KR20120037366A - 곡선형 표면 위의 터치 감지 방법 - Google Patents

곡선형 표면 위의 터치 감지 방법 Download PDF

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다니엘 로젠필드
조나단 웨스튜스
샤램 이자디
니콜라스 빌라
흐르보예 벤코
존 헬메스
커트 알렌 젠킨스
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마이크로소프트 코포레이션
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Abstract

여기 개시된 실시예들은 곡선형 다중 터치 표면들을 가지는 입력 장치와 관련된다. 예를 들면, 한 개시된 실시예에서, 곡선형 터치 감응 표면을 가지는 다중 터치 입력 장치를 만드는 방법은 다중 터치 센서의 복수의 픽셀들을 규정하는 센서 요소들의 어레이를 기판 위에 형성하는 단계, 입력 장치의 본체의 곡선형 기하학적 부분의 표면에 일치하는 형상으로 기판을 형성하는 단계, 그리고 기판을 입력 장치의 본체의 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계를 포함한다.

Description

곡선형 표면 위의 터치 감지 방법{DETECTING TOUCH ON A CURVED SURFACE}
본 발명은 곡선형 다중 터치 표면들을 가지는 입력 장치에 관한 것이다.
다양한 입력 장치들이 사용자들로 하여금 컴퓨터 장치들 상의 GUI(graphical user interfaces)와 상호 작용을 할 수 있게 한다. 예를 들면, 다중-터치 디스플레이(multi-touch displays)는 컴퓨터 표시 장치 위에 위치하는 다중-터치 센서를 활용하여 사용자로 하여금 자연스럽고 즉흥적인 제스처를 통해서 GUI 상에 표시되는 콘텐츠와 상호 작용할 수 있게 한다. 다중-터치 디스플레이는 다양한 메커니즘들을 통해서 터치를 감지할 수 있고, 다양한 메커니즘들에는 정전 용량 방식과 시각 기반의 메커니즘들이 포함된다. 그러나 일부 사용 환경들 안에서, 다중-터치 디스플레이들은 다양한 문제점들을 가질 수 있다. 예를 들면, 데스크톱 컴퓨터와 함께 사용될 수 있는 수직-배향 다중-터치 디스플레이(vertically-oriented multi-touch display)는 사용자에 의해 유지되어야 하는 팔 위치로 인해서 사용자의 피로를 유발할 수 있다.
컴퓨터 마우스들 또한 사용자로 하여금 마우스의 움직임을 따라 움직이는 디스플레이 상에 표시되는 커서를 통해서 GUI와 상호 작용을 할 수 있게 한다. 컴퓨터 마우스들은 오랜 시간 동안 편하게 사용될 수 있다. 그러나 마우스-기반 GUI에 의해서 활용되는 커서-기반의 입력 패러다임(cursor-based input paradigm) 때문에 GUI와 자연스러운 움직임-기반의 상호 작용이 터치-기반 입력 시스템에 비해서 제한된다.
그런 이유로, 곡선형 다중 터치 표면들을 포함하는 입력장치들과 관련된 다양한 실시예들이 여기서 개시된다. 예를 들면, 한 개시된 실시예 안에서, 곡선형 터치 감응 표면을 가지는 다중 터치 입력 장치를 만드는 방법은 다중 터치 센서의 복수의 픽셀을 정의하는 센서 요소들의 어레이(array)를 기판 위에 형성하는 단계, 입력 장치의 본체의 곡선형 기하학적 부분의 표면에 맞는 형태로 기판을 형성하는 단계, 그리고 기판을 입력 장치의 본체의 곡선형 기하학적 부분의 표면에 고정시키는 단계로 구성된다.
이 요약은 상세한 설명에서 자세하게 후술 될 개념들을 개략적인 형태로 소개하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구되는 기술의 핵심 특징 또는 키가 되는 특징들을 식별하기 위한 의도가 아닐 뿐만 아니라 청구되는 기술 범위의 영역을 제한하기 위한 의도 역시 가지지 않는다. 더 나아가, 청구되는 기술 내용은 여기 개시된 내용에서 언급되는 임의의 또는 모든 단점들을 해결하기 위한 구현 예들에 한정되지 않는다.
