, such as storage devices (hard disk drives, CD ROM drives, floppy disk drives, etc.), and other input / output devices.

인터페이스 장치(72)는 버스(80)로 컴퓨터(74)로 연결되며, 이는 장치(72)와 컴퓨터(74) 사이에서의 신호를 통신하고 몇몇 실시예에 있어서는 장치(72)에 전력을 공급할 수도 있다. 다른 실시예에서, 신호는 무선 송신/수신에 의하여 장치(72)와 컴퓨터(74) 사이에서 전송될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 액추에이터의 전원은 커패시터 또는 1 이상의 배터리와 같이 장치에 제공되는 전원 저장 장치에 의하여 보충되거나, 단독으로 공급될 수 있다. 버스(80)는 호스트(74)와 장치(72) 사이에서 어느 방향으로나 신호를 전송하는 2방향성일 수 있다. 버스(80)는 RS232 직렬 인터페이스, RS-422, 범용 직렬 버스(USB), MIDI 또는 본 기술에 능통한 사람들에게 널리 알려진 다른 프로토콜과 같은 직렬 인터페이스 버스일 수 있다; 또는 병렬 버스 또는 무선 링크일 수도 있다. The interface device 72 is connected to the computer 74 by a bus 80 that communicates signals between the device 72 and the computer 74 and may in some embodiments also power the device 72 have. In another embodiment, the signal may be transmitted between the device 72 and the computer 74 by wireless transmission / reception. In some embodiments, the power supply of the actuator may be supplemented, or supplied alone, by a power storage device provided in the device, such as a capacitor or one or more batteries. The bus 80 may be bi-directional transmitting signals in either direction between the host 74 and the device 72. [ The bus 80 may be a serial interface bus, such as an RS232 serial interface, RS-422, a universal serial bus (USB), MIDI, or other protocol well known to those skilled in the art; Or a parallel bus or wireless link.

장치(72)는 고유의 하우징을 갖는 호스트(74)와는 별도의 장치일 수 있고, 도 1의 랩톱 컴퓨터에서와 같이 호스트 컴퓨터 하우징에 통합될 수도 있다. 장치(72)는 전용 로컬 프로세서(110)를 포함하거나 조합될 수 있다. 프로세서(110)는 장치(12)로 로컬하다고 하며, 여기서 "로컬"이란 호스트 컴퓨터 시스템(14)의 임의의 호스트 프로세서로부터 분리된 프로세서인 프로세서(110)를 말한다. "로컬"은 장치(12)의 햅틱 피드백 및 센서 I/O 전용의 프로세서(110)라 할 수 있다. 프로세서(110)는 컴퓨터 호스트(74)로부터 명령 또는 요구를 기다리고, 그 명령 또는 요구를 디코딩하고, 그 명령 또는 요구에 따른 입력 및 출력 신호를 다루거나 컨트롤하는 소프트웨어 명령어(예컨대, 펌웨어)를 구비할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 센서 신호의 판독 및 센서 신호, 시간 신호, 그리고 호스트 명령에 따라 선택된 저장되거나 릴레이된 명령으로부터의 적절한 포스의 계산에 의해 호스트 컴퓨터(74)와는 독립적으로 동작할 수 있다. 로컬 프로세서(110)로 사용하기에 적절한 마이크로프로세서는 "Immersion Touchsense Processor"와 같은 정교한 포스 피드백 프로세서뿐만 아니라 하단 마이크로프로세서를 포함한다. 프로세서(110)는 하나의 마이크로프로세서 칩, 복수의 프로세서 및/또는 보조 프로세서 칩, 디지털 신호 프로세서(DSP), 및/또는 논리, 상태 머신, ASIC 등을 포함할 수 있다. The device 72 may be a separate device from the host 74 having its own housing and may be incorporated into the host computer housing as in the laptop computer of Fig. The device 72 may include or be combined with a dedicated local processor 110. Processor 110 refers to device 12 as local, where "local" refers to processor 110, which is a processor separate from any host processor of host computer system 14. "Local" may be referred to as processor 110 dedicated to sensor I / O and haptic feedback of device 12. The processor 110 may comprise software instructions (e.g., firmware) that await an instruction or request from the computer host 74, decode the instruction or request, and manipulate or control the input and output signals according to the instruction or request . The processor 110 may also operate independently of the host computer 74 by reading sensor signals and computing sensor signals, time signals, and appropriate forces from stored or relayed commands selected in accordance with host commands. A suitable microprocessor for use with the local processor 110 includes a sophisticated force feedback processor such as an "Immersion Touchsense Processor " as well as a bottom microprocessor. The processor 110 may include one microprocessor chip, a plurality of processors and / or coprocessor chips, a digital signal processor (DSP), and / or logic, state machine, ASIC,

프로세서(110)는 센서(112)로부터 신호를 수신하여 호스트 컴퓨터(74)에 의해 버스(80)를 통해 제공되는 명령에 따라 액추에이터(88)로 신호를 제공한다. 예를 들어, 로컬 컨트롤 실시예에 있어서, 호스트 컴퓨터(74)는 버스(20)를 통해 프로세서(110)로 높은 수준의 감독 명령(촉감을 나타내는 1 이상의 파라미터 및 명령 식별자)을 제공하고, 프로세서(110)는 그 명령을 디코딩하고, 호스트 컴퓨터(74)와 독립하여 높은 수준의 명령에 따라 센서 및 액추에이터로의 낮은 레벨의 포트 컨트롤 루프를 관리한다. 이 동작은 미국 특허 제 5,734,373호에 상세히 설명되어 있다. 호스트 컨트롤 루프에 있어서, 포스 명령은 호스트 컴퓨터로부터 프로세서(110)로 출력되고, 프로세서가 정해진 특성을 갖는 포스 또는 포스 감각을 출력하도록 지시한다. 로컬 프로세서(110)는 호스트 컴퓨터로 1 이상의 제공된 자유도에서 장치의 위치를 설명하는 위치 데이터 등의, 데이터를 보고한다. 데이터는 버튼, 스위치 등의 상태를 설명할 수도 있다. 호스트 컴퓨터는 실행된 프로그램을 업데이트하기 위하여 위치 데이터를 사용할 수 있다. 로컬 컨트롤 루프에 있어서, 액추에이터 신호는 프로세서(110)로부터 액추에이터(88)로 제공되고, 센서 신호는 센서(112) 및 다른 입력 장치(118)로부터 프로세서(110)에 제공될 수 있다. 여기서, "촉감(tactile sensation)"이라는 용어는 감각을 사용자에게 제공하는 액추에이터(18)에 의하여 출력된 일련의 포스 또는 신호 포스를 말한다. 예컨대, 진동, 한번 흔들림(jolt), 또는 텍스츄어 감각(texture sensation)은 모두 촉감으로 볼 수 있다. 프로세서(110)는 다음의 저장된 지시에 의하여 적절한 출력 액추에이터 신호를 결정하기 위하여 입력된 센서 신호를 프로세싱할 수 있다. 프로세서는 사용자 객체로 출력될 포스의 로컬 결정에 있어서 센서 신호를 사용할 수 있으며, 센서 신호로부터 도출되는 위치 데이터를 호스트 컴퓨터로 보고할 수도 있다. The processor 110 receives a signal from the sensor 112 and provides a signal to the actuator 88 in response to a command provided by the host computer 74 via the bus 80. For example, in a local control embodiment, the host computer 74 provides a high level supervisory command (one or more parameters indicative of tactile and command identifiers) to the processor 110 via the bus 20, 110 decodes the command and manages low level port control loops to sensors and actuators in accordance with a high level of command independent of the host computer 74. This operation is described in detail in U.S. Patent No. 5,734,373. In the host control loop, a force instruction is output from the host computer to the processor 110, instructing the processor to output a force or force sense with the specified characteristics. Local processor 110 reports data, such as location data, describing the location of the device at one or more degrees of freedom provided to the host computer. Data may also describe states of buttons, switches, and the like. The host computer may use the location data to update the executed program. In a local control loop, an actuator signal may be provided from the processor 110 to an actuator 88, and a sensor signal may be provided from the sensor 112 and other input devices 118 to the processor 110. Here, the term "tactile sensation" refers to a series of forces or signal forces output by an actuator 18 that provides a sensation to a user. For example, vibration, jolt, or texture sensation can all be seen as tactile. The processor 110 may process the input sensor signal to determine an appropriate output actuator signal by the following stored instructions. The processor may use the sensor signal in local determination of the force to be output to the user object, and may report the position data derived from the sensor signal to the host computer.

또 다른 실시예에 있어서, 프로세서(110) 대신에 다른 하드웨어가 프로세서(110)와 유사한 기능을 제공하기 위하여 장치(72)에 로컬하게 제공될 수 있다. 예컨대, 정해진 논리를 통합하는 하드웨어 상태 머신이 액추에이터(88)에 신호를 제공하고, 센서(112)로부터 센서 신호를 수신하고, 촉각 신호를 출력하는데 사용될 수 있다.In yet another embodiment, other hardware may be provided locally to the device 72 to provide similar functionality to the processor 110, instead of the processor 110. [ For example, a hardware state machine incorporating predetermined logic may be used to provide signals to actuator 88, receive sensor signals from sensor 112, and output haptic signals.

다른 호스트에 의해 컨트롤되는 실시예에 있어서, 호스트 컴퓨터(74)는 낮은 레벨의 포스 명령을 버스(20)를 통해 제공할 수 있고, 이 명령은 프로세서(110) 또는 프로세서(110)가 없다면 다른 회로를 통해 액추에이터(18)로 직접 송신될 수 있다. 따라서 호스트 컴퓨터(14)는 장치(72)와의 모든 신호를 직접 컨트롤하고 프로세싱한다. 예를 들면, 호스트 컴퓨터는 액추에이터(88)에 의해 출력되는 포스를 직접 컨트롤하고, 센서(112) 및 입력 장치(118)로부터의 센서 신호를 직접 수신한다. 다른 실시예는 몇몇 유형의 포스(예컨대 폐 루프 효과(closed loop effect))가 로컬 마이크로프로세서에 의하여 순수하게 컨트롤되는 "하이브리드" 조직을 사용할 수 있고, 다른 유형의 효과(예컨대 개 루프 효과)가 호스트에 의해 컨트롤될 수도 있다.In an embodiment controlled by another host, the host computer 74 may provide a low-level force command over the bus 20, which may be used by the processor 110 or other circuitry To the actuator 18 via the antenna 18, as shown in FIG. Thus, the host computer 14 directly controls and processes all signals to and from the device 72. For example, the host computer directly controls the force output by the actuator 88 and directly receives the sensor signals from the sensor 112 and the input device 118. Other embodiments may use a "hybrid" organization in which some types of forces (e.g., a closed loop effect) are purely controlled by a local microprocessor, and other types of effects Lt; / RTI >

RAM 및/또는 ROM과 같은 로컬 메모리(122)는 프로세서(110)에 대한 지시, 임시값 및 다른 데이터를 저장하기 위하여 장치(72)의 프로세서(110)에 연결되는 것이 바람직하다. 메모리(122)가 프로세서(110)가 더 포함되거나 대신하여 포함될 수도 있다. 또한, 로컬 클록(124)은 타이밍 데이터를 제공하기 위하여 프로세서(110)에 연결될 수 있다.The local memory 122, such as RAM and / or ROM, is preferably coupled to the processor 110 of the device 72 to store instructions, temporary values, and other data for the processor 110. The memory 122 may further include or be included in the processor 110. In addition, the local clock 124 may be coupled to the processor 110 to provide timing data.

센서(112)는 원하는 자유도로 위치 또는 움직임(예컨대 터치패드상의 물체)을 감지하고, 위치 또는 움직임을 나타내는 정보를 포함하는 신호를 프로세서(110)(또는 호스트(74))로 제공한다. 움직임을 검출하기에 적절한 센서는 터치패드의 용량성 또는 저항성 센서, 터치 스크린의 접촉 센서 등을 포함한다. 다른 유형의 센서가 사용될 수도 있다. 선택적인 센서 인터페이스(114)는 센서 신호를 프로세서(110) 및/또는 호스트 컴퓨터 시스템(14)에 의해 해석될 수 있는 신호로 변환하기 위하여 사용될 수 있다.The sensor 112 senses a position or movement (e.g., an object on the touch pad) at a desired degree of freedom and provides a signal to processor 110 (or host 74) containing information indicative of position or movement. Sensors suitable for detecting motion include capacitive or resistive sensors of the touchpad, touch sensors of the touch screen, and the like. Other types of sensors may be used. The optional sensor interface 114 may be used to convert the sensor signal to a signal that can be interpreted by the processor 110 and / or the host computer system 14.

액추에이터(88)는 프로세서(110) 및/또는 호스트 컴퓨터(14)로부터 수신된 신호에 응답하여 하우징, 조작기(manipulandum), 버튼 또는 장치(72)의 다른 부분에 포스를 보낸다. 장치(72)는 바람직하게는 장치(72)(또는 이와 같은 구성요소)에서의 포스 및 사용자로의 햅틱 감각을 생성하도록 동작하는 1 이상의 액추에이터를 포함한다. 액추에이터는 "컴퓨터로 컨트롤"되며, 예컨대, 액추에이터로부터의 포스 출력은 궁극적으로 마이크로프로세서, ASIC 등과 같은 컨트롤러로부터 생성하는 신호에 의하여 컨트롤된다. 회전 직류 모터, 음성 코일 액추에이터, 움직이는 자석 액추에이터, E 코어 액추에이터, 압축공기/수력 액추에이터, 솔레노이드, 스피커 음성 코일, 압전형 액추에이터, 수동 액추에이터(브레이크) 등을 포함하는 많은 유형의 액추에이터가 사용될 수 있다. 몇몇 바람직한 액추에이터 유형에 대하여 아래에서 설명한다. 액추에이터 인터페이스(116)는 프로세서(110)로부터의 신호를 액추에이터(88)로 유도하기에 적당한 신호로 변환하기 위하여 액추에이터(88)와 프로세서(110) 사이에 선택적으로 접속될 수 있다. 인터페이스(116)는 전력 증폭기, 스위치, 디지털-아날로그 컨트롤러(DAC), 아날로그-디지털 컨트롤러(ADC), 및 본 기술분야에서 능통한 사람들에게 널리 알려진 다른 구성요소를 포함할 수 있다. Actuator 88 sends a force to a housing, manipulandum, button, or other portion of device 72 in response to signals received from processor 110 and / or host computer 14. Device 72 preferably includes one or more actuators that are operative to generate a force in device 72 (or such a component) and a haptic sensation to the user. The actuator is "computer controlled" and, for example, the force output from the actuator is ultimately controlled by a signal generated from a controller such as a microprocessor, ASIC, Many types of actuators may be used, including rotary DC motors, voice coil actuators, moving magnet actuators, E-core actuators, compressed air / hydraulic actuators, solenoids, speaker voice coils, piezo actuators, passive actuators (brakes) Some preferred actuator types are described below. The actuator interface 116 may be selectively connected between the actuator 88 and the processor 110 to convert the signal from the processor 110 into a signal suitable for driving the actuator 88. The interface 116 may include a power amplifier, a switch, a digital-to-analog controller (DAC), an analog-to-digital controller (ADC), and other components well known to those skilled in the art.

여기서의 몇몇 구현 예에 있어서, 액추에이터는 짧은 기간의 포스 감각을 장치의 하우징 또는 조작기나 관성 질량(inertial mass)을 움직여서 가할 수 있다. 이 짧은 기간의 포스 감각은 "펄스"로서 설명할 수 있다. "펄스"는 몇몇 실시예에 있어서 실질적으로 특정 방향을 따라 전달될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, "펄스"의 크기가 컨트롤될 수 있다; "펄스"의 감지가 컨트롤될 수 있다; "주기적 포스 감각"이 가해질 수 있으며, 이는 크기 및 주파수를 가질 수 있다. 예컨대, 주기적 감각은 사인파, 사각파, 위쪽으로의 톱니파, 아래쪽으로의 톱니파 및 삼각파 중에서 선택될 수 있다; 포락선(envelope)이 주기 신호에 가해질 수 있으며, 시간에 따라 크기가 변화할 수 있다. 파의 형태는 호스트로부터 장치로 "스트리밍"되거나 크기, 주파수 및 기간과 같은 파라미터를 포함하는 높은 레벨의 명령을 통하여 운반될 수 있다.In some embodiments herein, the actuator may apply a short duration force sense by moving the housing or manipulator or inertial mass of the device. This short term sense of force can be described as a "pulse ". The "pulse" may be conveyed substantially along a particular direction in some embodiments. In some embodiments, the magnitude of the "pulse" can be controlled; The detection of "pulses" can be controlled; A "periodic force sense" can be applied, which can have a magnitude and a frequency. For example, a periodic sensation can be selected from a sine wave, a square wave, a sawtooth wave to the top, a sawtooth wave and a triangle wave to the bottom; An envelope can be applied to the periodic signal, which can vary in size over time. Wave forms can be "streamed" from the host to the device, or can be carried through high-level commands including parameters such as size, frequency and duration.

다른 입력 장치(118)는 장치(72)에 포함될 수 있으며, 이는 사용자에 의하여 조작될 때에 프로세서(110) 또는 호스트(74)로 입력 신호를 전송할 수 있다. 이러한 입력 장치는 버튼, 다이얼, 스위치, 스크롤 휠, 손잡이 또는 다른 컨트롤이나 메커니즘을 포함할 수 있다. 전원(120)은 액추에이터에 전기 전력을 제공하기 위하여 액추에이터 인터페이스(116) 및/또는 액추에이터(18)로 연결된 장치(72)에 선택적으로 포함될 수 있다. 또한, 전력은 장치(72)로부터 분리된 전원으로부터 끌어올 수 있거나, 버스(80)를 통하여 수신될 수 있다. 또한, 수신된 전력은 장치(72)(및/또는 호스트(74))에 의하여 저장 및 조절될 수 있으며, 따라서 액추에이터(88)를 구동하여야 할 때에 사용되거나 추가 방식으로 사용될 수 있다. Other input devices 118 may be included in device 72, which may transmit input signals to processor 110 or host 74 when operated by a user. Such input devices may include buttons, dials, switches, scroll wheels, handles or other controls or mechanisms. The power supply 120 may optionally be included in the device 72 connected to the actuator interface 116 and / or the actuator 18 to provide electrical power to the actuator. Power can also be pulled from a power source separate from device 72 or received via bus 80. In addition, the received power may be stored and adjusted by the device 72 (and / or the host 74), and thus used when it is necessary to drive the actuator 88 or may be used in an additional manner.

인터페이스 장치(12)는 다양한 유형 중 어느 것일 수도 있다; 여러 실시예에 대해서는 후술한다. 여기에서 설명하는 터치패드 또는 터치 스크린은 게임 패드, 조이스틱, 스티어링 휠, 터치패드, 구형 컨트롤러, 손가락 패드, 손잡이, 트랙볼, 원격 컨트롤 장치, 셀 폰, 개인 휴대 정보 단말기 등의 다양한 유형의 장치에 제공될 수 있다. The interface device 12 may be of any of a variety of types; Several embodiments will be described later. The touch pad or touch screen described herein may be provided to various types of devices such as a gamepad, joystick, steering wheel, touch pad, old controller, finger pad, handle, trackball, remote control device, cell phone, personal digital assistant .

구체적 실시예Specific Example

본 발명은 랩톱 컴퓨터 또는 다른 휴대용 계산 장치의 사용자 및/또는 터치패드나 유사 입력 장치를 구비한 임의의 계산 장치의 사용자에게 피드백이 제공되는 다양한 실시예를 제시한다.The present invention provides various embodiments wherein feedback is provided to a user of a laptop computer or other portable computing device and / or to a user of any computing device having a touchpad or similar input device.

몇몇 실시예는 사용자의 손가락이 터치패드에 접촉했을 때 손가락 피부를 변위시키는 것에 기초한다. 이러한 실시예는 사용자 손가락 끝에서 입력과 출력간의 좋은 상관성(correlation)을 제공하는 한 높은 충실도의 감각을 보낸다. 어떤 평행 이동 실시예를 구동하기 위하여 액추에이터 및 연동 장치 솔루션에 대하여 설명한다. 다른 실시예는 일반적으로 랩톱 컴퓨터(10)와 접촉하는 사용자의 팜 표면의 자극에 기초한다. 이러한 표면은 팜 표면의 평행 이동 또는 관성적으로 연결된 포스에 기초하여 햅틱 감각을 제공할 수 있다. 터치패드 또는 랩톱의 상부 표면의 면에서의 표면의 평행 이동(즉, X 및/또는 Y 축 방향)은 Z축(터치패드 또는 랩톱 상부 표면에 수직)으로의 진동 또는 변위와 같이 햅틱 정보를 전달할 때에 효과적이다. 이는 랩톱의 부피 제한을 고려할 경우 중요할 수 있다. Some embodiments are based on displacing the finger skin when the user's finger touches the touchpad. This embodiment sends a sense of high fidelity as to provide good correlation between input and output at the user's fingertip. An actuator and interlock solution will be described to drive some parallel moving embodiments. Other embodiments are generally based on the stimulation of the user's palm surface in contact with the laptop computer 10. Such a surface can provide a haptic sensation based on parallel movement of the palm surface or inertially connected force. The translation (i.e., X and / or Y axis direction) of the surface on the surface of the upper surface of the touchpad or laptop conveys haptic information such as vibration or displacement to the Z axis (perpendicular to the touchpad or laptop top surface) Effective. This can be important given the volume limitations of the laptop.

여기서 설명하는 많은 실시예에 있어서, 사용자의 접촉이 터치 입력 장치에 의하여 검출된다는 것도 유용하다. 햅틱 피드백은 사용자가 터치 장치에 접촉할 때에만 출력될 필요가 있으므로, 이 검출은 물체가 터치 입력 장치에 접촉하여 있지 않은 때에는 촉각 피드백이 중단(액추에이터 "전원 꺼짐")되게 할 수 있다. 로컬 터치 장치 마이크로프로세서(또는 유사 회로)가 컴퓨터에서 사용되고 있는 경우, 사용자 접촉이 감지되지 않는 때에는 이러한 마이크로프로세서는 액추에이터 출력을 끌 수 있다. 따라서 재차 접촉이 검출되어 액추에이터 출력이 다시 개시될 때까지 호스트 프로세서의 추가적인 계산의 부담을 덜 수 있다. In many of the embodiments described herein, it is also useful that the user's touch is detected by the touch input device. Since the haptic feedback needs to be output only when the user touches the touch device, this detection can cause the tactile feedback to be interrupted (actuator "power off") when the object is not in contact with the touch input device. When a local touch device microprocessor (or similar circuit) is being used in the computer, such microprocessor can turn off the actuator output when no user touch is detected. Thus, contact is again detected and the additional computation burden of the host processor can be reduced until the actuator output is restarted.

많은 바람직한 실시예에 있어서, 햅틱은 사용자로 하여금 랩톱을 컨트롤하는 방법을 학습하도록 강요하지 않고, 햅틱 컨텐츠를 제공하기 위하여 제작자로 하여금 현재의 설계와 많이 다른 설계 및 제작을 하도록 강요하지 않는 방법으로 랩톱 컴퓨터 또는 다른 장치에 추가될 수 있다. 예를 들어, 랩톱 실시예에 있어서, 사용자가가 그 손가락을 터치패드에서 움직이면, 랩톱 스크린에 디스플레이된 커서는 이에 따라 움직인다. 햅틱 효과는 커서가 그래픽 객체 또는 영역에 있을 때, 이벤트가 발생했을 때 등에 사용자에 의하여 접촉된 터치패드 또는 다른 랩톱 구성요소로 출력될 수 있다. 다른 어플리케이션에 있어서, 랩톱에서 실행하고 있는 게임 또는 다른 어플리케이션에서 이벤트 또는 상호 작용(interaction)이 발생한 때에 햅틱 효과가 출력될 수 있다. 많은 유형의 액추에이터, 센서, 연계(linkage), 증폭 송신(amplification transmission) 등이 본 발명과 함께 사용될 수 있다. In many preferred embodiments, the haptic does not force the user to learn how to control the laptop, but rather provides a way for the manufacturer to provide the haptic content in a way that does not force the manufacturer to design and produce much differently from the current design. Computer or other device. For example, in a laptop embodiment, when a user moves his finger on the touchpad, the cursor displayed on the laptop screen moves accordingly. The haptic effect may be output to a touchpad or other laptop component that is touched by the user, such as when the cursor is in a graphic object or area, when an event occurs, or the like. In other applications, a haptic effect may be output when an event or interaction occurs in a game or other application running on the laptop. Many types of actuators, sensors, linkages, amplification transmissions, etc. may be used with the present invention.

현재 제작되는 터치패드 표면은 전형적으로 랩톱에서 터치패드를 동작하고 접속하기 위해 필요한 전자 부품 및 표준 접속을 포함하는 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결되어 있다. 따라서, 포스가 터치패드에 가해질 때에 이들은 예컨대 터치패드 아래와 같이 터치패드에 종종 직접 연결되어 있는 PCB에 가해진다. The touchpad surface that is currently produced is typically connected to a printed circuit board (PCB) that contains the electronic components and standard connections needed to operate and connect the touchpad on the laptop. Therefore, when the force is applied to the touchpad, they are applied to the PCB, which is often directly connected to the touchpad, for example, under the touchpad.

여기서의 실시예는 특정 가이드라인 및 특성에 따라 설계된다. 예를 들어, 어떤 실시예에서는 강제하는 것으로 느껴지는 특정 햅틱 경험, 촉각 컨텐츠가 물리적으로 위치하거나 포커싱된 위치, 터치패드 상의 사용자의 손가락의 지시를 포함한 손가락의 바로 아래로 나타나거나 랩톱의 케이스/하우징의 어딘가에 생성될 수 있는 햅틱 피드백의 공간적 상관성, 예컨대 강제적인 피드백을 위하여 요구되는 포스 강도 및 전력, 사용자가 장치와 상호 작용하는 방법, 피드백의 질 및 내용에 따른 효과(손가락 접촉 각도 등), 랩톱 형태, 팩터/하우징으로 맞추어진 액추에이터 및 메커니즘 중 어느 것이 가장 바람직한지 등을 고려한다.The embodiments herein are designed according to specific guidelines and characteristics. For example, certain haptic experiences that are felt to be enforced in some embodiments, locations where the tactile content is physically located or focused, appearing directly below the finger, including an indication of the user's finger on the touchpad, The spatial correlation of the haptic feedback that may be generated somewhere, such as force strength and power required for forced feedback, how the user interacts with the device, the quality of the feedback and the effect of the content (finger contact angle, etc.) , Which of the actuators and mechanisms fit into the factor / housing is most desirable.

바람직하게는, Immersion Corp의 TouchSense 소프트웨어와 같은 현재의 햅틱 피드백 소프트웨어 및 드라이버가 여기서 설명한 실시예에 사용될 수 있다. 특정 터치패드와 같이 PDA, 랩톱, 셀룰러 폰 및 리모콘 등의 많은 다른 유형의 제품에서 동작하는 표준화된 모듈이 바람직하다. Preferably, current haptic feedback software and drivers, such as TouchSense software from Immersion Corp, may be used in the embodiments described herein. Standardized modules that operate on many different types of products such as PDAs, laptops, cellular phones, and remote controls, such as certain touch pads, are desirable.

이 독창적인 실시예의 초점은 운동 감각 포스 피드백 실시예가 아닌 촉각 피드백 구현에 주로 맞추어져 있다. 여기서 설명하는 바와 같이 본 발명에 적용되는 2가지 기본 유형의 촉각 피드백이 있다: 관성 햅틱 피드백 및 이동 접촉 햅틱 피드백(moving contact haptic feedback)이다. 관성 피드백은 관성적으로 연결된 진동을 사용하여 생성되고, 하우징/사용자에게 컴플리언트 굴곡부를 통하여 연결된 관성 질량의 움직임에 기초하며, 여기서 질량 운동(mass motion)은 사용자에 의하여 접촉된 표면에서의 관성 진동을 야기한다. 이동 접촉 피드백은 접지(earth ground)의 관점에서 사용자에 대하여 표면 또는 부재를 움직이는 것과 직접 관련되어 있으며, 일반적으로 사용자의 피부의 작은 변위에 의하여 생성된다. The focus of this inventive embodiment is primarily on tactile feedback implementations, not kinetic sense force feedback embodiments. There are two basic types of tactile feedback that apply to the present invention, as described herein: inertial haptic feedback and moving contact haptic feedback. Inertia feedback is based on the movement of an inertial mass created using inertially coupled vibrations and connected to the housing / user through a compliant bend where the mass motion is the inertia of the surface contacted by the user Causing vibration. The mobile contact feedback is directly related to moving the surface or member relative to the user in terms of the earth ground and is generally generated by the small displacement of the user's skin.

관성과 이동 접촉 피드백의 차이점은 사용자에게 정보를 제공하기 위하여 사용되는 실제 메커니즘에 의하여 생길 수 있다. 관성 및 촉각 시뮬레이션은 모두 손 또는 손가락 조직의 변위를 야기한다; 관성 피드백은 여러 인클로저(enclosure)를 통하여 그 인클로저의 전도 가능성 및 그 인클로저를 유지하는 것의 컴플리언스에 의하여 연결되어 있다. 이동 접촉 피드백은 사용자의 조직을 시뮬레이션하는 보다 직접적인 메커니즘과 관련된다. 이런 예에는, 손가락 또는 팜 조직을 로컬하게 변형함으로써 감각을 야기하기 위하여 손가락 피부를 뚫고 나가는 촉각 점 또는 표면이 있다. 이 차이점은 이하에서 설명하는 관성 및 표면 이동의 2가지 유형의 실시예를 분류하기 위하여 만들어진다.The difference between inertia and mobile contact feedback can be caused by the actual mechanism used to provide information to the user. Inertial and tactile simulation all lead to displacement of the hand or finger tissue; Inertial feedback is connected by the compliance of maintaining the enclosure and the conduction possibility of the enclosure through several enclosures. Mobile contact feedback is associated with a more direct mechanism of simulating the user's organization. In this example, there is a tactile point or surface through the finger skin to cause a sensation by locally modifying the finger or palm tissue. This difference is made to classify two types of embodiments of inertia and surface movement described below.

여기서 플랫-E(Flat-E)라는 새로운 액추에이터에 대하여 이하에서 설명하며, 여기서의 모든 실시예에서 사용될 수 있으며, 높이가 낮고 전력 효율적이고 높은 품질의 평면 액추에이터 종류를 나타낸다. 플랫-E 액추에이터는 만족스런 성능 레벨을 가지며, 체적을 저감할 수 있고, 랩톱 또는 다른 장치 어플리케이션에서 요구되는 팩터를 형성할 수 있다.Hereinafter, a new actuator called Flat-E will be described below, which can be used in all of the embodiments herein, and represents a low-profile, high-power, high-quality flat actuator type. Flat-E actuators have satisfactory performance levels, can reduce volume, and can form the required factor in a laptop or other device application.

관성 실시예Inertial embodiment

이러한 실시예는 관성 햅틱 피드백을 사용자에게 주기 위하여 관성 질량을 움직인다. 이는 전형적으로 하우징 또는 다른 표면과 같은 인클로저 또는 메커니즘을 통하여 전송된다. 많은 경우에 있어서, 관성 질량은 진행에 있어서 어떤 표면도 충격을 주지 않지만, 이러한 임팩트는 추가적인 햅틱 효과를 제공하기 위하여 대신 사용될 수 있다. This embodiment moves the inertial mass to impart inertial haptic feedback to the user. Which is typically transmitted through an enclosure or mechanism such as a housing or other surface. In many cases, the inertial mass does not impact any surface in the course of time, but such impact can be used instead to provide additional haptic effects.

도 5는 본 발명의 장치의 터치패드 및 하우징에 관성 햅틱 감각을 제공하기 위하여 사용되는 액추에이터 어셈블리의 일 실시예(150)에 관한 사시도이다. 액추에이터 어셈블리(150)는 접지된(grounded) 굴곡부(160) 및 액추에이터(155)를 포함한다. 굴곡부(160)는 플리프로필렌 플라스틱("일상적인(living) 경첩" 재료)과 같은 재료 또는 다른 유연한 재료로 만들어진 일체의 부분일 수 있다. 굴곡부(160)는 예컨대 "161" 부분에서 장치(12)의 하우징에 안착될 수 있다.5 is a perspective view of an embodiment 150 of an actuator assembly used to provide an inertial haptic sensation to a touchpad and housing of an apparatus of the present invention. The actuator assembly 150 includes a grounded bend 160 and an actuator 155. The flexures 160 can be integral parts made of a material such as flip-propylene plastic (a "living hinge" material) or other flexible material. The flexure 160 may be seated in the housing of the device 12, for example at the "161" portion.

액추에이터(155)는 굴곡부(160)에 연결된다. 액추에이터의 하우징은 도시한 바와 같이 액추에이터(155)를 하우징하는 굴곡부(160)의 용기 부분(receptacle portion)(162)에 연결된다. 액추에이터의 회전 샤프트(164)는 굴곡부(160)의 구멍(165)에서 굴곡부(160)에 연결되고 중앙 회전 부재(170)에 단단히 연결된다. 액추에이터의 회전 샤프트(164)는 축 A에 대하여 회전되고, 이는 또한 부재(170)를 A축에 대하여 회전시킨다. 회전 부재(170)는 각진 부재(angled member)(171)의 제1 부분에 굴곡 접합(174)으로 연결된다. 굴곡 접합(174)은 아주 얇게 만들어져 있으므로 굴곡 접합(174)은 회전 부분(170)이 제1 부분(172a)을 거의 선형으로 움직일 때 휠 것이다. 제1 부분(172a)은 굴곡부의 접지된 부분(180)에 굴곡 접합(178)으로 연결되고, 제1 부분(172a)은 각진 부재의 제2 부분(172b)에 굴곡 접합으로 연결된다. 제2 부분(172b)의 반대쪽은 굴곡부의 용기 부분(162)에 굴곡 접합(184)으로 연결된다.
The actuator 155 is connected to the flexure 160. The housing of the actuator is connected to a receptacle portion 162 of the bend 160 housing the actuator 155 as shown. The rotational shaft 164 of the actuator is connected to the bend 160 in the bore 165 of the bend 160 and is tightly connected to the center rotary member 170. The rotational shaft 164 of the actuator is rotated about an axis A, which also rotates the member 170 about the A axis. The rotating member 170 is connected to the first portion of the angled member 171 by a flexure 174. The flex joint 174 is made very thin so that the flex joint 174 will roll when the rotating portion 170 moves the first portion 172a substantially linearly. The first portion 172a is connected to the grounded portion 180 of the bent portion by a bending joint 178 and the first portion 172a is connected to the second portion 172b of the angled member by bending. The opposite side of the second portion 172b is connected by a flexure 184 to the container portion 162 of the flexure.

제1 부분(172a) 및 제2 부분(172b)을 포함하는 각진 부재(171)는 화살표(176)로 도시한 것과 같이 x축에 따라 선형적으로 움직인다. 실제로는, "172a" 및 "172b" 부분만 거의 선형적으로 움직인다. 굴곡부가 그 본래의 위치(휴지 위치)에 있을 때, "172a" 및 "172b" 부분은 세로 축에 대하여 도시한 것과 같이 각을 이루고 있는 것이 바람직하다. 이는 회전 부재(170)가 화살표(176)로 표시한 양 방향에 따라 각진 부재(171)를 밀거나 당기게 할 수 있다.The angled member 171 including the first portion 172a and the second portion 172b moves linearly along the x-axis as shown by the arrow 176. [ Actually, only portions 172a and 172b move almost linearly. When the bent portion is in its original position (rest position), it is preferable that the portions "172a" and "172b" are angled as shown with respect to the longitudinal axis. This can cause the rotating member 170 to push or pull the angled member 171 along both directions indicated by the arrows 176.

액추에이터(155)는 회전 부재(170)를 두 방향으로 구동할 때 회전 범위의 일부에서만 동작하며, 광대역 동작 및 고주파 펄스 또는 진동이 출력될 수 있게 한다. 굴곡 접합(192)은 용기 부분(162) 과 접지된 부분(180) 사이의 굴곡 부분에 제공된다. 굴곡 접합(192)은 (액추에이터(155), 회전 부재(170), 및 제2 부분(172b) 외에도) 용기 부분(162)이 "172a" 및 "172b" 부분의 움직임에 응답하여 z축으로 거의 선형적으로 움직일 수 있게 한다. 굴곡 접합(190)은 각진 부재(171)의 제1 부분 "172a"에 제공되어, 굴곡 접합(192)에 대하여 z방향의 굴곡이 보다 용이하게 발생할 수 있게 한다.The actuator 155 operates only in a part of the rotation range when driving the rotary member 170 in two directions, and enables wide-band operation and high-frequency pulses or vibrations to be output. The flex joint 192 is provided at a flexure portion between the container portion 162 and the grounded portion 180. The flex joint 192 is configured such that the container portion 162 is movable in the z-axis in response to movement of portions 172a and 172b (as well as actuator 155, rotating member 170, and second portion 172b) Allows you to move linearly. The flex joint 190 is provided in the first portion "172a " of the angled member 171, allowing flexure in the z direction to occur more easily with respect to the flex joint 192. [

액추에이터 샤프트(164)의 회전 방향을 신속하게 변화시킴으로써, 액추에이터/용기가 z축에 따라 진동하도록 만들어질 수 있으며, 관성 질량으로서 동작하는 액추에이터(155)와 함께 하우징에서 진동을 생성할 수 있다. 또한, 굴곡 접합(192)과 같은 굴곡부(160)에 포함되는 굴곡 접합은 액추에이터(155)의 본래 위치(휴지 위치) 및 용기 부분(172)을 향하여 포스의 반환을 제공하기 위하여 스프링 부재로서 동작한다. 몇몇 실시예에 있어서, 용기 부분(122) 및 액추에이터(155)의 움직임을 제한하기 위하여 굴곡부(160)에 정지구(stop)가 포함될 수 있다. By rapidly varying the direction of rotation of the actuator shaft 164, the actuator / vessel can be made to oscillate along the z-axis and generate vibrations in the housing along with an actuator 155 that operates as an inertial mass. The bending joining included in flexure 160, such as flex joint 192, also acts as a spring member to provide the return of force towards the original position (rest position) of actuator 155 and toward container portion 172 . In some embodiments, a stop may be included in the flexure 160 to limit movement of the container portion 122 and the actuator 155.

다른 실시예는 액추에이터 자체 대신에 별도의 관성 질량을 움직이는 굴곡부와 같이 관성 감각을 제공하는 다른 유형의 액추에이터 어셈블리를 제공할 수 있다. 또는, 액추에이터의 회전 샤프트에 연결된 편심 질량은 하우징에 회전 관성 촉감을 제공하기 위하여 진동될 수 있다. 편심 질량은 단방향 또는 양방향으로 구동될 수 있다. 선형 음성 코일 액추에이터, 솔레노이드, 이동 자석 액추에이터 등과 같은 다른 유형의 액추에이터 어셈블리가 사용될 수도 있다. Other embodiments may provide other types of actuator assemblies that provide an inertia feel, such as bends that move separate inertial masses instead of the actuators themselves. Alternatively, the eccentric mass connected to the rotating shaft of the actuator may be vibrated to provide rotational inertial feel to the housing. The eccentric mass can be driven in one direction or in both directions. Other types of actuator assemblies, such as linear voice coil actuators, solenoids, moving magnet actuators, and the like, may also be used.

일 실시예에 있어서, 상술한 것과 같은 액추에이터 어셈블리는 랩톱 하우징 또는 다른 장치 하우징의 임의의 다양한 위치에 연결될 수 있으며, 분리되어 장착된 액추에이터 모듈에 의하여 제품 하우징을 통한 진동 전송에 따라 하우징의 부품을 진동시키는데 사용될 수 있다. 액추에이터 어셈블리는 관성 질량이 진동할 때에 관성 햅틱 피드백을 제공하기 위하여 랩톱 하우징 또는 구성요소의 다른 영역에 부착될 수 있다.In one embodiment, the actuator assembly, as described above, can be connected to any of a variety of locations in a lap housing or other device housing, and vibrates parts of the housing in response to transmission of vibrations through the product housing by the separately mounted actuator module . The actuator assembly may be attached to the laptop housing or other area of the component to provide inertial haptic feedback when the inertial mass vibrates.

사용자의 경험은 랩톱에서의 액추에이터 어셈블리의 정확한 위치 및 출력되는 다른 촉각 효과에 따라 변화할 수 있다. 액추에이터 어셈블리의 연결을 위한 위치는 하부, 측면, 또는 전면 하우징, 장치가 동작할 때 사용자의 팜에 의하여 약속된 표면, 터치패드 또는 터치 스크린에 인접하거나 이에 연결된 영역을 포함한다. 효과적인 위치는 터치패드 자체일 수 있다(예컨대, 액추에이터 어셈블리의 터치패드 하부로의 연결). 몇몇 실시예에 있어서, 터치패드가 사각형인 경우, 더 많은 컴플리언스가 터치패드의 긴 방향 축을 따라서 이루어질 수 있다. The user ' s experience may vary depending on the precise location of the actuator assembly on the laptop and other haptic effects being output. The location for connection of the actuator assembly includes a bottom, side, or front housing, a surface promised by the user's palm when the device is in operation, an area adjacent to or connected to the touch pad or touch screen. The effective position may be the touch pad itself (e.g., connection to the lower portion of the touch pad of the actuator assembly). In some embodiments, if the touchpad is square, more compliance can be achieved along the long directional axis of the touchpad.

일반적으로 햅틱 내용은 액추에이터 어셈블리를 랩톱의 위치에 부착시킴으로써 제한된 주파수 범위에 걸쳐서 사용자에 의하여 수신될 수 있다. 진동을 전송하기 위하여 가장 효과적인 특정 위치는 예컨대 실험에 의하여 결정될 수 있다.Generally, the haptic content can be received by the user over a limited frequency range by attaching the actuator assembly to the location of the laptop. The most effective specific position for transmitting the vibration can be determined, for example, by experiments.

많은 경우에 있어서, 여러 유형의 햅틱 효과의 출력은 사용자에게 약하거나 불분명할 수 있고, 현저하게 높은 주파수를 갖는 효과가 더 인지할 수 있을 수 있다. 이 실시예를 위한 효과적인 촉각 효과 중 하나는 비교적 높은 주파수의 "울림(ringing)" 효과이다. 랩톱 케이스 및 터치패드에서의 공명 진동(sympathetic vibration)은 이 진동을 증폭할 수 있다. 일정한 이상적인 주파수에서 공진하도록 설계된 액추에이터는 진폭 변조 기술에 의하여 넓은 주파수 스펙트럼을 나타내도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 강제적인 25㎐ 사각파는 큰 압전형 세라믹 공진기(도 8a-8b 참조)와 같은 튜닝된 공진 액추에이터에서 생성된 250㎐자연 주파수를 변조시킴으로써 생성될 수 있다. 그러한 변조 설계는 그것이 있는 환경 및 그것이 구동하여야 하는 객체에 맞춰진 액추에이터에 의존할 수 있다. 몇몇 유형의 진동 격리 시스템은 몇몇 실시예에 있어서, 에너지가 랩톱 또는 다른 장치의 다른 부분에서 공진 모드로 발산하게 하는 것과는 반대로 햅틱 모듈에 한정된 에너지를 유지하기 위하여 사용될 수 있다. In many cases, the output of various types of haptic effects may be weak or unclear to the user, and an effect with a significantly higher frequency may be more noticeable. One of the effective tactile effects for this embodiment is the relatively high frequency "ringing" effect. The sympathetic vibration in the laptop case and touchpad can amplify this vibration. An actuator designed to resonate at a constant ideal frequency can be used to represent a broad frequency spectrum by amplitude modulation techniques. For example, a forced 25 Hz square wave can be generated by modulating a 250 Hz natural frequency generated in a tuned resonant actuator such as a large piezoelectric ceramics resonator (see Figs. 8a-8b). Such a modulation scheme can depend on the environment in which it is located and on the actuator that is tailored to the object it should operate on. Some types of vibration isolation systems may be used in some embodiments to hold energy limited to a haptic module as opposed to allowing energy to radiate in resonant mode in other parts of a laptop or other device.

도 6은 다른 실시예에 관한 사시도로서, 여기서 터치패드 모듈은 컴플리언트 보조 구조에 달려 있으며, 하모닉 소스에 연결되어 Z축에 따라 진동할 수 있다. 이 예에서, 터치패드(200)는 터치패드 표면을 Z축으로 움직이는 액추에이터 어셈블리(202)와 함께 터치패드의 표면에 수직으로 움직일 수 있다. 터치패드는 폼(foam), 고무 또는 다른 컴플리언트 재료의 층 또는 받침(support)으로 랩톱 하우징(204)에 연결될 수 있으며, 도 6에 도시한 바와 같이 터치패드(200)와 하우징(204) 사이에 터치패드의 주변으로 폼의 스트립(206)이 구비되어 있다. 액추에이터 어셈블리(202)는 터치패드 어셈블리의 하부(또는 다른 위치)에 연결될 수 있으며, 이로써 관성 질량이 진동할 때 그 진동이 터치패드에 전달되고, 랩톱 하우징(204)에 대하여 Z 방향으로 움직이게 한다. 예를 들어, 액추에이터 어셈블리는 터치패드 PCB 하부에 직접 본딩될 수 있다. 터치패드 모듈을 Z축에 대하여 단순히 움직이는 것과는 달리, 터치패드 및 베젤(bezel; 터치패드를 둘러싼 표면)의 부유성 어셈블리(floating assembly)가 대신 움직일 수도 있다. 6 is a perspective view of another embodiment wherein the touchpad module is dependent on a compliant auxiliary structure and can be coupled to a harmonic source to oscillate along the Z axis. In this example, the touch pad 200 can be moved perpendicular to the surface of the touch pad with the actuator assembly 202 moving the touch pad surface in the Z axis. The touchpad may be connected to the laptop housing 204 by a layer or support of foam, rubber or other compliant material and may be connected to the touchpad 200 and the housing 204, A strip of foam 206 is provided around the touchpad. The actuator assembly 202 may be connected to a lower portion (or other location) of the touch pad assembly such that when the inertial mass vibrates, the vibration is transmitted to the touch pad and moves in the Z direction relative to the laptop housing 204. For example, the actuator assembly may be directly bonded to the bottom of the touchpad PCB. Unlike simply moving the touchpad module relative to the Z axis, a floating assembly of touchpad and bezel (the surface surrounding the touchpad) may move instead.