도 1은 터치 센서를 포함하는 마우스의 실시예를 보여준다.
도 2는 도 1의 실시예를 잡는 사용자를 도시한다.
도 3은 도 2에 도시된 것처럼 잡았을 때에 도 1의 실시예의 터치 센서에 의해 감지되는 신호의 도해적 표현을 도시한다.
도 4는 터치 감응 표면을 포함하는 마우스의 실시예의 블록 다이어그램을 보여준다.
도 5는 용량성 터치 감지 메커니즘에 대한 센서 요소의 레이아웃(layout)의 실시예를 보여준다.
도 6은 용량성 터치 감지 회로 구성의 실시예를 보여준다.
도 7은 다른 용량성 터치 감지 회로 구성의 실시예를 보여준다.
도 8은 다른 용량성 터치 감지 회로 구성의 실시예를 보여준다.
도 9는 다중 터치 표면을 가지는 컴퓨터 마우스 제조 방법의 실시예를 보여준다.
도 10은 다중 터치 표면을 가지는 컴퓨터 마우스 제조 방법의 다른 실시예를 보여준다.
도 11은 다중 터치 표면을 가지는 컴퓨터 마우스 제조 방법의 다른 실시예를 보여준다.
도 12는 도 9-11의 실시예들과 함께 사용되기에 적합한 전개 가능한(developable) 표면을 가지는 마우스의 실시예를 보여준다.
도 13은 복잡한 굴곡을 가지는 다중 터치 표면을 가지는 컴퓨터 마우스의 제조 방법의 실시예를 보여준다.
도 14는 복잡한 굴곡을 가지는 다중 터치 표면을 가지는 컴퓨터 마우스의 제조 방법의 다른 실시예를 보여준다.
도 15는 복잡한 굴곡을 가지는 다중 터치 표면을 가지는 컴퓨터 마우스의 제조 방법의 다른 실시예를 보여준다.
도 16은 특정 기능에 맵핑된 터치 감응 표면의 영역의 경계를 나타내는 표시광(indicator light)을 가지는 컴퓨터 마우스의 실시예를 보여준다.
도 17은 컴퓨터 마우스 상의 터치 센서의 하나 이상의 영역에 특정 기능들을 맵핑하도록 구성된 컴퓨터 마우스를 위한 커버의 실시예를 보여준다.
도 18은 기계적 작동기(mechanical actuator)의 작동과 결부된 마우스 상의 터치 센서의 영역을 감지하는 방법의 실시예를 보여준다.
도 19는 기계적 작동기의 작동 전에 컴퓨터 마우스의 터치 센서에 의해 감지되는 신호의 실시예를 보여준다.
도 20은 기계적 작동기의 작동 후에 컴퓨터 마우스의 터치 센서에 의해 감지되는 신호의 실시예를 보여준다.
도 21은 동일한 전극 어레이를 공유하는 용량성 터치 센서와 압전 압력 센서의 실시예를 보여준다.
도 22는 도 21의 선 22-22에서 절개된 도 21의 실시예의 단면도를 보여준다.
도 23은 도 21의 실시예를 통해 터치 위치와 터치 압력을 측정하는 방법의 실시예를 도시하는 플로우 다이어그램을 보여준다.
도 24는 용량성 터치 센서를 운용하는 방법의 실시예를 도시하는 플로우 다이어그램을 보여준다.
도 25는 터치 센서를 포함하는 입력 장치를 형성하는 방법의 다른 실시예를 도시하는 플로우 다이어그램을 보여준다.
도 26은 마우스의 전개 가능하지 않은 표면 위에 위치하는 용량성 터치 센서를 포함하는 컴퓨터 마우스의 실시예를 보여준다.