다른 실시예에 있어서, 자립형 터치패드 장치(stand-alone touchpad device)가 사용될 수 있는데, 여기서 터치패드는 별도의 하우징에 하우징되고, 랩톱 또는 다른 장치와 와이어 또는 전송을 통해 통신한다. 일 실시예에 있어서, 자립형 터치패드 장치는 패드에 연결된 액추에이터 어셈블리와 함께 팜 패드에 부속될 수 있다. 액추에이터 어셈블리의 관성 질량이 진동할 때에, 관성 감각이 부재를 통하여 터치패드로 전송된다. 즉, 이는 액추에이터 어셈블리로부터 터치패드 표면으로의 관성 커플링을 효과적으로 제공한다. 폼 층(또는 다른 컴플리언트 층)이 컴플리언스를 제공하고 패드 및 터치패드가 관성적으로 움직이도록 터치패드와 접지 사이에 연결될 수 있다. 이 실시예는 더 강한 감각을 출력할 수 있는 폼의 컴플리언스 때문에 액추에이터 어셈블리가 랩톱 주변 또는 빌트인(built-in) 터치패드에 장착된 실시예보다 더 강제적인 느낌을 받을 수 있다.In another embodiment, a stand-alone touchpad device can be used, wherein the touchpad is housed in a separate housing and communicates with the laptop or other device via wire or transmission. In one embodiment, a self-contained touch pad device may be attached to a palm pad with an actuator assembly coupled to the pad. When the inertial mass of the actuator assembly vibrates, an inertia sensation is transmitted to the touch pad through the member. That is, it effectively provides inertial coupling from the actuator assembly to the touch pad surface. A foam layer (or other compliant layer) can be connected between the touchpad and ground to provide compliance and allow the pad and touchpad to move inertially. This embodiment can provide a more compelling feel to the actuator assembly than an embodiment mounted on the periphery of a laptop or a built-in touchpad due to the compliance of the foam with a stronger sense of output.

전체 터치패드는 하나의 일체 부재로서 햅틱 감각을 구비할 수 있다; 또는 다른 실시예에서는 패드의 개별적으로 움직이는 부분이 각각 햅틱 피드백 액추에이터를 구비하고 전송과 관련될 수 있으며, 햅틱 감각이 특정 부분에만 제공되도록 할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예는 구부려지거나 터치패드의 다른 부분에 대하여 움직여지는 다른 부분을 구비한 터치패드를 포함할 수 있다.The entire touch pad may have a haptic sensation as one integral member; Or in other embodiments, the respective moving portions of the pads may each have a haptic feedback actuator and be associated with transmission, and a haptic sensation may be provided only to a particular portion. For example, some embodiments may include a touchpad having other portions that are bent or moved relative to other portions of the touchpad.

또 다른 실시예에 있어서, 터치패드 주변 또는 인접한 표면은 하모닉 진동 소스(예컨대 액추에이터 어셈블리)에 연결되고, 1 이상의 축 방향으로 진동한다. 예를 들어 팜 휴지 표면은 랩톱에 하우징된 관성 액추에이터 어셈블리에 의하여 구동될 수 있다. 도 7은 관성적으로 구동된 팜 휴지 표면의 일 예에 관한 사시도이다. 랩톱 컴퓨터(210)는 전형적인 터치패드와 유시한 기능을 하는 터치패드(212)를 포함한다. 팜 휴지 표면(214)은 터치패드(212)에 인접하여 위치하며, 표면(214)은 유연한 오픈 셀 폼(open cell foam) 또는 다른 컴플리언트 재료의 층위에 랩톱 하우징으로 부속될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 표면(214)은 사용자에 의하여 표면으로 보다 강한 접촉을 가능하게 하기 위하여 디봇(divot) 및/또는 범프(bump)로 텍스츄어링 될 수 있다. 액추에이터 어셈블리(216)는 팜 휴지 표면(214)에 연결된다; 도시한 실시예에 있어서, 어셈블리(216)는 표면(214)의 아래에 연결된다. 어셈블리는 상술한 액추에이터 어셈블리 중 어느 것이어도 좋다. 예를 들어 액추에이터 어셈블리(216)는 팜 휴지 표면(214)으로 z축 진동을 제공할 수 있다. In yet another embodiment, a touch pad periphery or adjacent surface is connected to a harmonic source of vibration (e.g., an actuator assembly) and vibrates in at least one axial direction. For example, the palm rest surface can be driven by an inertial actuator assembly housed in a laptop. Figure 7 is a perspective view of an example of an inertially driven palm rest surface. The laptop computer 210 includes a typical touch pad and a touch pad 212 functioning as a function. The palm rest surface 214 is located adjacent the touch pad 212 and the surface 214 may be attached to the laptop housing over a layer of flexible open cell foam or other compliant material. In some embodiments, the surface 214 may be textured with a divot and / or bump to enable a stronger contact with the surface by the user. The actuator assembly 216 is connected to the palm rest surface 214; In the illustrated embodiment, the assembly 216 is connected below the surface 214. The assembly may be any of the actuator assemblies described above. For example, the actuator assembly 216 may provide z-axis vibration to the palm rest surface 214.

사용자는 지시 손가락(pointing finger)으로 터치패드(212)를 사용하는 동한 팜 및/또는 손가락을 팜 휴지 표면(214)에 놓고 쉬는 것이 바람직하다. 따라서 사용자는 터치패드가 동작하는 동안 팜 휴지 표면을 통하여 햅틱 감각을 느낄 수 있다. 또한, 사용자의 한 쪽 손은 팜 표면(214)에 놓고 쉬며 햅틱 피드백을 감지하는 동안 다른 한 손은 터치패드로 지시하고 이를 동작하는데 사용된다. 팜 표면은 실질적으로 불가피한 접촉 표면으로서 구현되고, 따라서 사용자는 터치패드를 사용하는 동안 아주 많은 햅틱 이벤트를 놓치지 않을 것이다. 몇몇 실시예에 있어서, 사용자가 표면에 얼마나 세게 팜을 놓는가에 의해, 유용한 이동 범위에 걸친 지각되는 크기에 있어서 약간의 차이를 만들 수 있으며, 그 결과는 사용되는 특정 장치의 견고함 및 질량일 수 있다. 팜 표면과 하우징의 연결의 견고함은 다른 실시예에서는 특정 느낌으로 조절될 수 있다. The user preferably rests the resting palm and / or fingers on the palm rest surface 214 using the touch pad 212 with a pointing finger. Thus, the user can feel the haptic sensation through the palm rest surface while the touchpad is operating. In addition, one hand of the user rests on the palm surface 214 and is used to direct and point the other hand to the touchpad while sensing haptic feedback. The palm surface is implemented as a substantially unavoidable contact surface so that the user will not miss a lot of haptic events while using the touchpad. In some embodiments, by how hard the user places the palm on the surface, a slight difference in perceived size over the useful range of movement can be made, the result being the robustness and mass of the particular device used have. The robustness of the connection between the palm surface and the housing can be adjusted to a particular feel in other embodiments.

관련 실시예에 있어서, 액추에이터 어셈블리는 다른 영역에 장착될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터 어셈블리는 유연한 오픈 셀 폼 또는 다른 컴플리언트 재료 층에 장착된 텍스츄어링된 재료로 만들어진 팜 휴지 표면의 확장부의 아래에 부착될 수 있다. In a related embodiment, the actuator assembly may be mounted in another area. For example, the actuator assembly may be attached underneath an extension of a palm rest surface made of textured material mounted on a flexible open cell foam or other compliant material layer.

다른 실시예에 있어서, 팜 표면은 후술하는 터치패드 평행 이동과 유사하게 X 및/또는 Y 방향으로 평행 이동될 수 있다. 관성 액추에이터 어셈블리는 평행 이동을 강요하기 위하여 사용될 수 있으며, 또는 예를 들어 의도하지 않은 하드 스톱 제한 왜곡(hard stop limiting distortion)을 피하기 위하여 평행 이동 모드에서 높은 견고성과 높은 액추에이터 권한을 갖는 다른 유형의 액추에이터가 사용될 수도 있다. 평행 이동하는 팜 표면은 평면 액추에이터에 있어서 적절할 수 있으므로, 어셈블리는 랩톱 하우징에 통합될 수 있다; 평면 액추에이터에 대해서는 후술한다. In other embodiments, the palm surface may be translated in the X and / or Y directions, similar to the touchpad translation described below. The inertial actuator assembly may be used to force a translation, or may be used for other types of actuators having high rigidity and high actuator power in a translation mode, for example to avoid unintentional hard stop limiting distortion May be used. Because the translating palm surface may be appropriate for planar actuators, the assembly may be incorporated into the lid housing; The planar actuator will be described later.

도 8a는 본 발명에 따른 관성 햅틱 피드백 장치의 또 다른 실시예에서 사용될 수 있는 액추에이터에 관한 사시도이다. 이 실시예에 있어서, 기계적으로 터치패드에 연결된 높은 주파수의 기계적 오실레이터가 조절된다. 그러한 구현의 일 예는 큰 직경의 상업적으로 사용 가능한 예컨대, 주변에서 지원될 때 직경 60㎜, 자연 주파수 300에서 400㎐인 얇은 압전형 변환기(piezoelectric transducer)(230)이다. 압전형 변환기는 바람직하게는 금속의 얇은 격막(diaphragm)(시트)(231)을 포함한다. 일 실시예는 진동 매스로부터 더 강한 관성 촉감을 얻도록 관성 질량을 추가하고 자연 주파수를 낮추기 위하여 압전형 격막의 세라믹 중앙에 추가 질량(232)을 포함할 수 있다. 변환기(230)의 바깥 둘레는 접지될 수 있고, 질량(232)은 변환기가 부속된 하우징으로 관성 햅틱 감각을 생성하기 위하여 디스크 표면에 수직하게 진동할 수 있다. 8A is a perspective view of an actuator that can be used in another embodiment of an inertial haptic feedback device according to the present invention. In this embodiment, a high frequency mechanical oscillator, which is mechanically connected to the touch pad, is adjusted. One example of such an implementation is a thin diameter piezoelectric transducer 230 with a diameter of 60 mm and a natural frequency of 300 to 400 Hz, when supported on a large diameter, for example, commercially available. The piezoelectric transducer preferably comprises a thin diaphragm (sheet) 231 of metal. One embodiment may include an additional mass 232 in the ceramic center of the piezoelectric diaphragm to add an inertial mass to obtain a stronger inertial feel from the vibrational mass and to lower the natural frequency. The outer periphery of the transducer 230 may be grounded and the mass 232 may vibrate perpendicularly to the disk surface to create an inertial haptic sensation into the housing to which the transducer is attached.

액추에이터(230)는 이것이 부속된 랩톱의 부품 또는 손으로 감각을 전송하는, 비교적 높은 주파수에서 동작하는 하모닉 오셀레이터로서 기능할 수 있다. 진폭 변조(포락선 컨트롤(envelope control))가 단일 기초 드럼 모드(single fundamental drum mode)보다 넓은 햅틱 스펙트럼을 생성하는데 사용될 수 있다. 큰 직경의 압전형 드라이버가 사용 가능하며, 예컨대 대만의 Kingstate의 것이 있다. 다른 크기의 디스크가 사용될 수도 있다. Actuator 230 may function as a harmonic oscillator operating at a relatively high frequency, which transmits sensations to the parts or hands of the laptop to which it is attached. Amplitude modulation (envelope control) can be used to generate a wider haptic spectrum than a single fundamental drum mode. A large diameter piezoelectric driver can be used, for example, Kingstate of Taiwan. Discs of different sizes may be used.

원하는 햅틱 감각을 제공하기 위하여, 큰 압전형 변환기 또는 "부저(buzzer)"는 질량의 큰 지지 가능한 이동(가속)을 제공하여야 하고, 캐리어 주파수(진동하는 주파수)는 햅틱 신호로 변조되어야 한다. 이 유형의 액추에이터를 동작시키기 위하여 몇몇 전자부품이 필요할 수 있다. 높은 전압 공급은 5볼트로부터 생성될 수 있다. 예컨대 자기 여기(self exciting)와 같은 진동 회로가 이 소자를 구동할 수 있다. 출력의 진폭의 변조를 가능하게 하기 위하여 균형 잡힌 컨트롤(proportional control)뿐만 아니라 진동을 개시하거나 진동하는 게이팅 특성이 있을 수 있다. 올 디지털 구현은 오실레이터를 온, 오프 시킴으로써 제공될 수 있다. To provide the desired haptic sensation, a large piezoelectric transducer or "buzzer" must provide a large supportable acceleration of mass, and the carrier frequency (oscillating frequency) must be modulated with a haptic signal. Several electronic components may be required to operate this type of actuator. A high voltage supply can be generated from 5 volts. An oscillating circuit such as self exciting can drive the device. In order to enable modulation of the amplitude of the output, there may be a gating characteristic that initiates or vibrates, as well as a proportional control. All digital implementations can be provided by turning the oscillator on and off.

도 8b는 햅틱 피드백을 제공하는 압전형 변환기의 또 다른 실시예(234)에 관한 측면도이다. 여기서 변환기는 (관성이 아닌) 진동을 직접 터치패드(또는 터치 스크린)로 z축을 따라서 가한다. 랩톱 또는 다른 장치의 하우징(236)은 터치패드 부재(238)를 덮는 베젤을 포함하는데, 사용자는 입력을 컴퓨터 또는 프로세서로 제공하기 위하여 물리적으로 이것에 접촉한다. 터치패드 부재(238)는 터치패드와 다른 전자 구성요소를 인터페이싱하기 위하여 요구되는 전자부품을 포함할 수 있다. 터치패드 부재(238)는 효율적인 햅틱 출력이 가능하도록 선택된 특정 질량을 갖는 간격판(240) 위에 놓일 수 있다. 간격판(240)은 압전형 변환기의 일부인 압전 금속 격막의 가장자리에서 있고, 여기서 전기 리드(241)가 격막(231)과 신호 소스(246) 사이에 연결될 수 있다. 또한 압전형 변환기의 일부인 압전 세라믹 소자(242)는 금속 격막(231)에 연결되고, 전기 리드(243)는 소자(242)와 신호 소스(246) 사이에 연결된다. 도전성 전극이 세라믹 소자(242)에 도금된다. 접촉 패드(248)는 소자(242)와 하부 하우징(250)의 사이에 위치하며, 여기서 접촉 패드는 세라믹 소자(242) 및 하우징(250) 양쪽으로 견고하게 연결된다. 접촉 패드(248)는 격막(231)의 굴곡이 증가하도록 작게 만들어지며, 그 결과 큰 가속과 강한 햅틱 효과를 가져올 수 있다. 하부 하우징(250)은 예컨대 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함할 수 있다. 예컨대, 판 스프링, 나선 스프링 등의 1 이상의 예압된(preloaded) 스프링 소자(252)는 터치패드 부재(238)를 하부 하우징(250)에 연결한다.8B is a side view of another embodiment 234 of a piezoelectric transducer that provides haptic feedback. Here, the transducer applies vibration (not inertia) directly to the touchpad (or touch screen) along the z-axis. The housing 236 of the laptop or other device includes a bezel that covers the touchpad member 238, which the user physically contacts to provide input to the computer or processor. The touchpad member 238 may include electronic components required to interface the touchpad with other electronic components. The touch pad member 238 may rest on the spacer plate 240 having a specific mass selected to enable efficient haptic output. The spacer plate 240 is at the edge of the piezoelectric metal diaphragm which is part of the piezoelectric transducer where the electrical leads 241 can be connected between the diaphragm 231 and the signal source 246. The piezoelectric ceramic element 242 which is also part of the piezoelectric transducer is connected to the metal diaphragm 231 and the electrical lead 243 is connected between the element 242 and the signal source 246. The conductive electrode is plated on the ceramic element 242. The contact pad 248 is located between the element 242 and the lower housing 250 where the contact pad is rigidly connected to both the ceramic element 242 and the housing 250. The contact pads 248 are made small in order to increase the bending of the diaphragm 231, resulting in a large acceleration and a strong haptic effect. The lower housing 250 may include, for example, a printed circuit board (PCB). For example, one or more preloaded spring elements 252, such as leaf springs, helical springs, etc., connect the touch pad member 238 to the lower housing 250.

동작에 있어서, 신호 소스(246)로부터의 전류가 격막(231) 및 세라믹 소자(242)를 통하여 흐를 때 압전형 변환기는 z축을 따라 움직인다. 따라서, 간격판(240)은 격막(231)의 가장자리에만 제공되어 격막의 안쪽 부분 및 세라믹 소자(242)가 움직이게 하고, 세라믹 소자는 하부 하우징(250)을 밀어서 격막(231)이 간격판(240)을 밀게 하고, 이는 반대로 터치패드 소자(238)를 민다. 이것은 터치패드 소자를 위로 밀고, 스프링 소자(252)는 터치패드에 스프링 복원력을 제공하여 중립 위치로 돌아간다. 압전형 변환기가 이와 유사하게 반대 방향으로 움직이는 경우, 진동 신호에 의하여 지시된 것과 같이 이는 터치패드 소자(238)를 하부 하우징(250) 방향으로 아래로 움직인다. 터치패드 소자는 따라서 z축을 따라 진동하고, 터치패드 소자를 접촉하는 사용자에게 햅틱 감각을 제공한다.In operation, when the current from the signal source 246 flows through the diaphragm 231 and the ceramic element 242, the piezoelectric transducer moves along the z-axis. Thus, the spacer plate 240 is provided only on the edge of the diaphragm 231 so that the inner portion of the diaphragm and the ceramic element 242 are moved, and the ceramic element pushes the lower housing 250 so that the diaphragm 231 contacts the spacer plate 240 , Which, conversely, pushes the touch pad element 238. This pushes the touch pad element up, and the spring element 252 provides spring restoring force to the touch pad and returns to the neutral position. When the piezoelectric transducer similarly moves in the opposite direction, it moves the touch pad element 238 downwardly toward the lower housing 250, as indicated by the vibration signal. The touch pad element thus oscillates along the z-axis and provides a haptic sensation to the user touching the touch pad element.

몇몇 실시예에 있어서, 터치패드 실시예(234)의 구성요소는 보다 효율적인 햅틱 감각을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 압전형 변환기가 기계 시스템(변환기 자체 포함)의 자연 주파수에 근접하여 진동하는 경우, 보다 강한 포스 및 효과적인 햅틱 감각이 출력될 수 있다. 이 이동 기계 시스템의 자연 주파수는 아래와 같이 대략 k1 더하기 k2를 m으로 나눈 값의 루트값으로 나타내어진다.In some embodiments, the components of the touchpad embodiment 234 are selected to provide a more efficient haptic sensation. For example, when the piezoelectric transducer vibrates close to the natural frequency of the mechanical system (including the transducer itself), a stronger force and an effective haptic sensation may be output. The natural frequency of this moving mechanical system is represented by the root value of approximately k1 plus k2 divided by m as follows:

fn ≒ √(k1+k2/m)fn? (k1 + k2 / m)

여기서 fn은 자연 주파수이고, k1은 압전형 변환기의 금속 격막(231)의 스프링 상수이고, k2는 스프링 소자(252)의 스프링 상수이며, m은 간격판(240), 터치패드(238), 터치패드에 부속된 서스펜션(버팀대) 부분의 총 질량이다. 스프링 상수뿐만 아니라 이 질랑은 효과적인 햅틱 감각을 야기하는 약 120㎐ 이하의 바람직한 낮은 자연 주파수를 제공하도록 선택된다. 간격판(240)은 예컨대 나란히 위치한 복수의 압전형 변환기가 하부 하우징(250)과 마주보도록 위치할 수 있게 하고, 따라서 터치패드 소자(238)의 특정 위치에 감각을 제공하기 위하여 복수의 변환기는 강한 햅틱 효과와 일치하여 또는 시간을 달리하여 구동될 수 있다. K1 is the spring constant of the metal diaphragm 231 of the piezoelectric transducer, k2 is the spring constant of the spring element 252, m is the distance between the spacer plate 240, the touch pad 238, The total mass of the part of the suspension attached to the pad. As well as the spring constant, this yam is selected to provide a desirable low natural frequency of about 120 Hz or less which results in an effective haptic sensation. The spacing plate 240 allows the plurality of piezoelectric transducers, for example located side by side, to be positioned to face the lower housing 250, so that the plurality of transducers are strong It can be driven in accordance with the haptic effect or at different times.

구동 신호를 제공하는 한가지 방법은 자연 주파수 fn이나 이와 가까운 주파수로 캐리어 신호를 초기 진동시키고, 적절하다면 캐리어 신호를 효과 인벨롭(effect envelope)으로 변조하고(예컨대 원하는 주파수 또는 효과를 제공하기 위하여 원하는 형태로 진폭을 변형함), 변조된 신호로 증폭기를 구동하고, 또한 반대로 압전형 변화기를 구동하는 것이다. 사각파 또는 다른 유형과 달리 이러한 실시예에서 사용되는 사인파 캐리어 신호는 도 8b에서 설명한 실시예에서 더 약한 햅틱 효과를 생성하는 경향이 있는데, 이것이 바람직한 경우가 종종 있다.One way to provide a drive signal is to initially oscillate the carrier signal at or near the natural frequency fn and modulate the carrier signal into an effect envelope if appropriate (e.g., to produce a desired frequency or effect, To drive the amplifier with the modulated signal and vice versa to drive the piezo-electric converter. Unlike square wave or other types, the sinusoidal carrier signal used in this embodiment tends to produce a weaker haptic effect in the embodiment described in FIG. 8B, which is often desirable.

다른 실시예에 있어서, 압전형 변환기 및 간격판은 간격판(240)이 하부 하우징(250)과 접촉하도록 오리엔테이션에 있어서 반대로 될 수 있으며, 격막(231)은 간격판(240) 위에 놓이고, 세라믹 소자(242)는 격막의 위에 위치하고, 세라믹 소자는 구동 신호에 의하여 진동될 때 터치패드 부재에 연결된 터치패드 소자(238) 또는 패드에 직접 충격을 줄 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 세라믹 소자는 터치패드 소자에 직접 연결될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에는 일반적으로 덜 강하고 효과적인 햅틱 효과를 가져온다. The piezoelectric transducer and spacer plate may be reversed in orientation so that the spacer plate 240 contacts the lower housing 250 and the diaphragm 231 rests on the spacer plate 240, The element 242 is located on top of the diaphragm and the ceramic element can directly impact the touch pad element 238 or pad connected to the touch pad element when vibrated by the drive signal. In yet another embodiment, the ceramic element can be directly connected to the touch pad element. However, this case generally results in a less robust and effective haptic effect.