여기서 개시된 실시예들은 곡선형 다중-터치 표면들을 가지는 입력 장치들과 관련된다. 예를 들면, 일부 실시예들은 컴퓨터의 입력으로 사용되는 컴퓨터 마우스의 표면상의 위치-기반 터치 입력들(location-based touch inputs)의 감지와 관련된다. 용어 "위치-기반 터치 입력"은 터치 센서의 특정 부분 안의 터치의 존재 유무는 물론 터치 센서 상의 감지 위치 및/또는 터치 입력의 영역 상의 변화와 관련되는 임의의 터치 입력을 나타내고, 제스처들, 터치 영역 안의 변화 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들 안에서, 터치-감지 메커니즘(touch-detection mechanism)은 복수의 시간적으로 오버랩(overlap)되는 터치들을 감지하도록 설정될 수 있고(소위, 멀티 터치), 이에 따라 마우스 표면상에 만들어진 다중-손가락 제스처들의 감지가 가능하다. 더 나아가, 여기서 개시된 실시예들은 비평면형 표면들에서 사용될 수 있는 터치 센서의 구성과 관련되어 있고, 컴퓨터 마우스의 곡선형 표면을 포함하나 한정되지는 않는다. 이들 실시예들은 더 상세하게 후술 된다.
도 1은 터치 센서(102)를 포함하는 컴퓨터 마우스(100)의 실시예를 도시하고, 터치 센서(102)는 컴퓨터 마우스(100)의 본체의 전면부 형상의 곡선형 기하학적 부분에 걸쳐있다(즉 일반적인 사용시에 사용자의 손가락들에 의해서 접촉되도록 설정된 마우스의 부분). 도시된 터치 센서(102)는 실질적으로 컴퓨터 마우스(100)의 상부 표면의 양 측면 굴곡 전체에 걸쳐있고, 본체의 내부 표면, 외부 표면에 위치할 수 있고, 및/또는 본체에 포함될 수 있다. 터치 센서(102)는 터치 센서(102) 상의 하나 이상의 터치들의 위치를 감지하도록 설정된다. 이런 식으로, 터치 센서(102)는 센서 상의 터치 입력의 움직임을 추적할 수 있고, 따라서 제스처-기반의 터치 입력을 감지할 수 있다. 도 1의 터치 센서(102)의 특정 구성과 위치는 예시적 목적으로 도시된 것일뿐 한정의 의미는 아니며, 터치 센서 또는 터치 센서들은 컴퓨터 마우스 상의 어떤 바람직한 위치에서도 제공될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 터치 센서는 실질적으로 컴퓨터 마우스의 표면 전체를 커버할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 일부 실시예들에서는, 터치 센서는 컴퓨터 마우스의 양 측면 굴곡의 일부에 걸쳐있을 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 분리된 터치 센서들이 컴퓨터 마우스의 표면상의 다른 위치들에서 사용될 수 있다. 계속해서 또 다른 실시예들에서, 컴퓨터 마우스들 외의 다른 입력 장치들이 터치-감지 능력을 가진 곡선형의 기하학적 부분을 가질 수 있다.
도 2는 도 1의 컴퓨터 마우스(100)를 잡는 사용자를 도시하며, 도 3은 컴퓨터 마우스(100)와 접촉하는 사용자의 손가락들로 인해 터치 센서(102)에 의해 감지되는 신호(300)를 보여준다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 터치 센서(102) 상에서의 사용자 손가락들 각각의 위치와 영역은 터치 센서에 의해 감지된다. 따라서, 적절한 레이트(rate)로 터치 센서(102)로부터의 출력을 주기적으로 샘플링함으로써 터치 센서(102) 상의 사용자의 손가락들 각각의 움직임들이 추적될 수 있다. 이런 움직임들은 그뒤에 사용자가 터치 제스처 입력을 했는지 여부를 판단하는 기준으로 인정되는 터치 제스처들을 정의하는 예측된 움직임들과 비교될 수 있다. 도 3은 다중 터치 센서의 출력들을 도시하지만, 다른 실시예들은 단일 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서를 활용할 수도 있다. 더 나아가, 다른 실시예들에서, 터치 센서는 근접 터치(near-touch)(손가락이 터치 센서를 직접 접촉하지는 않지만 매우 근접하게 위치) 들을 감지하도록 설정될 수도 있다. 이것은 "근접 터치" 상태를 인식하고 결부된 소프트웨어 상에서 구현할 수 있게 한다. 더 나아가, '근접 터치"상태와 '터치'상태 사이의 차이점이 판단될 수 있고, 예를 들면 터치/호버(hover) 지점에서의 신호의 측정 강도의 차이점을 통해서, 및/또는 전기 용량 터치 센서로부터 터치 신호가 감지될 때 압력 센서로부터의 압력 신호의 유무로부터 판단이 가능하다.
상술 된 바와 같이, 도시된 터치 센서(102)는 단순한 터치의 유무가 아닌, 터치 위치들(그리고 잠재으로 영역들까지)의 감지를 가능케 한다. 따라서, 정적인 손 및 손가락 포지션들의 감지뿐만 아니라, 터치 센서(102)는 터치 제스처의 감지도 가능케 한다. 여기서 '제스처'란 용어는 시스템에 의사 전달하는 목적의 하나 이상의 손가락들의 움직임을 의미한다. 다양한 종류의 제스처들이 활용될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들은 순간적인 제스처와 연속적인 제스처들을 인식할 수 있다. 순간적인 제스처들은 제스처가 제스처의 종료 시에 인식(예를 들면 움직임의 종료 후 터치 센서로부터 손가락을 들어올릴 때) 되는 시작-끝 형식으로 실행되는 제스처들로 구성될 수 있다. 이런 순간적 제스처의 한 예시로 목록을 스크롤(scroll)하거나 브라우저 이력을 살펴보도록 설정된 플릭(flick) 제스처(예를 들면 터치 센서를 가로지르는 하나 이상의 손가락들의 빠른 선형적 움직임)를 들 수 있다. 순간적 제스처들은 복수 방향의 움직임들로 구성될 수도 있고, 그런 예로는 복수의 라인들 및/또는 곡선형 경로를 따르는 움직임들이 있다. 예를 들면, 사용자는 편집자 삽입 표시
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를 그려서 복사된 텍스트를 텍스트 선택 내의 현재 커서 위치에 붙일 수 있다. 여기서 서술된 순간적 제스처들의 예시는 단지 예시 목적일 일뿐 한정적으로 해석돼서는 안 될 것이다.
순간적 제스처들과는 달리 연속적 제스처들은 하나 이상의 매개 변수를 연속적으로 명시하고, 사용자의 의도가 달성될 때까지 화면상 피드백(on-display feedback)이 제공된다. 연속적 제스처의 한 예로는 "핀치(pinch)" 제스처를 들 수 있고, "핀치" 제스처는 다중 터치 센서 상에서 두 손가락들 사이의 거리 변화가 입력으로 사용되어 부합하는 사진 또는 조종되는 다른 객체들의 크기 감소, 컴퓨터 장치가 내는 소리의 높이 변경 등을 수행한다. 이와 유사하게, 다중 터치 센서 상의 두 손가락들 사이의 거리가 증가하는 "스트레치(stretch)" 제스처는 부합되는 사진 또는 다른 객체의 크기를 증가시킨다. 연속적 제스처의 다른 예시들로는 스크롤링 방향으로 손가락으로 목록을 드래그해서 목록 스크롤링 하기, 객체 위에서 두 손가락들의 상대적 배향을 바꾸어 물체를 회전시키기 등을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
제스처가 순간적, 연속적, 또는 다른 제스처 종류인지 여부에 상관없이, 도시된 컴퓨터 마우스(100) 위의 터치 센서(102)는 사용자로 하여금 컴퓨터 마우스에서 손을 떼서 키보드, 터치 감응 디스플레이, 또는 이런 종류의 다른 입력 장치들로 이동할 필요없이 제스처-기반 입력들을 수행할 수 있도록 해준다.