표면 평행 이동 실시예Surface parallel migration Example

이러한 실시예는 사용자가 접촉하는 표면을 평행 이동시켜 사용자에게 햅틱 피드백을 제공한다. 사용자는 그 피부를 통해 평행 이동하는 표면을 느끼고, 즉각적인 감각을 만들어낸다. 이 유형의 햅틱 피드백은 고정된 표면과의 상호 작용 없이 면에서의(in-plane) 표면 움직임이나 사용자 손가락 또는 손이 접촉하는 인접 표면간의 관련 움직임에 기초한다. 터치패드 모듈 표면(도 9-12)에 접촉하거나 이에 인접한 표면의 평행 이동, 터치패드 표면 자체의 변위(도 13-14)도 후술할 실시예이며, 어느 어플리케이션에나 사용될 수 있는 액추에이터에 대해서도 설명한다. 미국 특허 제5,184,868호의 이동 표면 발명이 적용될 수도 있다.This embodiment provides haptic feedback to the user by translating the surface that the user touches. The user feels a parallel moving surface through the skin and creates an immediate sensation. This type of haptic feedback is based on in-plane surface movement without interaction with the fixed surface or relative movement between the adjacent surfaces of the user's fingers or hands. The parallel movement of the surface touching or adjacent to the touch pad module surface (Figs. 9-12) or the displacement of the touch pad surface itself (Figs. 13-14) will be described later, and an actuator that can be used in any application is also described . The moving surface invention of U.S. Patent No. 5,184,868 may also be applied.

인접 표면 사이의 작은(1㎜ 미만) 변위는 손가락 조직에 좋은 신호 전송을 제공한다. 강화된 표면(enhanced surface)은 물리적 표면 텍스츄어(범프, 거칠함 등)를 포함할 수 있으며, 임의의 위치 또는 오리엔테이션의 사용자를 끌기 위하여 변형될 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 작은 측방 평행 이동(.25㎜에서 0.5㎜ 사이의 손가락 끝 아래에서의 변위)은 터치패드 바로 아래에서의 면 밖에서의(out-of-plan)(z축) 진동 또는 원격 관성 진동보다 효과적일 수 있다. 예를 들어, 관성 연결은 몇몇 실시예에서 더 먼 느낌 및 절단된 느낌을 줄 수 있다.Small (less than 1 mm) displacement between adjacent surfaces provides good signal transmission to the finger tissue. An enhanced surface can include physical surface textures (bumps, roughness, etc.) and can be modified to attract users of any location or orientation. In some embodiments, a small lateral translation (displacement below the fingertip of between .25 mm and 0.5 mm) may result in an out-of-plane (z-axis) It may be more effective than inertial vibration. For example, an inertial connection may give a more distant feel and a cut feel in some embodiments.

분리 표면 평행 이동(Separated surface translation ( SeparateSeparate SurfaceSurface TranslationTranslation ))

터치패드 모듈의 꼭대기에 위치한 별도의 표면 부재를 변위시키는 것은 상관성이 높은 피드백을 제공함에 있어서 효과적이다. 그러한 피드백은 PDA 또는 터치 스크린에서와 같이 투명한 표면이 시각 디스플레이 위에서 평행 이동될 수 있도록 동기화 된 것을 충분히 느끼게 한다. 다른 실시예에서는 터치패드에 인접한 쪽 등으로의 다른 표면의 평행 이동도 수행될 수 있다. Displacement of the separate surface member located at the top of the touchpad module is effective in providing highly correlated feedback. Such feedback makes the transparent surface sufficiently visible, such as in a PDA or touchscreen, to be synchronized so that it can be translated over the visual display. In other embodiments, parallel movement of other surfaces to the side adjacent to the touch pad or the like may also be performed.

도 9는 제1 분리 표면 평행 이동 실시예(250)에 관한 사시도이며, 터치패드 모듈과 활주 가능하게 접촉하는 얇은 표면은 손가락 밑에서 측면으로 움직인다. 평행 이동 표면 부재("표면")(252)는 고정된 터치패드(254)의 꼭대기에 위치하여 이를 덮는다. 평행 이동 표면(252)에 연결된 확장 부재(256a 및 256b)는 터치패드(254)로부터 x 및 y 방향으로 거의 수직으로 확장될 수 있다. 액추에이터(258a, 258b)는 각각 관련 확장 부재(256a, 256b)에 연결될 수 있다. 설명한 실시예에 있어서, 액추에이터(258)는 관련 확장 부재(256)에 선형 포스를 출력하는 선형 액추에이터이며, 그럼으로써 평행 이동 표면을 출력 포스 방향으로 이동시킨다. 예를 들어, 액추에이터는 "E" 코어 액추에이터일 수 있다. 2개의 폴 자석(pole magnet)은 액추에이터(258b)에서는 강자성 조각(382) 아래에 코일(260)이 있어 보이지 않는다. 9 is a perspective view of a first separating surface parallel translation embodiment 250, wherein a thin surface in slidable contact with the touchpad module moves laterally under the fingers. A translating surface member ("surface") 252 is located on top of the fixed touch pad 254 and covers it. The extension members 256a and 256b connected to the translating surface 252 may extend substantially vertically in the x and y directions from the touchpad 254. [ The actuators 258a, 258b may be connected to the respective expansion members 256a, 256b, respectively. In the illustrated embodiment, the actuator 258 is a linear actuator that outputs a linear force to the associated expansion member 256, thereby moving the translating surface in the direction of the output force. For example, the actuator may be an "E" core actuator. The two pole magnets are invisible with the coil 260 under the ferromagnetic piece 382 in the actuator 258b.

활주 표면(252)은 견고한 또는 실질적으로 견고한 재료 중 어느 것이어도 된다; 예를 들어, 캡톤(Kapton)(폴리아미드) 유연성 인쇄 회로 기판 재료가 사용될 수 있다. 확장 부재(256)는 뒤틀림을 방지하기 위하여 보강재 섹션을 포함할 수 있다. 활주 표면(252)은 표면에 접촉하는 사용자의 피부 조직과 결합하는 마찰력을 제공하는 텍스츄어된 표면일 수 있다. 이동 표면(252)의 꼭대기 영역은 접촉하여 거칠다는 느낌 없이 피부에서 작용을 제공하기 위하여 충분히 표면이 거친 텍스츄어를 포함한다. 이동 표면의 아래쪽에서, 낮은 마찰 코팅이 표면(252)과 터치패드(254) 사이에서 활주하도록 포함될 수 있다. 이 아래 쪽 구성요소는 아주 얇으며, 예를 들어 그 두께는 0.010인치(0.25㎜) 미만이다.The sliding surface 252 may be either a rigid or substantially rigid material; For example, Kapton (polyamide) flexible printed circuit board material can be used. The expansion member 256 may include a stiffener section to prevent distortion. The sliding surface 252 may be a textured surface that provides a friction force to engage the skin tissue of the user contacting the surface. The top region of the moving surface 252 includes a textured surface that is sufficiently rough to provide action in the skin without touching and feeling rough. At the bottom of the moving surface, a low friction coating can be included to slide between the surface 252 and the touch pad 254. This lower component is very thin, for example its thickness is less than 0.010 inches (0.25 mm).

사용자는 터치패드(254)처럼 이동 표면(252)을 지시하고 접촉한다. 표면(252)은 충분히 얇게 만들어져 있으므로 사용자가 표면(252)에서 만지고 있는 위치의 바로 아래의 터치패드의 위치를 만지고 있는 것처럼 터치패드(254)는 사용자의 모든 표면(252) 접촉을 검출할 수 있다. The user points and touches the moving surface 252 like the touchpad 254. [ The surface 252 is made sufficiently thin so that the touchpad 254 can detect contact of all of the user's surfaces 252 as if the user is touching the location of the touchpad directly below the location that the user is touching on the surface 252 .

몇몇 실시예에서 액추에이터는 이동 표면으로부터 비교적 멀리(예컨대 >10㎝) 위치할 수 있으며, 이러한 경우에 더 견고한 확장 부재(256)가 가능한 한 작은 마찰 또는 면 밖으로의 움직임으로 장력(tension) 및 압력을 전송할 필요가 있을 수 있다. 예컨대, 유리 또는 탄소의 섬유 적층물이 이 기능을 수행할 수 있다. In some embodiments, the actuator may be located relatively far from the moving surface (e.g., > 10 cm), in which case the more rigid extension member 256 may move tension and pressure with as little friction or out- May need to be transmitted. For example, fiber laminates of glass or carbon can perform this function.

몇몇 이동 자석 액추에이터 실시예에 있어서, 얇은 희토류 자석 조각이 이동 자석으로서 작용하기 위하여 이동 표면(252)에 적층될 수 있다. 예컨대, 이동 자석 조각이 두께가 1㎜ 미만이며, "E" 코어 및 코일이 예컨대 터치패드 PCB 자체에 직접 장착된 것과 같이 확장(256)의 말단 세그먼트 아래에 위치한 경우, 높은 수준의 집적이 행해질 수 있다. 코일 와이어는 터치패드 PCB에 직접 납땜될 수 있다.In some moving magnet actuator embodiments, a thin piece of rare earth magnet can be laminated to the moving surface 252 to act as a moving magnet. For example, if the moving magnet piece is less than 1 mm thick and the "E" core and coil are positioned below the distal segment of the extension 256, such as directly mounted on the touchpad PCB itself, have. The coil wire can be soldered directly to the touchpad PCB.

도 10은 다른 평행 이동 표면 실시예에 관한 평면도이며, 분리된 이동 촉각 표면이 터치패드 위에 활주 가능하게 접촉되어 위치한다. 이 표면은 높은 충실도의 기계적 연동 장치를 통하여 고 이동 범위 액추에이터에 의해 터치패드에 대하여 평행 이동된다. FIG. 10 is a plan view of another parallel moving surface embodiment, with the separate moving tactile surface positioned in slidable contact over the touchpad. This surface is moved parallel to the touchpad by a high displacement actuator through a high fidelity mechanical interlock device.

이 실시예에 있어서, 평행 이동 표면(272)은 도 9의 실시예와 유사하게 터치패드(274) 위에 위치한다. 확장 부재(276)는 회전 액추에이터(278) 방향(여기서는 x 방향)으로 표출할 수 있으며, 이 예는 랩톱 하우징(280)에 접지되어 있다. 액추에이터(278)는 커플링 연계(284)에 연결되어 있고, 반대쪽은 확장 부재(276)에 연결된 회전 가능한 샤프트(282)를 구비한 직류 회전 모터일 수 있다. 예컨대, 상술한 액추에이터 어셈블리(150)로부터의 연계 부분이 사용될 수 있다. 액추에이터(278)가 어느 한 방향으로 샤프트(282)를 회전시키면, 연동 장치는 그 회전을 대응하는 방향(왼쪽 또는 오른쪽)으로의 표면(272) 이동으로 변환한다. 예를 들어, 약 ±1㎜의 변위가 달성될 수 있다. 사용자는 손가락을 표면(272)에서 움직일 때 표면 평행 이동을 감지한다. 모터 회전은 x축으로의 아주 깔끔하고 높은 충실도의 평행 이동을 가져올 수 있다. 직류 모터 설계는 랩톱에서 인클로저 또는 하우징의 앞쪽 위치 또는 옆의 빈 공간에서 동작할 수 있다. 유사한 확장, 연계 및 모터는 표면(272)을 y방향으로 이동시키기 위하여 y방향으로 제공될 수 있다. 사용자 입력은 이동 촉각 표면을 통하여 터치패드에서 검출된다. In this embodiment, the translation surface 272 is located on the touch pad 274, similar to the embodiment of FIG. The expansion member 276 can be exposed in the direction of the rotating actuator 278 (here, in the x direction), and this example is grounded to the laptop housing 280. The actuator 278 may be a DC rotary motor having a rotatable shaft 282 connected to the coupling link 284 and the opposite side to the expansion member 276. For example, a coupling portion from the actuator assembly 150 described above may be used. When the actuator 278 rotates the shaft 282 in either direction, the linkage translates the rotation into movement of the surface 272 in the corresponding direction (left or right). For example, a displacement of about +/- 1 mm can be achieved. The user senses surface translation when moving his or her finger at the surface 272. Motor rotation can result in a very clean, high fidelity parallel movement along the x-axis. The DC motor design can operate on the laptop in the front position of the enclosure or housing or in the empty space next to it. Similar extensions, linkages, and motors can be provided in the y direction to move the surface 272 in the y direction. The user input is detected on the touch pad through the haptic surface.

모든 둘레에서 작은 경계로 터치패드 영역 안쪽에 맞추기 위하여 얇은 표면이 트리밍될 수 있다. 액추에이터로 구동되는 상당히 견고한 스트립을 제공하기 위하여 더 큰 적층물 밖으로 사각형 확장이 잘릴 수 있다. 이 스트립은 액추에이터가 스트립 뒤틀림 없이 동작시 이를 누르도록 충분히 넓어야 한다.A thin surface can be trimmed to fit inside the touchpad area with a small perimeter perimeter. The square extensions may be cut out of the larger stack to provide a fairly rigid strip driven by the actuator. The strip should be wide enough to hold the actuator in operation without strip twist.

도 9의 실시예에서와 같이, 사용자의 손가락이 일반적으로 닿는 터치패드 플라스틱 커버링과 함께 매끈한 마찰이 적은 활주 인터페이스를 제공하기 위하여 터치패드에 접촉하는 표면(272) 아래에 매끈한 표면이 제공될 수 있다. 이동 표면(272)의 상부 측은 좋은 사용자 글립, 예컨대 정교한 사포와 같은 텍스츄어를 가능하게 하기 위하여 마찰이 있게 만들어진다. 이는 손가락 표면으로 기계적 본딩을 제공하기 때문에 훌륭한 접촉 표면을 제공할 수 있지만 만져서 거칠다고 느낄 정도로 거칠지는 않다. 다른 실시예는 다양한 유형의 마찰 표면을 사용할 수 있다. 다른 실시예는 또한 이동 자석 액추에이터 또는 음성 코일 액추에이터와 같은 평면인 액추에이터를 사용할 수도 있다.As in the embodiment of FIG. 9, a smooth surface may be provided beneath the surface 272 contacting the touchpad to provide a less friction-less sliding interface with the touchpad plastic covering the user's fingers generally touch . The upper side of the moving surface 272 is made frictional to enable good user glyphs, e.g., textures such as elaborate sandpaper. This provides mechanical bonding to the finger surface, which can provide a good contact surface, but is not so rough as to feel tough. Other embodiments may use various types of friction surfaces. Other embodiments may also use actuators that are planar, such as moving magnet actuators or voice coil actuators.

플라스틱 또는 다른 재료의 2개의 스트립(286)은 이동 표면(272)을 압박하고 이를 터치패드(274)에 평행하고 평면으로 유지하기 위하여 터치패드(즉, 터치패드의 하우징 오프닝의 테)를 둘러싸고, 표면(272)의 가장자리를 덮는 베젤에 부착될 수 있다. Two strips 286 of plastic or other material surround the touchpad (i.e., the opening of the housing opening of the touchpad) to compress the moving surface 272 and keep it parallel and planar to the touchpad 274, May be attached to the bezel covering the edge of the surface 272.

도 9 및 10의 실시예는 강제적인 햅틱 감각을 제공할 수 있다. 터치패드 위에 표면을 추가하는 것은 터치패드의 센서 동작을 실질적으로 방해하지 않는다. 사용자는 고정된 터치패드와 관련된 이 표면의 움직임을 통하여 동시에 지시하고 햅틱 피드백을 수신할 수 있다. 사용자가 터치패드 위의 해석 표면에 손가락을 데거나 움직일 때 랩톱 또는 전자 장치로 입력을 제공하는 것은 간단하다. 몇몇 실시예에 있어서, 이동 표면은 터치패드에 근접해서 접촉되지 않고 그 위에 유지 될 수 있으며, 따라서 자유로운 플레이를 받아들이고 센서 어레이에 근접하기 위해서 사용자에 의한 약간의 압박이 요구될 수 있다.The embodiment of Figures 9 and 10 can provide a compelling haptic sensation. Adding a surface over the touchpad does not substantially interfere with sensor operation of the touchpad. The user can simultaneously indicate through the movement of the surface associated with the fixed touchpad and receive the haptic feedback. It is simple to provide input to a laptop or electronic device as the user moves or moves a finger on the interpretation surface on the touchpad. In some embodiments, the moving surface may be held over and not in close proximity to the touch pad, so that some pressure by the user may be required to accept free play and approach the sensor array.

커서가 디스플레이된 스크롤 바 및 랩톱에 디스플레이된 데스크톱 GUI 주위에서 움직일 때, 사용자는 커서와 공간적으로 잘 상호 관련되었다는 뚜렷한 높은 충실도를 느낀다. 상호 관련 특성은 사용자가 손가락 또는 물체를 x 또는 y 축에서 움직이는지에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 커서를 아이콘 위, 아래로 움직일 때에, 사용자가 집중하지 않거나 표면(272)의 움직임이 커서 움직임에 수직임을 관찰하지 못한다면 사용자는 일 방향으로 튀거나(pop) 유사한 촉각 효과를 느낄 수 있다. When the cursor is moved around the displayed desktop scroll bar and the desktop GUI displayed on the laptop, the user feels a distinct high fidelity that is well correlated with the cursor spatially. The interrelation properties may vary depending on whether the user moves a finger or an object in the x or y axis. Thus, when the cursor is moved up and down the icon, the user can feel a similar tactile effect in one direction if the user does not concentrate or observe that the movement of the surface 272 is vertical to the movement.

평행 이동 방향 - 도 10의 예에서는 x축 방향 - 으로의 사용자 손가락의 움직임은 더 강제적인 경향이 있다. 예를 들어, 사용자가 손가락을 x방향으로 끌어서 커서를 하나의 디스플레이된 라디오 버튼에서 다음 것으로 움직일 때, 아주 작은 표면 움직임이 생성되더라도 표면(272)은 사용자를 다음 버튼으로 리드할 수 있고 정지구와 같이 느낄 수 있다. 움직임 반대 방향으로의 표면 평행 이동 포스는 효과적일 수 있다. 예를 들어 사용자가 아이콘에서 왼쪽으로 움직인다면 오른쪽 방향으로의 평행 이동 포스는 분명하고 자연스럽게 느껴진다. 햅틱 피드백이 단 한 축에서만 가능하다면, 몇몇 실시예에 있어서 y축이 더 좋은 선택일 수 있는데, 이는 GUI 데스크톱 및 어플리케이션에서 수직으로 맞추어진 컨텐츠가 더 많기 때문이다.Parallel movement direction - In the example of FIG. 10, the movement of the user's finger in the x-axis direction tends to be more forcible. For example, when a user drags the finger in the x direction to move the cursor from one displayed radio button to the next, even if a very small surface movement is created, the surface 272 can lead the user to the next button, I can feel it together. The surface translational force in the opposite direction of motion may be effective. For example, if the user moves left from the icon, the translation force to the right will be clear and natural. If haptic feedback is possible on only one axis, then in some embodiments the y-axis may be a better choice because there are more vertically aligned content in GUI desktops and applications.

짧고 뚜렷한 펄스는 커서를 그래픽 버튼 사이에서와 같이 한 객체에서 다른 것으로 움직일 때 훌륭한 변화(transition)를 제공할 수 있다. 진동은 표면을 구동하는 액추에이터를, 예컨대 사인 또는 다른 주기 파로 진동시킴으로써 표면 해석 실시예에서 사용자에게 전달될 수 있으며, 따라서 평행 이동 표면은 반대 방향으로 진동한다. Short, sharp pulses can provide excellent transitions when moving the cursor from one object to another, such as between graphical buttons. The vibration can be transmitted to the user in the surface analysis embodiment by vibrating the actuator driving the surface, e.g., by sine or other periodic waves, so that the translating surface vibrates in the opposite direction.

사용자는 근본적으로 커서를 컨트롤하는 움직임 사이에 그 손가락을 터치패드에서 떼고 있는 경향이 있고, 연동 장치 및 모터의 고유 스프링 센터링은 이동 표면(252 또는 272)을 중립(기준) 위치로 돌려서 다음 작용을 위해 대기할 수 있다. 컨트롤된 커서는 피드백 장치가 중립 기준 위치에 돌아갈 때까지 움직이지 않는데, 이는 터치패드 위의 표면만이 움직이고 사용자 손가락과 같이 터치패드를 통하여 컴퓨터로의 입력을 제공하지 않기 때문이다.The user tends to keep the finger off of the touchpad between movements that essentially control the cursor and the inherent spring centering of the linkage and the motor will move the move surface 252 or 272 to the neutral You can wait for. The controlled cursor does not move until the feedback device returns to the neutral reference position because only the surface on the touchpad moves and does not provide input to the computer through the touchpad, such as the user's finger.

특정 방향으로의 움직임은 표면 평행 이동 실시예가 몇몇 실시예에서 관련 지시 장치로서 로컬한 가짜 운동 감각 피드백(local pseudo-kinesthetic feedback)과 함께 동작하게 한다. 촉각 피드백은 아직도 이러한 실시예에서 제공되는 주요한 햅틱 피드백 유형이지만, 표면의 작은 이동은, 단지 팝(pop)이지만, 사용자 손가락을 한 방향으로 힘을 가하는 정지구 "슬로프"와 같이 느껴지는 그러한 방법으로 작용하는 스프링 포스로서 극적으로 인식될 수 있다. Movement in a particular direction causes the surface parallel translation embodiment to operate in conjunction with local local pseudo-kinesthetic feedback as an associated pointing device in some embodiments. Although tactile feedback is still a major type of haptic feedback provided in this embodiment, small movements of the surface are effected in such a way that it is just pop, but feels like a regular "slope" Can be dramatically recognized as a spring force.

액추에이터의 전체적인 단단함은 결과에 영향을 줄 수 있다. 사용자가 이동 표면을 지나치게 세게 누른다면, 손가락을 끌거나 지시하는 동안 사용자가 표면을 움직일 수 있고, 이는 액추에이터가 그 스프링 센터에서 벗어나도 동작시킬 수 있다. 바람직한 실시예는 강력하지만 단단한 액추에이터를 구비하고, 사용자가 세게 누름으로써 거의 백 드라이브 할 수 없다. The overall rigidity of the actuator can affect the result. If the user presses the moving surface too hard, the user can move the surface while dragging or pointing the finger, which can be actuated even if the actuator is off the spring center. The preferred embodiment has a robust yet rigid actuator and can hardly be backdriven by pressing hard on the user.

이동 표면에 특정 양의 트래블(travel) 또는 컴플리언스를, 예컨대 약 2㎜로 구비하는 것이 몇몇 실시예에 있어서 바람직하다. 모터 및 연동 장치로부터 강한 스프링 센터링이 있고, GUI에서의 버튼과 같은 2개의 객체 사이에서 커서를 움직이는 것은 매우 현실적일 수 있는데, 이는 손가락 압력이 감소될 때까지 사용자는 진짜 운동감각 포스 피드백을 받아들일 수 있고, 손가락이 관계 모드에서 스크린에서 빠르게 움직이기 때문이다. 출력되는 햅틱 효과는 단순한 촉각 팝이고, 실제 운동 감각 스프링은 x 또는 y 방향으로 포스를 제공하지 않는다. 그러나, 사용자는 그 손가락이 예컨대 다음 버튼 등의 인접 객체로 끌리는 것을 감지한다. It is desirable in some embodiments to have a certain amount of travel or compliance on the moving surface, e.g., about 2 mm. There is a strong spring centering from the motor and the interlocking device and moving the cursor between two objects such as buttons in the GUI can be very realistic because the user will not be able to accept real kinesthetic force feedback until finger pressure is reduced And the finger moves quickly in the screen in relationship mode. The output haptic effect is a simple tactile pop, and the actual motion sense spring does not provide force in the x or y direction. However, the user senses that the finger is dragged by a neighboring object, such as a next button, for example.

운동 감각 포스 피드백은 다른 실시예에서도 가능하다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 사용자가 그 손가락을 이동 표면에서 한 위치에 고정하고, 이동 표면이 충분히 큰 변위를 구비한다면, 포스는 이동 표면의 움직임의 자유도로 출력되어 운동 감각 포스 피드백을 제공할 수 있다. 터치패드의 센서는 스프링 기준으로부터 움직인 거리에 따른 크기를 갖는 스프링 포스와 같은 포스의 계산을 위하여 손가락/이동 표면의 위치를 지시하는 센서로서 사용될 수 있다. 따라서, 그러한 실시예는 듀얼 모드 햅틱 시스템이며, 촉각 및 운동 감각 모드 모두를 포함한다.It should be noted that kinesthetic force feedback is also possible in other embodiments. For example, if the user fixes the finger in one position on the moving surface and the moving surface has a sufficiently large displacement, the force can be output to the freedom of movement of the moving surface to provide kinesthetic force feedback. The sensor of the touchpad can be used as a sensor to indicate the position of the finger / moving surface for the calculation of a force such as a spring force having a magnitude in accordance with the moving distance from the spring reference. Thus, such an embodiment is a dual mode haptic system and includes both tactile and kinesthetic modes.

이동 표면에 관한 몇몇 실시예는 사용자에 의한 활주를 가능하게 할 수 있으며, 다른 실시예에서는 약간의 활주가 거의 안 되도록 매우 견고할 수 있다. 많은 실시예에 있어서, 표면의 최대 허용 이동범위가 충분하여 2개의 인접 그래픽 타깃 사이에서 순회(traversal)가 가능하다면, 운동 감각 모드는 효과적일 수 있고, 사용자는 자신이 표면을 움직이고 있다는 것을 알지 못할 것이다. 몇몇 실시예는 두개의 축(x 및 y)으로 평행 이동 및 포스를 제공할 수 있으며, 따라서 터치패드의 모든 방향으로 이 운동 감각 관련 피드백(실제 스프링)을 가능하게 한다. Some embodiments of the moving surface may enable sliding by the user, and in other embodiments may be very rigid such that little sliding occurs. In many embodiments, if the maximum permissible range of movement of the surface is sufficient and traversal between two adjacent graphical targets is possible, the kinesthetic mode may be effective and the user may be aware that he / will be. Some embodiments may provide parallel movement and force with two axes (x and y), thus enabling this kinesthetic sense feedback (true spring) in all directions of the touchpad.

사용자가 그 손가락 또는 물체를 터치패드에서 움직이지 않는다면 햅틱 효과가 동일하게 느껴지지 않을 수 있다. 조종 햅틱 효과(예컨대 멈춤쇠 팝 효과(detent pop effect))와 함께 터치패드 움직임에 대응한 컨텐츠 및 값이 있다. 예를 들어, 사용자가 손가락을 움직이고 팝 효과를 수신할 때 손가락이 아이콘 또는 버튼 사이의 변화 지점으로 이동 표면을 평행 이동할 때 효과적이다. If the user does not move the finger or object on the touchpad, the haptic effect may not feel the same. There is content and value corresponding to the touchpad movement with a steering haptic effect (e.g., a detent pop effect). For example, when a user moves a finger and receives a pop effect, it is effective when the finger moves parallel to the moving surface to the point of change between the icon or button.

분리 평행 이동 표면에 대한 상술한 많은 이점들은 후술하는 터치패드 표면 해석에도 적용될 수 있다.Many of the advantages described above with respect to the discrete translation surface can also be applied to the later described touchpad surface analysis.

도 11은 분리 평행 이동 표면 및 이동 코일 액추에이터에 관한 또 다른 실시예(290)에 관한 사시도이다. 이 실시예에서 프레임(292)은 장치의 터치패드(294) 위에 위치한다. 프레임(292)은 터치패드(294)의 바로 위에 위치하고, 충분히 얇아서 이 부분의 사용자의 접촉이 아래의 터치패드(294)에 의하여 검출될 수 있는 얇은 표면 부분(296)을 포함한다. 프레임(292)은 음성 코일 액추에이터(300)의 일부인 집적 음성 코일(298)을 포함한다. 코일(298)은 프레임(292)에 몰딩된 와이어 트레이스일 수 있고, 이는 PCB일 수 있다. 액추에이터(300)의 다른 부분은 코일(298) 위에 위치하고 랩톱 하우징에 접지되는 고정된 2개의 폴을 갖는 자석(302)과, 강철로 만들어져서 프레임(292)의 다른 측면에 위치하고 하우징에 접지되어 플럭스 반환 경로에 사용되는 이면 플레이트를 포함한다. 강철 서브 어셈블리는 예컨대 터치패드 PCB 자체에 부속될 수 있다.11 is a perspective view of yet another embodiment 290 of a separate translating surface and a moving coil actuator. In this embodiment, the frame 292 is located above the touchpad 294 of the device. The frame 292 is located directly above the touchpad 294 and includes a thin surface portion 296 that is sufficiently thin so that the user's contact of this portion can be detected by the touchpad 294 below. The frame 292 includes an integrated voice coil 298 that is part of the voice coil actuator 300. The coil 298 may be a wire trace molded to the frame 292, which may be a PCB. Another portion of the actuator 300 includes a magnet 302 having two fixed poles positioned over the coil 298 and grounded to the laptop housing and a magnet 292 made of steel and positioned on the other side of the frame 292 and grounded to the housing, And a back plate used for the return path. The steel subassembly may be attached to the touch pad PCB itself, for example.

따라서, 자석(302)의 자기장 및 코일(298)을 통해 흐르는 전류는 상호 작용하여 프레임(298)에 선형 포스를 야기하고, 이는 프레임 및 부분(296)이 화살표(306)로 도시한 바와 같이 움직이게 한다. 이는 상술한 분리된 평행 이동 표면 실시예와 유사하게 사용자에게 햅틱 감각을 제공한다. 하우징은 프레임(292)의 부분(296)을 둘러싸는 개구를 제외하고 전체 프레임을 둘러쌀 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 코일(298)로부터의 배선은, 이동 프레임(292)으로부터 갈라진 분리 굴곡 회로 핑거(separate flex circuit finger)를 사용하여 터치패드 PCB에 접속될 수 있다. The magnetic field of the magnet 302 and the current flowing through the coil 298 interact to cause a linear force on the frame 298 which causes the frame and portion 296 to move as shown by arrow 306 do. This provides a haptic sensation to the user similar to the discrete translated moving surface embodiment described above. The housing may surround the entire frame except for the opening that surrounds the portion 296 of the frame 292. In some embodiments, the wires from the coils 298 may be connected to the touchpad PCB using separate flex circuit fingers, which are separated from the moving frame 292.

도 12는 분리 평행 이동 표면의 또 다른 실시예(310)에 관한 사시도이다. 이 실시예에 있어서, 터치패드를 둘러싼 표면은 터치패드 표면에 대하여 x 및/또는 y 방향으로 평행 이동된다. 썸 표면(312)(thumb surface)이 터치패드의 아래쪽에 위치하고 있으며, 링크 부재(295)에 단단히 연결되어 있다. 링크 부재(316)는 유연한 링크(318)에 연결되며, 이는 랩톱 하우징에 접지된 액추에이터(320)의 회전 가능한 샤프트에 연결되어 있다. 액추에이터(320)가 샤프트를 회전시키면, 유연한 링크(318)는 화살표(322)로 도시한 것과 같이 선형적으로 링크 부재(316)를 움직이며, 이는 썸 표면(312)을 x축을 따라서 선형적으로 움직인다. 썸 표면(312)은 표면(312)의 바로 아래의 표준 버튼(도시하지 않음)과 활주 가능하게 접촉되는 것으로 도시하였다.12 is a perspective view of yet another embodiment 310 of a separate translating surface. In this embodiment, the surface surrounding the touchpad is translated in the x and / or y directions relative to the surface of the touchpad. A thumb surface 312 is located below the touch pad and is firmly connected to the link member 295. The link member 316 is connected to the flexible link 318, which is connected to the rotatable shaft of the actuator 320, which is grounded to the laptop housing. When the actuator 320 rotates the shaft, the flexible link 318 moves the link member 316 linearly as shown by the arrow 322, which causes the thumb surface 312 to move linearly along the x- It moves. The thumb surface 312 is shown slidably in contact with a standard button (not shown) just below the surface 312.

사용자는 햅틱 감각을 느끼기 위하여 터치패드를 동작하는 동안 그 엄지, 팜 또는 손가락을 썸 표면(312)에 올려놓을 수 있다. 썸 표면(312) 아래에 위치한 버튼을 누르기 위하여 사용자는 단순히 표면(312)을 아래로 누르면 된다. 전반적으로 감각은 상술한 다른 평행 이동 표면을 위한 감각과 유사한 경향이 있다. 다른 실시예에서, 링크 부재(316)는 랩톱 또는 다른 장치의 하우징의 액추에이터(320)의 위치를 원하는 대로 하기 위하여 더 길 수 있다.The user may place the thumb, palm, or finger on the thumb surface 312 during operation of the touchpad to experience a haptic sensation. The user simply presses the surface 312 down to press the button located below the thumb surface 312. [ Overall, the senses tend to be similar to the sensations for the other translation surfaces described above. In other embodiments, the link member 316 may be longer to position the actuator 320 of the housing of the laptop or other device as desired.

사용자의 엄지, 손가락 또는 팜이 썸 표면 영역에 있지 않다면 사용자에게 피드백이 가해지지 않는다는 것이 한가지 단점이다. 사용자는 타이핑하기 위하여 다른 버튼에 닿아야 하므로, 이때 햅틱 경험을 놓칠 수 있다. 터치패드로 지시하기 위하여 한쪽의 손을 사용하는 동안 사용자의 같은 손의 엄지를 표면(312)에 유지하기 어려운 실시예에 있어서는 더 큰 표면(312) 또는 팜 패드 확장이 사용될 수 있다.One drawback is that no feedback is given to the user unless the user's thumb, finger, or palm is in the thumb surface area. The user has to touch another button to type, so you may miss the haptic experience at this time. A larger surface 312 or palm pad extension may be used in embodiments where it is difficult to keep the thumb of the user's same hand on the surface 312 while using one hand to direct the touchpad.

터치 장치 평행 이동Touch device translation

이러한 실시예는 분리된 표면을 움직이기보다는 터치패드(또는 터치 스크린) 표면 자체를 평행 이동시킨다. 사용자는 평행 이동하는 터치패드가 옆으로 이동하는 것을 피부에서 느끼며, 즉각적인 감각을 만든다. 터치패드는 랩톱 하우징과 같이 고정된 주위와 관련하여 움직여질 수 있다. This embodiment translates the touchpad (or touch screen) surface itself rather than moving the discrete surface. The user feels that the parallel moving touchpad is moving sideways and creates an immediate sense of touch. The touchpad can be moved relative to the fixed periphery, such as the laptop housing.

도 13은 평행 이동하는 터치패드 표면을 제공하는 일 실시예(330)에 관한 사시도이다. 터치패드(332)는 액추에이터(336)에 의하여 랩톱 또는 PDA 하우징과 같은 하우징(334)과 관련하여 움직인다. 설명한 실시예에 있어서, 액추에이터(336)는 직류 모터와 같이 연동 장치(340)에 연결된 회전 샤프트(338)를 구비한 회전 액추에이터가다. 연동 장치(340)는 반대쪽 말단에서 브래킷(bracket)(342)에 연결되어 있으며, 브래킷(342)은 터치패드(332) 모듈의 아래쪽에 연결되어 있다. 연동 장치는, 샤프트(338)의 회전 움직임이 브래킷(342)에서 선형 포스로 변환되도록 접합 및/또는 유연성/컴플리언스를 포함하며, 그로써 터치패드(332)가 화살표(344)로 도시한 것과 같이 옆으로 움직이게 된다. 예를 들어, 연동 장치는 도 5의 액추에이터 어셈블리의 연동 장치와 유사하게 폴리프로필렌으로 만들어질 수 있다. 랩톱 하우징은 이동이한 터치패드 모듈의 억제 구조로서 작용할 수 있다. 13 is a perspective view of an embodiment 330 that provides a translating touch pad surface. The touchpad 332 is moved by an actuator 336 relative to a housing 334, such as a laptop or PDA housing. In the illustrated embodiment, the actuator 336 is a rotating actuator with a rotating shaft 338 coupled to the interlock device 340, such as a DC motor. The interlock device 340 is connected to a bracket 342 at the opposite end and the bracket 342 is connected to the underside of the touch pad 332 module. The interlocking device includes bonding and / or flexibility / compliances so that the rotational movement of the shaft 338 is converted to a linear force at the bracket 342 such that the touch pad 332 is shown in the direction of arrow 344 I will move sideways together. For example, the interlocking device may be made of polypropylene similar to the interlocking device of the actuator assembly of FIG. The laptop housing can act as a restraining structure for one touchpad module to move.

예를 들어, 표준 직류 모터가 액추에이터(336) 및 연동 장치(340)를 위한 폴리프로필렌 연계 어셈블리로 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 햅틱 피드백 구성요소는 광 디스크 드라이브와 같은 랩톱의 선택 구성요소가 일반적으로 배치되는 곳에 존재할 수 있다.For example, a standard DC motor may be used as the polypropylene interconnect assembly for the actuator 336 and the interlock device 340. In one embodiment, the haptic feedback component may be located where the optional components of the laptop, such as an optical disk drive, are typically located.

다른 실시예에 있어서, 액추에이터(338)는 터치패드(332)로부터 떨어져서 위치할 수 있다. 예컨대, 도 13에 도시한 것처럼 터치패드 바로 아래에 위치하지 않고 하우징에서 사용 가능한 어느 공간에나 위치할 수 있다. 연동 장치는 도 14의 아래에 도시한 바와 같이 터치패드로부터 떨어져서 액추에이터를 위치시키는데 사용될 수 있다.In another embodiment, the actuator 338 may be located away from the touch pad 332. For example, as shown in FIG. 13, it may be located in any space available in the housing rather than just below the touchpad. The interlock device can be used to position the actuator away from the touchpad as shown below in Fig.

한개 또는 두개의 축 방향으로 전체 터치패드를 평행 이동하는 것은 좋은 전반적인 햅틱 접근방법일 수 있다. 유용한 햅틱을 제공하기 위해서는 터치패드의 아주 작은 변위(0.2㎜<x<0.5㎜)가 소망된다. 실체 크기 범위 내에서 계산할 때 이 실시예의 전력 소비는 현재 사용 가능한 관성 마우스 인터페이스 장치의 소비 전력보다 작을 수 있고, 이는 모든 필요한 전력을 호스트 컴퓨터로의 인터페이스, 예컨대 USB를 통해 수신할 수 있다. Translating the entire touchpad in one or two axial directions may be a good overall haptic approach. In order to provide a useful haptic, a very small displacement of the touch pad (0.2 mm <x <0.5 mm) is desired. The power consumption of this embodiment, as calculated within the entity size range, may be less than the power consumption of currently available inertial mouse interface devices, which may receive all the necessary power through an interface to the host computer, e.g., USB.

이 유형의 실시예는 몇 가지 뚜렷한 장점이 있다. 피드백 경험이 직접적이고, 지시와 잘 부합되며, 정교하다. 유연성 및 조심성이 있게 구현할 수 있으며, 햅틱 구성요소의 추가는 터치패드가 사용되는 방법을 변경하지 않는다. 평행 이동 표면은 관성 접근방법에 비하여 작은 변위가 요구된다 - 이는 전력 소비 감소 및 제작 이익을 가져올 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 터치패드의 움직임은 x-y 평면에서 각으로 정렬(오리엔테이션)될 수 있다. 비교적 큰 직류 모터를 사용함으로써 몇 가지 단점이 포함될 수 있는데, 이는 탄력적인 연동 장치는 많은 정리를 요하고 마찰을 야기할 수 있으며, 전력 소비가 비교적 높다는 점이다. This type of embodiment has several distinct advantages. The feedback experience is direct, well-aligned, and sophisticated. Flexibility and caution, and the addition of a haptic component does not change the way the touchpad is used. The translational surface requires a smaller displacement than the inertial approach - this can lead to reduced power consumption and fabrication benefits. In some embodiments, the movement of the touchpad may be aligned (angled) at an angle in the x-y plane. The use of relatively large DC motors may involve some disadvantages, such as flexible interlocks, which require a lot of theorem, can cause friction, and have a relatively high power consumption.

도 14는 이동 터치패드의 또 다른 실시예(350)에 관한 사시도로서, 여기서 터치패드는 X 및 Y 방향으로 움직일 수 있다. 터치패드(351)는 직접 제1 연계 부재(351)에 연결되며, 이는 폴리프로필렌과 같은 유연한 부재(354)에 의하여 액추에이터(353)의 회전 샤프트로 연결된다. 액추에이터(353)는 랩톱 하우징에 접지된다. 액추에이터(353)가 그 샤프트를 회전시킬 때, 유연한 부재(354)는 회전 움직임을 선형 움직임으로 변환하고 연계 부재(352)를 x방향으로 평행 이동하며, 반대로 화살표(355)로 도시한 것과 같이 터치패드를 평행 이동시킨다. 제1 연계 부재(354)의 말단에서, 예컨대 유연한 커플링에 의하여 제2 연계 부재(356)로 연결된다. 14 is a perspective view of yet another embodiment 350 of the moving touchpad, wherein the touchpad is movable in the X and Y directions. The touch pad 351 is directly connected to the first coupling member 351 and is connected to the rotating shaft of the actuator 353 by a flexible member 354 such as polypropylene. The actuator 353 is grounded to the laptop housing. When the actuator 353 rotates its shaft, the flexible member 354 converts the rotational motion to linear motion and translates the coupling member 352 in the x direction, and conversely, as shown by the arrow 355, The pad is moved in parallel. And is connected to the second coupling member 356 at the end of the first coupling member 354, for example, by a flexible coupling.

랩톱 하우징에 접지된 제2 액추에이터(358)는 유연한 부재(357)에 의하여 제2 연계 부재(356)의 다른 쪽 말단에 연결되며, 여기서 액추에이터(358)의 회전 샤프트의 회전축은 실질적으로 액추에이터(353)의 회전축과 동일하다. 액추에이터(358)의 회전 샤프트에 의해 출력되는 회전 포스는 유연한 부재(357)에 의하여 선형 포스로 변환된다. 이 선형 포스는 제2 연계 부재(356)가 그 길이 방향에 따라 선형적으로 움직이게 하고, 반대로는 제1 연계 부재(352)가 y축을 따라 액추에이터(353)의 거의 말단 근처를 선회하게 하고, 터치패드(351)가 대략 y축을 따라 움직이게 한다. 액추에이터(353 및 358)는 다른 유형의 액추에이터 또는 직류 모터일 수 있으며, 예컨대 도 15-17에 도시한 것과 같은 선형 액추에이터가 사용될 수 있다. 연계 부재는 임의의 적당한 재료, 예컨대 탄소 섬유로 만들어질 수 있다. 바람직하게는 아주 작은 에너지가 접지된 구조물 또는 연계 어셈블리의 원치 않는 변형에 의하여 흡수되지 않는 것이 좋다. The second actuator 358 grounded to the laptop housing is connected to the other end of the second coupling member 356 by a flexible member 357 wherein the axis of rotation of the rotating shaft of the actuator 358 is substantially parallel to the axis of the actuator 353 ). The rotary force output by the rotary shaft of the actuator 358 is converted into a linear force by the flexible member 357. [ This linear force causes the second coupling member 356 to linearly move along its longitudinal direction and vice versa, causing the first coupling member 352 to rotate near the end of the actuator 353 along the y axis, Causing the pad 351 to move about the y axis. Actuators 353 and 358 may be other types of actuators or DC motors, for example, linear actuators such as those shown in Figures 15-17 may be used. The coupling member may be made of any suitable material, such as carbon fiber. Preferably, very little energy is absorbed by undesirable deformation of the grounded structure or the interconnecting assembly.

따라서, 메커니즘은 x 및 y 움직임을 분리한다; 액추에이터(353)를 활성화시킴으로써 x축 움직임이 제공되고, 액추에이터(358)를 활성화시킴으로써 y축 움직임이 제공된다; 양쪽 모터를 모두 활성화시킴으로써 x 및 y축 움직임 모두가 제공될 수 있다. 연계 부분의 결합 없이 순수한 X 또는 Y 움직임을 얻기 위하여 양 액추에이터가 같이(공통 모드) 또는 달리(차동 모드) 조종될 수 있다. 또한, 구동 전류의 어떤 조합은 같은 충실도로 결합 없이 임의의 축에 따라 합력(resultant force)을 만들어 낸다. Thus, the mechanism separates the x and y motions; By activating the actuator 353, x-axis movement is provided, and y-axis movement is provided by activating the actuator 358; Both x and y axis motions can be provided by activating both motors. Both actuators can be steered in the same (common mode) or otherwise (differential mode) to obtain pure X or Y motion without the coupling of the coupling parts. Also, any combination of drive currents produces a resultant force along any axis without coupling to the same fidelity.

일 실시예는 신속한 계산과 X 및 Y 포스의 출력을 위하여 펌웨어를 사용할 수 있으며, 예컨대 마이크로프로세서와 같은 로컬 컨트롤러에서 실행하는 소프트웨어 또는 호스트 CPU 밖에서 실행하는 소프트웨어가 있다. 몇몇 실시예에서 이러한 펌웨어는 너무 복잡할 수 있으며, 따라서 대신에 2개의 기본적인 피드백 축간을 스위칭하는 전자적 방법에 대한 메커니즘이 사용된다. 일 실시예에 있어서, 2개의 직류 모터는 2개의 모터 중 하나를 통하여 전류를 돌려주는 스위치를 구비한 직렬 회로로 연결될 수 있다. One embodiment may use firmware for rapid computation and output of the X and Y forces, for example software running on a local controller such as a microprocessor or software running outside the host CPU. In some embodiments, such firmware can be too complex and therefore a mechanism for an electronic method of switching between two basic feedback axes is used instead. In one embodiment, the two DC motors may be connected to a series circuit with a switch that turns current through one of the two motors.

도 14의 실시예에 있어서, 사용자는 손가락 또는 물체를 터치패드에서 x방향으로 움직일 때 x 및 y 방향 포스 사이의 차이를 느낄 수 있다. 손가락/커서 움직임과 촉각 피드백의 정렬 또는 상호 연관을 갖는 햅틱 값이 있다; 어떤 경우에는 정렬에 의하여 햅틱 신호대 잡음비를 키울 수 있다. 예를 들어, 피드백이 x축을 따라서 수직으로 주어진 때에, 커서를 아이콘 또는 버튼 위에서 오른쪽에서 왼쪽으로 움직이는 것은 사용자에게 더 좋고 더 실제 버튼과 같은 느낌을 줄 수 있다. 피드백이 전방향 또는 잘못된 방향 대신에 커서 방향으로 정렬된 경우 더 적은 전력이 요구된다. 일부의 경우에 있어서, 더 약하게 정렬된 햅틱 효과가 더 강하게 잘못 정렬된 효과보다 의미 있을 수 있다. In the embodiment of Fig. 14, the user can feel the difference between the x and y direction forces when moving a finger or an object in the x direction on the touch pad. There is a haptic value with alignment or correlation of finger / cursor movements and tactile feedback; In some cases, the haptic signal-to-noise ratio can be increased by alignment. For example, when feedback is given vertically along the x-axis, moving the cursor from right to left on the icon or button can be a better and more realistic button feel to the user. Less power is required if the feedback is aligned in the cursor direction instead of the forward or wrong direction. In some cases, a weakly aligned haptic effect may be more significant than a more strongly misaligned effect.

강화된 텍스츄어를 구비한 터치패드 표면은 강화된 텍스츄어를 구비한 고정된 주변 표면과 관련하여 움직인다. 강화된 텍스츄어는 더 거칠고, 주름 잡히거나 다르게 텍스츄어링 되어 더 강한 사용자의 접촉을 가능하게 한다. A touchpad surface with an enhanced texture moves in relation to a fixed peripheral surface with an enhanced texture. Enhanced textures are tougher, wrinkled, or otherwise textured to enable a stronger user's touch.

몇몇 다른 실시예에 있어서, 터치패드 표면은 x 및/또는 y방향으로 서로 관련하여 움직이는 서로 맞물린 표면 특성으로 이루어져 있다. 예를 들어, 터치패드 반쪽 2개가 서로 관련하여 움직이도록 액추에이터에 의하여 조종될 수 있다. In some other embodiments, the touch pad surface consists of interdigitated surface features moving relative to one another in the x and / or y directions. For example, two of the touchpad halves can be steered by the actuator to move relative to each other.

다른 실시예에 있어서, 다른 액추에이터가 터치패드, 터치 스크린 또는 다른 터치 장치를 z방향으로 움직이기 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 압전형 액추에이터, 음성 코일 액추에이터 또는 이동 자석 액추에이터가 터치 표면의 직접 움직임을 제공하기 위하여 터치패드 또는 터치 스크린으로 직접 연결될 수 있다. 또한, 터치패드 표면은 고정된 촉각 표면 및 기준 표면으로 구성될 수 있으며, 여기서 기준 표면은 고정된 촉각 표면에 대하여 z축을 따라 옮겨질 수 있다. In other embodiments, other actuators may be used to move the touchpad, touch screen or other touch device in the z direction. For example, a piezoelectric actuators, voice coil actuators, or moving magnet actuators may be directly connected to the touchpad or touch screen to provide direct movement of the touch surface. In addition, the touchpad surface can be composed of a fixed tactile surface and a reference surface, wherein the reference surface can be shifted along the z axis with respect to the fixed tactile surface.

도 15a 및 15b는 각각 터치패드를 평행 이동시키는데 사용되는 새로운 "플랫-E" 액추에이터의 다른 실시예에 관한 상면 및 하면 사시도이다. 도 15c는 액추에이터(360)의 측면도이다. 액추에이터(360)는 아주 편평하게 설계되며, 따라서 본래부터 터치패드, 터치 스크린 또는 다른 유사 입력 장치의 일부일 수 있는 플랫 어셈블리 내에서 기능하기에 더욱 적절할 수 있다. E-코어 액추에이터 토폴로지는 최소한의 자석 물질을 사용하여 훌륭한 액추에이터를 제공하고 좋은 포스와 이동 범위를 제공한다. 이동 자석 액추에이터의 한가지 단점은 두꺼울 것이 요구된다는 점이다("E"-코어 강자성 조각 폭은 높이와 어느 정도 절충될 수 있으며, 아마도 액추에이터의 전체 두께는 감소할 것이다).15A and 15B are top and bottom perspective views, respectively, of another embodiment of a new "Flat-E" actuator used to translate a touch pad. 15C is a side view of the actuator 360. Fig. Actuator 360 is designed to be very flat and may therefore be more suitable for functioning within a flat assembly that may in essence be part of a touchpad, touch screen or other like input device. The E-core actuator topology uses a minimal amount of magnet material to provide good actuators and provides good force and range of motion. One disadvantage of moving magnet actuators is that they are required to be thick (the "E" -core ferromagnetic piece width can be compromised to some extent and possibly the overall thickness of the actuator will decrease).

액추에이터(360)는 터치패드를 평행 이동시키는데(또는 도 9-14의 실시예에서와 같이 분리 표면을 평행 이동시키는데) 사용될 수 있는 E-코어의 독창적인 실시예를 제시한다. 도 15a-15b에 도시한 포개진, 플랫 3-D 실시예는 더 많은 연동 장치를 포함하고, 폴에서 균일하지 않은 플럭스를 가지며 실질적으로 2-D의 경우와 같이 움직인다. The actuator 360 presents an inventive embodiment of an E-core that can be used to translate the touchpad (or to translate the separation surface as in the embodiment of Figures 9-14). The collapsed, flat 3-D embodiment shown in FIGS. 15A-15B includes more interlocking devices and has non-uniform flux in the pawl and moves substantially as in the case of 2-D.

액추에이터(360)는 철 금속 또는 탄소강 플레이트와 같은 금속으로 만들어진 "E" 형태의 강자성 조각(362)을 포함하고 하나의 금속 조각이거나 적층물일 수 있다. 와이어의 코일(364)은 강자성 조각(362)의 "E"의 중앙 폴 주위에 감겨진다. 부유성 플라스틱 케이지(368)는 강자성 조각(362) 위에 위치할 수 있으며, 코일이 감겨진 코일(364)을 통과하는 축에 평행한 축에 대해 롤러를 굴리도록 배열되고, 케이지의 장치에 위치한 2 이상의 롤러(370)를 포함할 수 있다. 케이지는 플라스틱일 수 있고, 부유성이다. 즉, 롤러가 돌 수 있도록 다른 구성요소에 부착되지 않는다. 2개의 폴을 갖는 자석(366)은 케이지(368) 및 강자성 조각(362)의 폴 위에 위치하며, 따라서 자석과 강자성 조각 사이에는 공극(air gap)이 존재한다. 자석(366)은 롤러(370)에 접촉하고 그 꼭대기에 위치한 이면 강철 조각(372)의 아래쪽에(도면의 배열의 경우이며, 다른 배열도 가능함) 연결된다. 따라서 롤러는 자석과 강자성 조각(362) 사이에 아주 적은 자기 갭을 만든다. 이면 철강 조각(372)은 도 15d에 도시한 바와 같이 터치패드(373)에 단단히 연결되어 터치패드, 강철 조각(372) 및 자석(366)이 강자성 조각(362)과 관련하여 평행 이동될 수 있다. 예를 들어, 자석은 몇몇 실시예에서 2개의 폴을 갖는 본딩된 데오디뮴 웨이퍼(bonded neodymium wafer)일 수 있고, 강철 부분은 약 1㎜의 두께로 하나의 시트로부터 찍힐 수 있다. 추가 롤러 또는 폼은 강자성 조각의 끝을 자석(366)과 반대로 유지하기 위하여 사용될 수 있다. 자석, 케이지 이면 조각은 다른 E-코어 액추에이터에서와 같이 앞 가장자리에 배치하기보다는 "E" 폴의 측면에 배치된다; 이는 본 발명의 액추에이터가 랩톱 및 다른 휴대용 장치 어플리케이션용으로 아주 평평하게 만들어질 수 있게 한다. Actuator 360 includes a ferromagnetic piece 362 in the form of an "E" made of a metal such as a ferrous or carbon steel plate and may be a piece of metal or a laminate. The coil 364 of the wire is wound around the center pole of the "E" of the ferromagnetic piece 362. The floating plastic cage 368 can be positioned over the ferromagnetic piece 362 and is arranged to roll the roller about an axis parallel to the axis through which the coil passes through the coil 364, Or more rollers 370 as described above. The cage can be plastic and is floating. That is, it is not attached to other components so that the roller can be turned. A magnet 366 with two pawls is placed on top of the cage 368 and the pole of the ferromagnetic piece 362, so there is an air gap between the magnet and the ferromagnetic piece. The magnet 366 is connected to the roller 370 and below the backing steel piece 372 located on top of it (in the case of the arrangement of the figures and other arrangements possible). The roller thus creates a very small magnetic gap between the magnet and the ferromagnetic piece 362. The back side steel piece 372 is firmly connected to the touch pad 373 as shown in Figure 15D so that the touch pad, the steel piece 372 and the magnet 366 can be translated in relation to the ferromagnetic piece 362 . For example, the magnet may be a bonded neodymium wafer with two poles in some embodiments, and the steel portion may be taken from one sheet at a thickness of about 1 mm. Additional rollers or foams may be used to hold the end of the ferromagnetic piece opposite the magnet 366. Magnet, cage, the piece is placed on the side of the "E" pole rather than on the leading edge as on other E-core actuators; This allows the actuators of the present invention to be made very flat for laptops and other handheld device applications.

동작시에는, 전류가 코일(364)을 통하여 흐르고, 이는 자속이 강자성 조각을 통하여 화살표(374) 방향으로 흐르게 한다. 반응함에 있어서는, 강철 플레이트(372)는 화살표(376)로 도시한 축에 따른 방향(이 방향은 코일에서의 전류의 방향에 따라 다름)으로 움직인다. 롤러(370)가 회전하여 강철 플레이트(372) 및 자석(366)이 강자성 조각(362)과 관련하여 평행 이동할 수 있게 한다. 부유성 케이지(368)는 롤러가 회전할 때에 롤러가 원하지 않는 방향으로 움직이는 것을 방지한다. 또한, 강자성 조각(362)과 자석(366) 사이에 발생하는 자기 법선 인력(magnetic attractive normal force)이 롤러(370)에 작용한다. 다른 플랫-E 관련 실시예는 자기 법선력이 작용하는(이로부터 움직임이 가능하게 하는) 굴곡부 및 예리한 서시펜션을 포함할 수 있다.In operation, current flows through the coil 364, which causes magnetic flux to flow in the direction of the arrow 374 through the ferromagnetic piece. In response, the steel plate 372 moves in a direction along the axis shown by arrow 376, which direction depends on the direction of the current in the coil. The roller 370 rotates to allow the steel plate 372 and the magnet 366 to translate relative to the ferromagnetic piece 362. The floating cage 368 prevents the roller from moving in an undesired direction when the roller rotates. Further, a magnetic attractive normal force generated between the ferromagnetic piece 362 and the magnet 366 acts on the roller 370. [ Other flat-E related embodiments may include curved portions (which allow movement therefrom) to which magnetic normal forces act and sharpened suspension members.

여기서 설명하는 플랫 E 액추에이터 실시예는 터치패드(또는 터치 스크린) 또는 터치패드 위나 측면의 분리 표면 부재를 평행 이동시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 2개의 플랫 E 액추에이터가 도 9의 그것과 유사한 구성에서 터치패드 또는 표면 부재를 x 및 y, 2개 축에서 조종하기 위하여 사용될 수 있다. The flat E actuator embodiment described herein can be used to translate a touch pad (or touch screen) or a separate surface member on or on the touch pad. For example, two flat E actuators can be used to control the touch pad or surface member in x and y, two axes, in a configuration similar to that of FIG.

액추에이터(360)는 다른 액추에이터와 비교하여 아주 얇게 만들어질 수 있는데, 예컨대 어셈블리는 다른 E-코어 액추에이터의 두께의 절반 미만인 약 3 또는 4㎜로 만들어질 수 있다. 자기 설계는 최적 성능을 위하여 반복될 수 있다. 선형성 및 정지구 포스는 두께와 절충된다. Actuator 360 can be made very thin compared to other actuators, e.g., the assembly can be made to about 3 or 4 mm, less than half the thickness of other E-core actuators. The magnetic design can be repeated for optimal performance. Linearity and positive force are compromised with thickness.

랩톱, PDA 및 다른 휴대용 장치에 적합한 평면의 얇은 도형을 포함하는 것도 장점이다. 이동 자석 접근방법은 큰 공극을 요하지 않으므로 이는 랩톱 햅틱 피드백에 더 바람직할 수 있다. "E" 코어 견본은 10㎜ X 20㎜ X 8㎜이고, 같은 포스를 갖고 같은 전력을 소비하는 대부분의 직류 모터보다 작다. 또한, 이것은 직접 구동 구조(direct drive configuration)이므로, 액추에이터와 터치패드 사이에서 전송이 요구되지 않는다. 효율적이고 저비용의 제작 용이한 구성요소는 액추에이터가 저렴하게 만들어질 수 있도록 한다. 액추에이터가 현재의 터치패드 PCB에 모듈로 집적되는 것은 간단하다. 이 자기 법선 인력은 한가지 단점이 존재하는데, 이는 서스펜션이 필요하다는 것이다. 롤러 및/또는 굴곡과 예리한(knife edge) 서스펜션이 자기 법선력에 작용하기 위하여 사용될 수 있다. It is also advantageous to include flat, thin shapes suitable for laptops, PDAs and other portable devices. The moving magnet approach does not require large air gaps, which may be preferable to laptop haptic feedback. The "E" core specimen is 10 mm x 20 mm x 8 mm and is smaller than most DC motors with the same force and consuming the same power. Also, since this is a direct drive configuration, no transfer is required between the actuator and the touch pad. Efficient, low cost, and easy to build components make the actuator affordable. It is simple for the actuator to be integrated into the current touchpad PCB as a module. There is one disadvantage to this magnetic normal force, which is the need for suspension. Roller and / or curved and knife edge suspensions can be used to act on magnetic normal forces.

액추에이터(360)는 일반적으로 좋은 이동 범위를 제공한다. 더 큰(예컨대 >1㎜) 변위가 달성될 수 수 있다. 강자성 조각의 반대쪽 끝을 지지하기 위하여 폼을 사용하는 이러한 실시예는 쉐어 모드(shear mode)에서 동작하는 폼 서스펜션으로부터의 낮은 스프링 상수를 갖는 복구 스프링을 구비한다. 청취 가능한 잡음은 폼 및/또는 롤러를 사용함으로써 감소될 수 있다. 햅틱 성능이 좋은 한, 표면의 변위가 충분히 작아서 사용자가 데스크톱의 커서를 움직이기 위하여 터치패드에서 손가락을 움직이고 있을 때 표면의 변위는 커서 움직임에 크게 영향을 주지 않는다. Actuator 360 generally provides a good range of motion. A larger displacement (e.g. &gt; 1 mm) can be achieved. This embodiment, which uses a foam to support the opposite end of the ferromagnetic piece, has a recovery spring with a low spring constant from a foam suspension operating in shear mode. Audible noise can be reduced by using foam and / or rollers. As long as the haptic performance is good, the displacement of the surface does not significantly affect the cursor movement as the surface displacement is small enough that the user is moving the finger on the touchpad to move the cursor on the desktop.

도 16a 및 16b는 도 15a-15c의 "플랫 E" 액추에이터의 또 다른 실시예(380)에 관한 상면 및 하면에 관한 사시도이다. 강자성 조각(382)(또는 다른 실시예에서는 적층물)은 대략 "E" 구조를 포함하고 E의 중앙 폴(385)에 코일(384)이 감겨져 있다. 2 폴 자석(386)은 실시예(360)와 유사하게 강자성 조각(382)과 자석 사이에 갭이 제공되도록 E 중앙 폴(385)에 걸쳐 위치한다. 금속 플레이트(388)(예컨대, 강철)는 자석(386)에 연결되고 강자성 조각 및 자석에 평행하게 제공된다. 케이지(390)는 중간층으로서 제공될 수 있으며, 롤러(389)(점선으로 도시)는 케이지(390)의 구멍내에 위치할 수 있으며, 플레이트(388)가 강자성 조각 및 자석에 대하여 옆으로 활주되도록 할 수 있다. 터치패드 또는 터치 스크린(도시하지 않음)은 접지된 조각(382)으로서 플레이트(388) 위에 단단하게 연결될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 터치패드 또는 터치 스크린은 접지된 플레이트(388)로 조각(382)에 연결될 수 있다. 16A and 16B are perspective views of an upper and a lower surface of another embodiment 380 of the "flat E" actuator of Figs. 15A-15C. The ferromagnetic piece 382 (or stack in another embodiment) includes an approximately "E" structure and a coil 384 is wound around the central pole 385 of E. The two-pole magnet 386 is positioned over the E central pole 385 such that a gap is provided between the ferromagnetic piece 382 and the magnet, similar to embodiment 360. A metal plate 388 (e.g., steel) is connected to the magnet 386 and is provided parallel to the ferromagnetic piece and the magnet. The cage 390 may be provided as an intermediate layer and the roller 389 (shown in phantom) may be located in the hole of the cage 390 and allow the plate 388 to slide sideways relative to the ferromagnetic piece and magnet . The touchpad or touchscreen (not shown) may be rigidly connected to the plate 388 as a grounded piece 382. In another embodiment, the touchpad or touch screen may be connected to the piece 382 with a grounded plate 388. [

실시예(380)는 또한 유연한 서스펜션을 포함하는데, 이는 중간 층 플라스틱 케이지(390)에 연결될 수 있고 강철 플레이트(388)와 강자성 조각(382) 사이를 효과적으로 연결하는 2개의 연동 장치(392)를 포함한다. 연동 장치(392)는 말단(394)에서 강철 플레이트(388)와 접촉하고, 말단(396)에서 케이지 레이어(390)에 연결된다(또는 하나의 플라스틱 조각으로서 케이지 층에 몰딩된다). 각 연동 장치는 얇은 부분(395)과 두꺼운 부분(400)을 포함한다.The embodiment 380 also includes a flexible suspension which includes two interlocking devices 392 that can be connected to the middle layer plastic cage 390 and effectively connect between the steel plate 388 and the ferromagnetic piece 382 do. The linkage 392 contacts the steel plate 388 at the end 394 and is connected to the cage layer 390 at the end 396 (or is molded into the cage layer as a piece of plastic). Each interlock includes a thin portion 395 and a thick portion 400.

동작에 있어서는, 전류가 코일(384)을 통하여 흐르고, 전류 및 자석(386)에 의한 자기력은 플레이트(388)(및 터치패드)가 축(402)과 같이 움직이게 한다. 연동 장치(392)를 포함하는 서스펜션은 플레이트(388)가 자기 법선력 및 다른 포스 때문에 비뚤어지는 것을 방지한다. 각 연계(392)부는 플레이트(388)의 움직임을 수용하기 위하여 구부러지며, 이때 얇은 부재(398)가 우선 구부러지고, 부재(398)의 구부러짐의 한계에 다다르면 두꺼운 부재(400)가 구부러진다. 얇은 것-두꺼운 것으로 된 구조는 두꺼운(견고한) 빔이 연계될 때까지 스프링 센터링이 동작할 수 있게 하여, 움직임의 중지가 더 부드럽게 느껴진다. 움직임의 마지막 제한은 플레이트(388)의 안쪽 가장자리를 때리는 정지구에 의하여 야기된다. In operation, current flows through the coil 384 and the current and the magnetic force by the magnet 386 cause the plate 388 (and the touch pad) to move with the axis 402. The suspension including the linkage 392 prevents the plate 388 from being skewed due to magnetic normal force and other forces. Each cooperating portion 392 is bent to accommodate the movement of the plate 388 wherein the thin member 398 is first bent and the thick member 400 is bent as the member 398 reaches the limit of bending. Thin - thicker structures allow spring centering to work until a thick (rigid) beam is engaged, so movement stops more smoothly. The final limit of movement is caused by the stationary area striking the inner edge of the plate 388.

상술한 유연한 서스펜션은 플레이트 및 터치패드의 옆으로의 원하는 움직임을 가능하게 하지만, 다른 방향으로의 움직임은 방지한다. 이는 플레이트(388)의 움직임을 더욱 안정적이게 하고, 플레이트(388)가 시간에 따라 그 위치에서 흔들리지 않게 한다. 또한, 서스펜션은 플레이트(388) 및 터치패드에서의 바람직한 스프링 센터링 포스를 제공하여, 사용자가 터치패드를 만지거나 힘을 가하는 것을 중단할 때 터치패드가 그 움직임 범위의 중앙으로 움직이게 한다. The flexible suspension described above allows desired movement of the plate and the touch pad sideways, but prevents movement in the other direction. This makes the movement of the plate 388 more stable and prevents the plate 388 from swinging in position over time. The suspension also provides the desired spring centering force on the plate 388 and the touch pad, causing the touch pad to move to the center of its range of motion when the user stops touching or applying force to the touch pad.

도 17a-17g는 현재의 리드 플레임 및 오버 몰딩 제작 기술(over molding manufacturing technology)을 이용하는 제작된 표면 장착 장치를 제공하고 이 유형의 액추에이터를 소형화하는 또 다른 플랫-E 액추에이터 터치패드 실시예(420)를 도시한다. 이러한 작은 크기의 장치는 터치패드 모듈 상에 웨이브 땜납될 수 있고, 터치패드 평행 이동을 위하여(다른 실시예에서는 z축 포스를 위하여) 적절한 스트로크 및 포스를 제공하도록 평행으로 동작할 수 있다. 17A-17G illustrate another flat-E actuator touch pad embodiment 420 that provides a fabricated surface mount device utilizing current leadframe and overmolding manufacturing technology and miniaturizes this type of actuator, / RTI &gt; This small size device can be wave soldered on the touch pad module and can operate in parallel to provide appropriate stroke and force for touch pad translation (in other embodiments, for z-axis force).

도 17a-17c는 복수의 플랫-E 액추에이터(424)를 포함하는 PCB(422)의 상부 도면이다. 액추에이터(424)는 도시한 바와 같이 PCB(422)의 각 모서리에 위치할 수 있다. 다른 구성에 있어서는, 도시한 것보다 더 많거나 적은 액추에이터가 배치될 수 있다. 복수의 액추에이터(422)를 사용하면 큰 크기의 포스를 제공할 수 있고, 각 액추에이터(422)가 낮은 포스 출력 및 비용을 갖도록 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, PCB(422)는 랩톱의 하우징에 접지된 별도의 PCB이다. 터치패드(예컨대, PCB(422)와 다른 고유의 PCB를 포함함)는 액추에이터의 움직이는 부분, 예를 들어 도 17a에 도시한 패드(426)에 연결된다. 또 다른 실시예에서, PCB(422)는 터치패드이고, 액추에이터의 움직이는 부분은 하우징과 같이 랩톱의 접지된 표면에 연결된다. 그러한 실시예에서, 액추에이터(424)는 터치패드의 주변으로 뻗은 하우징의 가장자리에 의해 사용자에게는 보이지 않게 하고, PCB(422)의 중앙 영역은 사용자에게 노출될 수 있다. 17A-17C are top views of a PCB 422 that includes a plurality of flat-E actuators 424. Actuator 424 may be located at each corner of PCB 422 as shown. In other constructions, more or fewer actuators may be arranged than shown. Using a plurality of actuators 422 can provide a large size of force and allow each actuator 422 to have low force output and cost. In one embodiment, PCB 422 is a separate PCB grounded to the housing of the laptop. A touchpad (e.g., including a PCB 422 and another unique PCB) is connected to the moving part of the actuator, e.g., the pad 426 shown in Figure 17A. In another embodiment, the PCB 422 is a touch pad, and the moving portion of the actuator is connected to the grounded surface of the laptop, such as the housing. In such an embodiment, the actuator 424 may be invisible to the user by the edges of the housing extending to the periphery of the touchpad, and the central area of the PCB 422 may be exposed to the user.

도 17d는 플랫-E 액추에이터(424)를 포함하는, 터치패드로부터 분리된 PCB(422)의 한쪽 끝의 측면도이다. 터치패드/PCB 부재(428)는 액추에이터(424)의 움직이는 부분(430)에 연결된다.17D is a side view of one end of the PCB 422 separated from the touchpad, including a flat-E actuator 424. Fig. The touchpad / PCB member 428 is connected to the moving part 430 of the actuator 424.

도 17e는 도 17a에 도시한 PCB의 아래쪽에 관한 일 실시예를 도시하는 사시도이며, 여기서 플랫-E 액추에이터(424)는 PCB(422)의 아래쪽에 표면 장착되어 있다. 이는 "수작업으로 배치되는(hand-placed)" 구성요소로서 또는 바람직하게는 자동 표면 장착 기술 배치장비를 사용하여 이루어질 수 있다. "E" 강자성 조각(432)은 액추에이터의 자석 및 강철 이면 플레이트가 움직이도록 PCB(422)에 접지될 수 있다. 17E is a perspective view showing one embodiment of the bottom side of the PCB shown in Fig. 17A, where the flat-E actuator 424 is surface mounted on the underside of the PCB 422. Fig. This can be done as a "hand-placed" component or preferably using automatic surface mount technology placement equipment. The "E" ferromagnetic piece 432 may be grounded to the PCB 422 to move the magnet and steel backplate of the actuator.

도 17f 및 17g는 각각 3개의 폴을 구비하고 상술한 플랫-E 액추에이터와 유사하게 동작할 수 있는 플랫-E 액추에이터(424)의 상면 및 하면에 대한 사시도이다. 강자성 조각(432)은 "E"자와 같은 모양을 하고 있으며 중앙 폴 주위에 코일(434)이 감겨져 있다. 굴곡부(436)는 자석(438) 및 강철 이면 플레이트(440)가 강자성 조각(432) 및 코일(434)과 관련하여 움직이게 한다. 도 17a-17e의 실시예에서와 같이, 터치패드(도시하지 않음)는 강철 이면 조각(440)에 연결될 수 있고, E-적층물 조각(432)/코일(434)은 접지될 수 있다. 또한, 이면 조각(440) 및 자석(438)은 접지될 수 있고, 터치패드는 움직이는 강자성 조각(432)에 연결될 수 있다.17F and 17G are perspective views of the top and bottom surfaces of a flat-E actuator 424, each having three pawls and capable of operating similar to the above-described flat-E actuator. The ferromagnetic piece 432 is shaped like an "E" and a coil 434 is wrapped around the central pole. The bend 436 causes the magnet 438 and the steel backing plate 440 to move relative to the ferromagnetic piece 432 and the coil 434. As in the embodiment of Figures 17A-17E, the touchpad (not shown) can be connected to the piece 440 if steel, and the E-laminate piece 432 / coil 434 can be grounded. Further, the backing piece 440 and the magnet 438 can be grounded, and the touchpad can be connected to the moving ferromagnetic piece 432. [

상술한 플랫-E 액추에이터는 터치패드 모듈 또는 팜 표면을 직접 평행 이동시키는데 사용될 수 있다. 상술한 실시예에서, 플랫-E 액추에이터의 총 두께는 약 3㎜ 미만일 수 있다. 현재의 터치패드 제품 생산라인에서 집적될 수 있는 플랫-E 자기 어셈블리 크기, 제작 가능성 및 크기의 경제성 면에서 바람직한 실시예를 제시한다. The above-described flat-E actuator can be used to directly translate the touch pad module or the palm surface. In the above-described embodiment, the total thickness of the flat-E actuator may be less than about 3 mm. The present invention provides a preferred embodiment in terms of the economics of size, manufacturability, and size of a flat-E magnetic assembly that can be integrated in current touchpad product production lines.

다른 실시예에서, 미국 특허 제 6,166,723호 및 제 6,100,874호에서 설명된 것과 같은, 다른 이동 자석 액추에이터 설계 및 다른 음성 코일 액추에이터 설계가 사용될 수도 있다.In other embodiments, other moving magnet actuator designs and other voice coil actuator designs, such as those described in U.S. Patent Nos. 6,166,723 and 6,100,874, may be used.

다른 실시예에 있어서, 다른 유형의 입력 표면 또는 디스플레이 스크린이 여기서 설명한 여러 액추에이터를 사용하여 유사하게 평행 이동시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 피드백을 제공하기 위하여 개인 휴대 정보 단말기(PDA)의 디스플레이 스크린 또는 모니터나 CRT의 터치 스크린을 커버하는 입력 감지 장치와 같은 클리어 표면이 (스크린 표면에 평행한) X 및/또는 Y 방향으로 유사하게 평행 이동될 수 있다. 이러한 클리어 스크린 해석을 위한 어플리케이션에는 ATM 기계가 있는데, 이 경우 사용자는 전형적으로 터치 스크린으로 정보를 입력한다. 햅틱 피드백은 이러한 입력은 사람들이 평균 시력 이하에서 더 액세스 가능하고 용이하도록 해준다. 사용자 손가락이 그래픽으로 디스플레이된 버튼 위에 있을 때 햅틱 피드백은 특정한 디스플레이된 버튼을 다른 햅틱 감각과 함께 지시하고 식별할 수 있다. 많은 ATM 어플리케이션에서 유용한데, ATM에서는 움직이는 커서가 없기 때문이다; 따라서, 햅틱 피드백은 예컨대, 버튼이 활성화되었을 때 약간의 진동을 출력하여 버튼이 눌렸음을 사용자에게 알리는데 유용할 수 있다. 햅틱 피드백은 소리가 사용자에게 잘 들리지 않을 수 있는 잡음 섞인 환경, 예컨대 자동차의 교통량이 많은 지역 등에서 사용자를 보조할 수도 있다. In other embodiments, other types of input surfaces or display screens may be used to similarly translate using the various actuators described herein. For example, to provide haptic feedback, a clear surface such as a display screen of a personal digital assistant (PDA) or an input sensing device that covers a monitor or a touch screen of a CRT is positioned in the X and / or Y (parallel to the screen surface) Lt; RTI ID = 0.0 &gt; direction. &Lt; / RTI &gt; Applications for this clear-screen analysis include ATM machines, where the user typically enters information on the touch screen. Haptic feedback allows these inputs to be more accessible and easier for people under average visual acuity. When the user's finger is on a graphically displayed button, the haptic feedback can indicate and identify a particular displayed button with a different haptic sensation. It is useful in many ATM applications because there is no moving cursor in ATM; Thus, haptic feedback may be useful, for example, to output a small amount of vibration when the button is activated to alert the user that the button has been pressed. The haptic feedback may assist the user in a noisy environment where the sound may not be audible to the user, for example, in areas with heavy traffic.

여기에 설명한 실시예는 사용자가 스타일러스 또는 다른 물체를 터치패드, 터치 스크린, 또는 입력 영역에 데이터를 입력하기 위하여 사용하는 실시예에서 햅틱 피드백을 제공할 수도 있다. 햅틱 감각은 터치패드(또는 다른 이동 표면)로부터 스타일러스 또는 다른 물체를 통해 사용자에게 전송될 수 있다.The embodiments described herein may provide haptic feedback in embodiments in which a user uses a stylus or other object to input data into a touchpad, touch screen, or input area. The haptic sensation can be transmitted from the touchpad (or other moving surface) to the user via a stylus or other object.

다른 특징Other features

몇몇 실시예에서 햅틱 피드백과 관련된 인간 팩터 문제(human factor issue)는 포스 과부하 보호를 포함할 수 있다. 이상적으로는, 표면 및 다른 표면을 해석하는 것과 같은 비관성(non-inertial) 피드백 액추에이터 및 전송 설계에 있어서, 액추에이터는 액추에이터의 부하 또는 액추에이터 트래블(travel) 내의 위치에 관계없이 충실하게 큰 포스를 만들어 내는 것이 요구된다. 달리 말하자면, 사용자의 손가락 또는 손은 진동 사이클의 반이 감쇠된 트래블 조건의 끝에 도달하도록 액추에이터를 움직이면 안 된다. 이 이유 때문에, 액추에이터 및 전송 메커니즘은 사용자 로딩과 분리되어 설계하는 것이 바람직하다. 이러한 예가 도 16a-16b의 실시예와 같은 단단한 서스펜션을 구비한 아주 높은 스프링 센터링을 갖는 E-코어 액추에이터가다. 강력한 액추에이터는 이 스프링 포스를 쉽게 극복할 수 있고, 터치패드 표면에서 손가락을 끄는 힘은 총 액추에이터 출력의 작은 퍼센트만을 차지한다. 약한 액추에이터는 더 컴플리언트한 서스펜션을 요하며, 이는 사용자 상호 반응이 진동으로 방해되고 비선형 출력을 만들게 된다. In some embodiments, a human factor issue associated with haptic feedback may include force overload protection. Ideally, in non-inertial feedback actuators and transmission designs, such as interpreting surfaces and other surfaces, the actuators create a faithfully large force regardless of the load of the actuator or its position within the actuator travel It is required to pay. In other words, the user's finger or hand should not move the actuator so that half of the oscillating cycle reaches the end of the damped travel condition. For this reason, it is desirable to design the actuator and the transfer mechanism separately from user loading. An example of this is an E-core actuator with very high spring centering with a rigid suspension such as the embodiment of Figs. 16a-b. Powerful actuators can easily overcome this spring force, and the force of pulling the finger off the surface of the touchpad occupies only a small percentage of the total actuator output. Weak actuators require more compliant suspensions, which can result in user interactions being disturbed by vibration and producing nonlinear outputs.

몇몇 실시예에서 햅틱 피드백의 또 다른 사람-팩터 관련 문제는 가청도(audibility)이다. 팜 휴지 표면 및 관성 액추에이터 어셈블리를 사용하면 예를 들어 햅틱 사운딩 기판의 불가피한 부작용 소리를 야기한다. 사용자가 하우징 또는 터치패드를 만지고 있는 때와 같이 부하가 걸린 표면은 소리를 불완전하게 방사하지만 포스는 상당히 잘 전송한다. 따라서 몇몇 실시예에 있어서, 사용자의 손이 이동 표면에 있는 경우에만 포스가 출력되도록 하기 위하여 사용자의 손이 그 위에 있을 때를 결정하기 위하여 부하 측정 장치가 사용될 수 있다. Another person-factor related problem of haptic feedback in some embodiments is audibility. The use of palm rest surfaces and inertial actuator assemblies, for example, results in the inevitable side effects of haptic sounding substrates. Loaded surfaces radiate incompletely, such as when the user is touching the housing or the touch pad, but the force transmits fairly well. Thus, in some embodiments, a load measuring device may be used to determine when the user's hand is on it so that the force is output only when the user's hand is on the moving surface.

랩톱 터치패드 또는 다른 유사 입력 장치에 햅틱 기능을 제공하는 경우에 비용을 절감하기 위하여 랩톱, PDA 또는 다른 장치의 현재의 사운드 전자부품이 몇몇 실시예에 있어서 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재의 사운드 아날로그 출력(예컨대, 디지털-아날로그 변환기) 및 사운드 전력 증폭기는 추가 마이크로프로세서 및/또는 추가 전력 전자부품을 추가하지 않고 상술한 터치패드 또는 다른 랩톱 구성요소에서 햅틱 피드백에 사용되는 액추에이터를 구동할 수 있다. 놋치 필터(notch filter) 또는 사운드 신호로부터의 다른 픽오프(pickoff)가 햅틱 피드백 신호를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 가청 범위의 신호가 랩톱의 오디오 스피커로 라우팅(routing)되는 동안에, 햅틱 효과 컨트롤 신호는 들을 수 없는 범위의 사운드 스펙트럼으로 제공되고, 이러한 컨트롤 신호가 햅틱 액추에이터에 제공될 수 있도록 필터링될 수 있다. 또는, 가청 범위 밖이며, 오디오 신호에 포함되지 않은 전용 신호는 햅틱 피드백 액추에이터를 컨트롤하기 위하여 필터링되고 라우팅될 수 있다.Current sound electronic components of laptops, PDAs, or other devices may be used in some embodiments to reduce cost in providing haptic functionality to a laptop touch pad or other similar input device. For example, current sound analog outputs (e.g., digital-to-analog converters) and sound power amplifiers may be used for haptic feedback in the touch pad or other laptop components described above without adding additional microprocessors and / It is possible to drive the actuator. A notch filter or other pickoff from the sound signal may be used to provide the haptic feedback signal. For example, while the audible range signal is routed to the audio speakers of the laptop, the haptic effect control signal is provided in an unacceptable range of the sound spectrum, and such control signal is filtered to be provided to the haptic actuator . Alternatively, a dedicated signal that is outside the audible range and is not included in the audio signal may be filtered and routed to control the haptic feedback actuator.

또한, 많은 랩톱에서의 현재의 소프트웨어는 랩톱의 배터리 전력을 추적하여 전력 레벨을 나타내고, 사용자에게 경고하거나, 배터리 전력을 보존하기 위하여 랩톱을 끄기도 한다. 이 추적 소프트웨어는 햅틱 피드백 어플리케이션에 넣어질 수 있다. 예를 들어, 배터리 전력이 일정 레벨보다 낮아지면 햅틱 피드백 소프트웨어 루틴은 사용자로의 출력 포스의 크기를 줄이거나 꺼버릴 수도 있다. 이는 포스의 크기를 줄이거나 햅틱 효과를 갖는 GUI의 그래픽 객체의 수 또는 유형을 줄임으로써 행해질 수도 있다. 또한 이는 햅틱 효과의 기간을 줄임으로써, 예컨대 일반적으로 50㎳인 효과를 40㎳로 줄임으로써 행해질 수 있다. 또한, 이러한 방법의 조합이 사용될 수도 있다. 마지막으로, 몇몇 랩톱 컴퓨터는 고전력, 중간 전력 및 저전력과 같이 사용자가 필요에 따라서 선택할 수 있는 서로 다른 설정을 포함할 수 있다. 예컨대, 저전력 설정은 배터리가 더 오랫동안 지속되도록 할 수 있다. 햅틱 피드백 컨트롤은 상기 설정으로 연결될 수 있고, 이 설정에 의해 제어될 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 저전력 모드를 사용한다면 햅틱 피드백 컨트롤러는 상술한 것과 같이 햅틱 효과의 전력 요구를 감소하도록 적용할 수 있다. In addition, current software on many laptops keeps track of the battery power of the laptop to indicate the power level, alert the user, or even turn off the laptop to conserve battery power. This tracking software can be put into a haptic feedback application. For example, if the battery power is below a certain level, the haptic feedback software routine may reduce or even off the output force to the user. This may be done by reducing the size of the force, or by reducing the number or type of graphical objects in the GUI with haptic effects. This can also be done by reducing the duration of the haptic effect, for example by reducing the effect, typically 50 ms, to 40 ms. A combination of these methods may also be used. Finally, some laptop computers may include different settings, such as high power, medium power and low power, which the user may choose as needed. For example, a low power setting may cause the battery to last longer. The haptic feedback control may be connected to this setting and controlled by this setting. For example, if the user uses a low power mode, the haptic feedback controller may be adapted to reduce the power demand of the haptic effect as described above.

도 18은 본 발명에 따른 터치패드(450)의 평면도이다. 터치패드(450)는 몇몇 실시예에 있어서, 단순히 위치 결정 장치(positioning device)로서 사용될 수 있으며, 여기서 터치패드의 전체 영역은 커서 컨트롤을 제공한다. 다른 실시예에 있어서, 패드의 다른 영역에는 다른 기능이 지정될 수 있다. 이러한 영역 실시예에 있어서는, 각 영역은 영역의 아래 또는 영역과 관련되어 물리적으로 다르게 위치한 액추에이터를 구비할 수 있다. 다른 영역 실시예는 전체 터치패드(450)에 포스를 가하는 하나의 액추에이터를 사용할 수 있다. 도시한 실시예에 있어서, 중앙 커서 컨트롤 영역(452)은 랩톱 컴퓨터 또는 다른 장치에 의하여 디스플레이된 커서 또는 뷰포인트를 위치시키는데 사용될 수 있다.18 is a plan view of the touch pad 450 according to the present invention. The touchpad 450 may, in some embodiments, simply be used as a positioning device, where the entire area of the touchpad provides cursor control. In other embodiments, other functions may be assigned to different areas of the pad. In such an embodiment of the region, each region may have an actuator located physically differently in relation to the region below or to the region. Other field embodiments may use one actuator that applies a force to the entire touchpad 450. In the illustrated embodiment, the central cursor control area 452 can be used to position a cursor or view point displayed by a laptop computer or other device.

터치패드의 커서 컨트롤 영역은 포스가 컨트롤된 커서의 상호 작용에 기초하여 그래픽 환경 및/또는 그 환경에서의 이벤트를 포함하여 터치패드에 출력되도록 할 수 있다. 사용자는 손가락 또는 다른 물체를 예컨대, 영역(452) 내에서 움직여서, 이에 따라 커서(20)를 움직일 수 있다. 포스는 바람직하게는 디스플레이된 그래픽 객체와 함께 커서의 상호 작용과 관련된다. 예를 들어, 졸트(jolt) 또는 "펄스" 감각이 출력될 수 있는데, 이는 원하는 크기로 재빨리 상승하고 꺼지거나 다시 0 또는 작은 크기로 재빨리 작아지는 하나의 포스 임펄스이다. 터치패드(450)는 관성 햅틱 피드백 실시예에서, 관성적으로 한 방향으로 또는 z축이나 다른 축으로의 진동으로서 심하게 흔들릴 수 있다. 또는 터치패드는 펄스를 제공하기 위하여 한 방향으로 평행 이동되거나 1회 이상 진동될 수 있다. 진동 감각이 출력될 수도 있는데 이는 전형적으로는 주기적인 시간에 따라 변하는 포스이다. 진동은 터치패드(450) 또는 이와 관련된 부분이 여러 번 앞뒤로 진동하게 하고, 호스트 어플리케이션에서 발생하는 특정 효과를 시뮬레이션하기 위하여 호스트 또는 로컬 마이크로프로세서에 의해 출력될 수 있다. The cursor control area of the touchpad may be such that the force is output to the touchpad, including events in the graphical environment and / or the environment, based on the interaction of the cursor being controlled. The user can move a finger or other object, for example, within the area 452, thereby moving the cursor 20. [ The force is preferably associated with the interaction of the cursor with the displayed graphic object. For example, a jolt or "pulse" sensation can be output, which is a force impulse that quickly rises and falls to the desired magnitude, or quickly shrinks to zero or small size again. The touchpad 450 can be vibrated severely in one direction inertially or as vibrations in the z axis or other axis in an inertial haptic feedback embodiment. Or the touchpad may be translated in one direction or vibrated more than once to provide a pulse. Vibration sense may be output, which is typically a periodic time-varying force. Vibration can be output by the host or local microprocessor to cause the touchpad 450 or a related portion to vibrate back and forth several times and to simulate a particular effect occurring in the host application.

터치패드에서 출력될 수 있는 또 다른 유형의 포스 감각은 텍스츄어 포스이다. 이 유형의 포스는 펄스 포스와 유사하지만, 그래픽 환경의 터치패드 영역의 사용자의 손가락의 위치 및/또는 커서 위치의 위치에 의존한다. 따라서, 텍스츄어 범프는 커서가 그래픽 환경에서의 범프의 위치에 걸쳐 움직이는지 여부에 따라 출력될 수 있다. 이 유형의 포스는 공간에 따라 좌우된다. 즉, 커서가 지정된 텍스츄어 영역 위로 움직이면 커서의 위치에 따라 포스가 출력된다; 커서가 텍스츄어의 "범프" 사이에 위치할 경우, 포스는 출력되지 않고, 커서가 범프 위로 움직일 때에는 포스가 출력된다. 이는 커서가 격자(grating) 위로 끌어질 때 호스트에 의하여 펄스 신호를 전송함으로써 수행될 수 있다. 또는 분리 터치패드 프로세서가 터치패드 및 텍스츄어 효과를 포함한 햅틱 효과에 사용될 수 있고, 로컬 컨트롤을 사용하여 수행될 수 있다(예컨대, 호스트는 텍스츄어 파라미터와 함께 높은 수준의 명령을 전송하고 감각은 터치패드 프로세서에 의해서 직접 컨트롤된다). 다른 경우에는 텍스츄어는 사용자에게 진동을 줌으로써 행해질 수 있는데, 이 진동은 터치패드에서의 사용자의 손가락(또는 다른 물체)의 현재 속도에 좌우된다. 손가락이 가만히 있는 경우 진동은 비활성화된다; 손가락이 빨리 움직일 경우 진동의 주파수 및 크기는 증가된다. 이 감각은 터치패드 프로세서(존재할 경우) 또는 호스트에 의해 컨트롤될 수 있다. 다른 공간적 포스 감각이 출력될 수도 있다. 또한, 설명한 임의의 포스 감각이 동시에 출력되거나 원하는 대로 조합하여 출력될 수 있다.Another type of force sense that can be output from the touchpad is the texture force. This type of force is similar to a pulse force, but depends on the position of the user's finger and / or the cursor position of the touchpad area of the graphical environment. Thus, the textured bump can be output depending on whether the cursor moves across the location of the bump in the graphical environment. This type of force depends on space. That is, when the cursor moves over the designated texture area, a force is output according to the position of the cursor; When the cursor is positioned between the "bumps" of the textures, no force is output, and a force is output when the cursor moves over the bump. This can be done by sending a pulse signal by the host when the cursor is dragged over the grating. Or a separate touchpad processor may be used for haptic effects, including touchpad and texture effects, and may be performed using local controls (e.g., the host may send a high level command with the texture parameters, Lt; / RTI &gt; In other cases, the texture can be done by imparting vibration to the user, which vibration is dependent on the current speed of the user's finger (or other object) on the touchpad. When the fingers are held still, the vibration is deactivated; When the finger moves fast, the frequency and magnitude of the vibration increase. This sensation can be controlled by the touchpad processor (if present) or host. Other spatial force sensations may be output. In addition, any of the described force sensations can be simultaneously output or combined as desired.

다른 유형의 그래픽 객체가 햅틱 감각과 관련될 수 있다. 햅틱 감각은 커서 및 윈도우, 메뉴, 아이콘, 웹 페이지 링크 등 간의 상호 작용에 기초하여 터치패드로 출력된다. 예를 들어, 커서가 윈도우의 보드 위에서 움직일 때, 커서 위치의 사용자에게 알리기 위하여 "범프" 또는 펄스가 터치패드에 출력될 수 있다. 다른 관련 상호 작용에 있어서, 등급 컨트롤 또는 스크롤링 기능이 (커서의 사용을 통해) 터치패드에서 수행될 때, 등급 컨트롤 함수와 관련하여 감각이 출력될 수 있다. 또한, 터치패드에서의 출력 포스의 크기는 사용자 독립 이벤트를 포함하는 그래픽 환경에서의 이벤트 또는 상호 작용에 의존할 수 있다. 이러한 포스 감각은 게임 또는 시뮬레이션에서 사용될 수 있다. 이와 같은 햅틱 감각 및 다른 햅틱 감각에 대해서는 미국 특허 제 6,211,861호에 설명되어 있다. 그 하우징에 본 발명에 따른 터치패드를 포함할 수 있는 다른 컨트롤 장치 또는 글립은 컴퓨터 생성 환경에서 커서 또는 다른 그래픽 객체를 조작하기 위한 게임패드, 마우스 또는 트랙볼 장치 또는 압력 구(pressure sphere)나 이와 유사한 것을 포함한다.Other types of graphics objects may be associated with haptic sensations. The haptic sensation is output to the touchpad based on the interaction between the cursor and the window, menu, icon, web page link, and the like. For example, a "bump" or pulse can be output on the touchpad to notify the user at the cursor position when the cursor moves over the window's board. For other related interactions, when a rating or scrolling function is performed on the touchpad (through the use of a cursor), a sensation may be output in relation to the rating control function. In addition, the size of the output force on the touchpad may depend on events or interactions in a graphical environment including user-independent events. This force sense can be used in games or simulations. Such haptic sensations and other haptic sensations are described in U.S. Patent No. 6,211,861. Other control devices or glyphs that may include a touchpad according to the present invention in the housing include a game pad, a mouse or trackball device or a pressure sphere or similar for manipulating a cursor or other graphic object in a computer- .

몇몇 형태의 터치패드 및 터치 스크린은 사용자가 터치패드에 가하는 압력의 양이 감지되도록 한다. 이는 다양한 햅틱 감각이 감지된 압력에 적어도 일부분 기초하여 결정되도록 한다. 예를 들어, 주기적인 진동은 감지된 압력에 따른 주파수로 출력될 수 있다. 또는, 출력 햅틱 감각의 이득(크기)은 감지된 압력에 기초하여 조절될 수 있다. 언제나 더 큰 압력으로 터치패드를 사용하는 경향이 있는 사용자는 효과에 있어서 일정하도록 자동 크기 증가를 선택할 수 있다. Some types of touch pads and touch screens allow the user to sense the amount of pressure applied to the touch pad. This allows the various haptic sensations to be determined based at least in part on the sensed pressure. For example, periodic vibrations can be output at frequencies according to the sensed pressure. Alternatively, the gain (magnitude) of the output haptic sensation can be adjusted based on the sensed pressure. Users who tend to always use the touchpad with greater pressure can choose to increase the size of the effect to a fixed amount.

터치패드 및 터치 스크린의 다른 실시예는 사용자로 하여금 커서 컨트롤 영역 또는 다른 영역에 있는 심벌을 따라함으로써 "제스쳐" 또는 바로가기(shortcut)를 넣을 수 있게 하는데, 이는 명령 또는 데이터로서 프로세서에서 인식된다. 햅틱 감각은 특정 제스쳐를 따르거나 이와 관련될 수 있다. 예를 들어, 모드 확인 제스쳐가 인식될 때 모드 확인이 특정 햅틱 감각과 함께 전달될 수 있다. 제스쳐로부터 인식된 문자는 이와 관련된 특정 햅틱 감각을 각각 가질 수 있다. 대부분의 터치패드 실시예에 있어서, 사용자는 터치패드를 "탭핑(tapping)(가볍게 두드림)"함으로써 그래픽 객체 또는 메뉴 아이템을 선택할 수 있다. 몇몇 터치패드는 "tap-and-a-half"나 더블 탭을 인식할 수 있는데, 이는 사용자가 탭핑을 하고 다시 패드를 만지고 손가락을 움직이는 동안에 손가락 또는 물체를 패드 상에 유지하는 것이다. 예를 들어, 이러한 제스쳐는 물체가 커서로 움직여질 수 있는 "드래그" 모드를 제공한다. 사용자가 이러한 드래그 모드에 있을 때, 진동 또는 다른 햅틱 감각은 사용자에게 이 모드가 활성화되어 있음을 나타내도록 출력될 수 있다.Other embodiments of the touchpad and touch screen allow a user to insert a "gesture" or shortcut by following a symbol in a cursor control area or other area, which is recognized by the processor as an instruction or data. A haptic sensation can follow or be associated with a specific gesture. For example, when a mode check gesture is recognized, a mode check may be communicated with a particular haptic sense. Characters recognized from a gesture may each have a particular haptic sense associated therewith. For most touchpad embodiments, the user can select a graphic object or menu item by "tapping" (tap lightly) the touchpad. Some touch pads can recognize "tap-and-a-half" or double tap, which is to keep the finger or object on the pad while the user is tapping and touching the pad again and moving the finger. For example, these gestures provide a "drag" mode in which objects can be moved with the cursor. When the user is in this drag mode, vibration or other haptic sensations may be output to the user to indicate that this mode is active.

상술한 바와 같이, 터치패드(450)는 주 커서 컨트롤 영역(452)으로부터의 별도의 입력을 제공하는 다른 컨트롤 영역을 구비할 수 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 다른 영역이 터치패드(450)의 표면상의 선, 경계 또는 텍스츄어와 함께 물리적으로 마킹될 수 있으며, 따라서 사용자는 시각적, 청각적 및/또는 촉각적으로 사용자가 터치패드의 어느 영역에 접촉하고 있는지를 알 수 있다.As described above, the touch pad 450 may have another control area that provides a separate input from the main cursor control area 452. [ In some embodiments, other areas may be physically marked with lines, boundaries, or textures on the surface of the touchpad 450, so that the user can visually, audibly, and / It is possible to know whether or not it is in contact with the area.

예를 들어, 스크롤 또는 등급 컨트롤 영역(454a 및 454b)은 문서의 스크롤링, 값의 조절(볼륨, 스피커 밸런스, 모니터 디스플레이 밝기 등), 또는 게임 또는 시뮬레이션에서의 뷰를 패닝(panning)/틸팅(tilting)하는 것과 같은 등급 컨트롤 작업을 수행하기 위한 입력을 제공하는데 사용될 수 있다. 영역(454a)은 손가락(또는 다른 물체)을 그 영역 내에 위치시킴으로써 사용할 수 있는데, 이 영역의 위 부분은 값을 증가시키거나 위쪽으로 스크롤하고, 아래 부분은 값을 감소시키거나, 아래쪽으로 스크롤하는 등의 동작을 할 수 있다. 터치패드에 가해진 압력의 양을 판독할 수 있는 실시예에 있어서, 압력의 양은 직접 조절 등급을 컨트롤 할 수 있다; 예컨대 압력이 센 경우 문서가 더 빨리 스크롤 되도록 한다. 이 영역(454b)은 수평(왼쪽/오른쪽) 스크롤링 또는 다른 값, 시야 등의 등급 컨트롤 조절에 유사하게 사용될 수 있다. For example, scrolling or rating control areas 454a and 454b can be used to scroll the document, adjust the values (volume, speaker balance, monitor display brightness, etc.), or panning / tilting the view in the game or simulation ). &Lt; / RTI &gt; &lt; RTI ID = 0.0 &gt; Area 454a can be used by locating a finger (or other object) within that area, where the upper portion increases the value or scrolls up, the lower portion decreases the value, or scrolls down And so on. In embodiments in which the amount of pressure applied to the touch pad can be read, the amount of pressure can directly control the degree of control; For example, when the pressure is high, the document scrolls faster. This region 454b may be used similarly for grading control such as horizontal (left / right) scrolling or other values, field of view, and the like.

특정 햅틱 효과는 컨트롤 영역(454a 및 454b)과 관련될 수 있다. 예를 들어, 등급 컨트롤 영역(454a 또는 454b)을 사용할 때 특정 주파수의 진동이 터치패드로 출력될 수 있다. 복수의 액추에이터를 구비한 실시예에 있어서, 영역(454a 또는 454b) 바로 아래에 위치한 액추에이터는 "활성화(active)"(현재 사용되는) 영역에 대한 좀 더 로컬화된 촉감을 제공하기 위하여 활성화될 수 있다. 등급 컨트롤을 위하여 영역(454)의 일부가 눌리면, 펄스가 터치패드(또는 터치패드의 영역)로 출력되어 페이지를 스크롤하는 경우, 특정 값을 지난 경우 등을 알려줄 수 있다. 진동은 사용자가 영역(454a 또는 454b)에 접촉하는 동안 계속 출력될 수도 있다. Certain haptic effects may be associated with the control regions 454a and 454b. For example, when using the rating control area 454a or 454b, vibration of a specific frequency may be output to the touchpad. For an embodiment with multiple actuators, an actuator located directly below the region 454a or 454b may be activated to provide a more localized tactile sensation for the "active" have. When a portion of the area 454 is pressed for rating control, a pulse is output to the touch pad (or the area of the touch pad) to scroll the page, or when a specific value has passed. Vibration may continue to be output while the user contacts area 454a or 454b.

다른 영역(456)도 터치패드(450)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 영역(456) 각각은 버튼과 같은 작은 사각형 영역일 수 있으며, 사용자는 이를 지적하여 지적되는 영역에 관련된 기능을 개시할 수 있다. 영역(456)은 프로그램의 실행, 윈도우 열기 또는 닫기, 웹 브라우저에서 페이지의 큐(queue)의 "포워드" 또는 "백"하기, 컴퓨터(10)의 전원 켜기 또는 "슬리프" 모드 개시, 메일 체크, 게임에서 총 쏘기, 버퍼로부터의 데이터의 잘라내기 또는 붙여넣기, 저장 장치에 파일 저장하기, 폰트 선택하기 등의 컴퓨터 기능을 시작하게 할 수 있다. 영역(456)은 어플리케이션 프로그램에 제공된 기능 및 버튼을 복사하거나 새로운 다른 기능을 제공할 수 있다. Other areas 456 may also be disposed on the touchpad 450. For example, each of the regions 456 may be a small rectangular region, such as a button, and the user may point to this and initiate functions associated with the region indicated. The region 456 may be used to execute a program, open or close a window, "forward" or "back" a queue of pages in a web browser, power on or "sleep" , To launch computer functions such as gun shooting in a game, cutting or pasting data from a buffer, saving a file to a storage device, selecting a font, and the like. The region 456 may copy the functions and buttons provided to the application program or provide new functions.

영역(454)과 유사하게, 영역(456) 각각은 햅틱 감각과 관련될 수 있다; 예를 들어, 영역(456)은 사용자에 의해 선택된 경우 그 기능이 선택되었다는 즉각적인 피드백을 제공하는 펄스 감각을 제공할 수 있다. 예를 들어, 펄스와 같은 햅틱 감각은 사용자가 선택하기 위하여 손가락 또는 물체로 영역(456, 452, 454)을 "두드리는(tap)" 경우에 출력될 수 있다. 버튼이 얼마나 멀리 눌렸는지에 기초하여 출력 범위를 제공하는 물리적 아날로그 버튼과 유사하게, 1 이상의 영역(456)은 사용자가 터치패드에 가한 압력에 기초하여 비례하는 스텝핑된 또는 아날로그의 출력을 제공함으로써 아날로그와 같은 버튼일 수 있다. Similar to region 454, each of regions 456 may be associated with a haptic sensation; For example, area 456 may provide a pulse sensation that provides immediate feedback that the function has been selected if selected by the user. For example, a haptic sensation such as a pulse may be output when the user "tap " regions 456, 452, 454 with a finger or object for selection. Similar to a physical analog button that provides an output range based on how far the button has been depressed, the one or more areas 456 provide an analog output by providing a proportional stepped or analog output based on the pressure applied by the user to the touchpad. And the like.

또한, 같은 유형의 영역이 유사한 필링 햅틱 감각과 관련될 수 있다. 예를 들어, 각각 워드 프로세서와 관련된 영역(456)은 지적되면 특정 강도의 펄스를 일으킬 수 있다. 게임 관련 영역(456)은 다른 강도의 펄스 또는 진동을 제공할 수도 있다. 또한, 사용자가 지적 물체를 한 영역(454 또는 456)에서 다른 것으로 움직일 때, 영역 경계에 걸쳐졌음을 나타내기 위하여 햅틱 감각(펄스 등)이 터치패드(456)에 출력될 수 있다. 예를 들어, 지적 물체가 지정된 영역에 들어가면, 급속히 크기가 0으로 감소하는 고주파 진동이 출력될 수 있다. 이는 사용자가 알지 못하는 영역(454, 456)의 경계를 나타내므로 유용할 수 있다. 이는 크기 및/또는 위치에 대한 영역 재구성을 가능하게 하고 사용자로 하여금 새로운 레이아웃을 촉각에 의해 빨리 학습할 수 있게 한다. 영역들이 그래픽 환경에서 영역을 정의하는 "인클로저"와, 커서가 들어갈 때, 나올 때, 인클로저 및 햅틱 관련성이 있는 특정 경계 내에서 움직일 때 출력되는 다른 햅틱 감각과 관련될 수 있다. Also, regions of the same type can be associated with similar peeling haptic sensations. For example, an area 456 associated with a word processor, respectively, can cause a pulse of a certain intensity if pointed out. The game related area 456 may provide pulses or vibrations of different strengths. Also, when the user moves a cognitive object from one region 454 or 456 to another, a haptic sensation (such as a pulse) may be output to the touchpad 456 to indicate that it has crossed the region boundary. For example, when a pointed object enters a designated area, a high-frequency vibration rapidly decreasing in size to zero can be output. This may be useful because it represents the boundaries of areas 454 and 456 that the user does not know. This enables area reconstruction of size and / or position and allows the user to quickly learn a new layout by tactile feedback. Regions may be associated with an "enclosure" defining an area in a graphical environment, and other haptic sensations output when the cursor enters, exits, enclosure and moves within certain boundaries that are haptic related.

또한, 영역들은 바람직하게는 그것에 관련된 기능뿐만 아니라 크기 및 형태도 프로그래밍 가능하다. 따라서, 영역(456)의 기능은 그래픽 환경에서의 활성 어플리케이션 및/또는 컴퓨터(10)로 입력되는 사용자 선택 및/또는 컴퓨터(10)에 저장된 사용자 선택에 기초하여 바뀔 수 있다. 바람직하게는, 각 영역의 크기 및 위치는 사용자 또는 어플리케이션 프로그램에 의해 조절될 수 있으며, 원한다면 일부 또는 모든 영역이 완전히 제거될 수 있다. 또한, 바람직하게는 사용자는 이러한 영역에 관련된 기능의 유형에 기초하여 영역의 유형 또는 특정 영역에 특정 햅틱 감각을 할당할 수 있다. 다른 햅틱 감각이 캘리포니아주 산호세의 Immersion Corp.의 Immersion Studio™와 같은 툴에서 디자인될 수 있다.Also, the areas are preferably programmable in size and shape, as well as functions related thereto. Thus, the functionality of the area 456 may be changed based on the active application in the graphical environment and / or the user selection entered into the computer 10 and / or the user selection stored in the computer 10. [ Preferably, the size and location of each region may be adjusted by a user or an application program, and some or all of the regions may be completely removed, if desired. Also preferably, the user can assign a specific haptic sensation to the type or specific area of the area based on the type of function associated with that area. Other haptic sensations can be designed in tools such as Immersion Studio ™ from Immersion Corp., San Jose, CA.

영역(454 및 456)은 터치패드의 물리적 영역일 필요는 없다는 것을 알아야 한다. 즉, 전체 터치패드 표면은 단지 컴퓨터의 프로세서로 사용자 접촉의 좌표를 제공하는 것이며, 컴퓨터 소프트웨어는 다른 영역이 위치한 곳을 지정할 수 있다. 컴퓨터는 사용자 접촉의 위치에 기초하여 좌표를 해석할 수 있고, 등급 컨트롤, 버튼 기능 등과 같은 다른 유형의 신호 또는 커서 컨트롤 신호로서 터치패드 입력 신호를 해석할 수 있다(예컨대 드라이버 프로그램은 원한다면 이 해석 기능을 제공할 수 있다). 터치패드 마이크로프로세서가 있다면 이는 사용자 접촉 위치와 관련된 기능을 해석하고 (위치 좌표 또는 버튼 신호와 같은) 적절한 신호 또는 데이터를 호스트 프로세서로 보고할 수 있다. 따라서 호스트 프로세서 또는 소프트웨어는 낮은 레벨의 프로세싱을 무시하게 된다. 다른 실시예에 있어서, 터치패드(450)는 사용자에 의하여 접촉되는 터치패드 표면에 물리적으로 표시된 다른 영역에 기초하여 컴퓨터로 다른 신호를 출력하도록 물리적으로 설계될 수 있다; 예를 들어, 각 영역은 다른 센서 또는 센서 어레이에 의해 감지될 수 있다.It should be noted that regions 454 and 456 need not be the physical regions of the touchpad. That is, the entire touchpad surface merely provides the coordinates of user contact to the processor of the computer, and the computer software can specify where other areas are located. The computer can interpret the coordinates based on the location of the user contact and can interpret the touchpad input signal as other types of signals or cursor control signals, such as rating controls, button functions, etc. (e.g., / RTI &gt; If a touchpad microprocessor is present, it can interpret the function associated with the user touch location and report the appropriate signal or data (such as position coordinates or button signals) to the host processor. The host processor or software therefore ignores low-level processing. In another embodiment, the touchpad 450 may be physically designed to output a different signal to the computer based on another area physically displayed on the touchpad surface that is contacted by the user; For example, each region may be sensed by another sensor or sensor array.

여기에서 설명한 터치패드 또는 터치 스크린에 접촉하는 사용자의 손가락 또는 물체로 햅틱 피드백을 제공하는 임의의 실시예는 터치패드(450)의 영역에 사용될 수 있다.Any embodiment that provides haptic feedback to a user's finger or object contacting the touchpad or touch screen described herein may be used in the area of the touchpad 450. [

본 발명은 여러 바람직한 실시예에 관하여 설명되었지만, 변형, 치환 및 이와 균등한 것은 명세서의 독해 및 도면에 관한 기술분야에서 능통한 자에게 명백함을 알아야 한다. 예를 들어, 일 실시예에 설명된 많은 특징이 다른 실시예에서 교환될 수 있다. 또한, 어떤 용어는 명백한 설명을 위하여 사용된 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.While the invention has been described in terms of several preferred embodiments, it is to be understood that modifications, substitutions, and equivalents thereof are obvious to those skilled in the art of reading and drawing the specification. For example, many of the features described in one embodiment may be interchanged in other embodiments. Also, some terms are used for clarity of explanation and are not intended to limit the invention.

Claims (2)

햅틱-가능 전자 장치(haptic enabled electronic device)로서,
하우징;
상기 하우징에 연결된 터치 스크린;
상기 터치 스크린에 연결된 격막(diaphragm); 및
상기 격막에 연결된 액추에이터
를 포함하고,
상기 액추에이터는,
제1 면 및 상기 제1 면의 반대편의 제2 면을 구비한 원형 몸체 - 상기 제1 면은 상기 터치 스크린에 가까운 쪽이고(proximal to), 상기 제2 면은 상기 터치 스크린에 먼 쪽임(distal to) - ;
상기 제2 면 상에서 상기 원형 몸체의 중심에 위치한 질량; 및
상기 액추에이터에 전원을 공급하기(powering) 위한 수단 - 상기 액추에이터는, 상기 하우징에 접촉한 사용자에 의해 느껴지는 햅틱 효과를 출력하기 위하여, 상기 터치 스크린에 수직인 방향으로 움직임 -
을 더 포함하는,
햅틱-가능 전자 장치.
A haptic-enabled electronic device,
housing;
A touch screen coupled to the housing;
A diaphragm connected to the touch screen; And
An actuator connected to the diaphragm
Lt; / RTI &gt;
Wherein the actuator comprises:
A circular body having a first side and a second side opposite the first side, the first side being proximal to the touchscreen and the second side being distal to the touchscreen, to) -;
A mass located at the center of the circular body on the second surface; And
Means for powering the actuator, wherein the actuator is configured to move in a direction perpendicular to the touch screen to output a haptic effect felt by a user contacting the housing,
&Lt; / RTI &gt;
A haptic-enabled electronic device.
통신 장치로서,
하우징;
상기 하우징에 연결되고, 그래픽 객체를 조작하기 위한 사용자의 입력을 수신하도록 구성된, 터치 입력 장치;
상기 터치 입력 장치 위에 위치된 변위 부재 - 상기 변위 부재는, 상기 변위 부재를 관통하여 상기 그래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 투명한 표면(clear surface)을 가짐 -; 및
상기 변위 부재에 직접 연결된 액추에이터
를 포함하고,
상기 액추에이터는 원하는 방향으로 상기 변위 부재를 이동시키는(translate) 힘을 출력하도록 구성되며,
상기 변위 부재의 이동은 상기 변위 부재에 접촉한 사용자에 의해 느껴지는 햅틱 효과를 제공하는,
통신 장치.
A communication device comprising:
housing;
A touch input device coupled to the housing and configured to receive a user's input for manipulating a graphic object;
A displacement member located on the touch input device, the displacement member having a clear surface through which the graphic object can be displayed; And
An actuator directly connected to the displacement member
Lt; / RTI &gt;
The actuator being configured to output a force translating the displacement member in a desired direction,
Wherein movement of the displacement member provides a haptic effect felt by a user contacting the displacement member,
Communication device.
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