컴퓨터 마우스(100)는 터치 입력을 만드는데 있어서 터치 감응 디스플레이의 사용하는 것에 비해서 다양한 이점들이 있는데, 이는 컴퓨터 마우스(100)가 터치 감응 입력 장치들의 장점들을 유지하면서 터치 감응 디스플레이들이 가지고 있는 문제점들을 피할 수 있기 때문이다. 예를 들면, 컴퓨터 장치들을 위한 모니터로 사용되는 터치 감응 디스플레이들은 보통 디스플레이와 사용자가 마주 보고 앉도록 설정되는 수직-배향 디스플레이 스크린으로 구성된다. 이런 터치 감응 디스플레이들은 사용자의 손가락들과 터치 감응 디스플레이 상에서 조종되는 그래픽 객체들 사이의 직접적인 대응을 제공하지만, 이런 터치 감응 디스플레이들과의 상호 작용은 마우스 기반 상호 작용과 비교해서 훨씬 큰 물리적 노력이 수반된다. 예를 들면, 수직 배향된 터치 감응 디스플레이의 장기간 사용은 터치 입력들을 만드는데 사용되는 팔에 상당한 피로를 유발할 수 있다.
그와는 대조적으로 컴퓨터 마우스(100)는 사용자로 하여금 스크린상에서 상호 작용(예를 들면 커서, 포인터, 등) 장소를 먼 거리에 걸쳐 적은 노력으로 이동 가능하게 하고, 컴퓨터 마우스(100)와 손의 접촉을 유지하는 상태에서 그 위치에서의 터치 입력 제스처의 수행을 가능하게 한다. 더 나아가, 컴퓨터 마우스에 터치 센서 추가로 인한 비용 증가 역시 디스플레이 장치상에 터치 센서를 추가하는 비용 증가와 비교할 때, 제조 공정이 단순하고(예를 들면 전도성 잉크 프린팅 vs. 전기 전도성 물질 증착) 디스플레이 장치를 위한 터치 센서를 생산할 때보다 마우스를 위한 터치 센서를 생산할 때 더욱 저렴한 재료 사용이 가능하기 때문에 더 저렴하다. 추가로, 컴퓨터 마우스를 위한 터치 센서는 디스플레이 장치를 위한 터치 센서랑 비교할 때 크기 역시 상당히 작을 수 있고, 이것은 디스플레이 장치용 터치 센서와 비교시에 컴퓨터 마우스에 대한 터치 센서 제조 비용을 더욱 감소시킬 수 있다.
도 4는 서술된 내용들의 다양한 실시예들의 특성을 포함하는 컴퓨터 마우스(400)의 실시예의 블록 다이어그램을 보여주고, 이들은 컴퓨터 마우스(100)를 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 컴퓨터 마우스(400)는 마우스 패드, 테이블 등의 추적 표면(tracking surface) 위의 움직임들을 추적할 수 있게 하는 움직임 감지부(motion detector)(402)를 포함한다. 도시된 움직임 감지부(402)는 레이저 또는 LED와 같이 추적 표면 위로 빛을 출사하도록 구성된 광원(404), 그리고 움직임 감지를 위해 추적 표면에서 반사된 빛을 수신하여 추적 표면의 영상들을 주기적으로 얻도록 설정된 영상 센서(406)를 포함한다.
컴퓨터 마우스(400)는 더 나아가 컴퓨터 마우스(400)의 표면에 위치하고 일반적 사용시에 사용자의 손가락에 의해 접촉되는 터치 센서(410)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 마우스(400)는 단일 용량성 다중 터치 센서를 포함할 수 있고, 다른 실시예들에서 컴퓨터 마우스(400)는 컴퓨터 마우스 표면의 다양한 장소에 위치하는 복수의 터치 센서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 터치 센서(410)는 용량성(capacitive) 터치 센서로 구성될 수 있고, 다른 실시예들에서 터치 센서는 저항식 또는 다른 적합한 터치 센서로 구성될 수도 있다. 더 나아가, 일부 실시예들에서, 터치 센서는 시간적으로 오버랩되는 복수의 터치들을 감지하도록 설정될 수 있고, 다른 실시예들에서는 터치 센서는 단일 터치들만 감지하도록 설정될 수도 있다.
그 다음에, 컴퓨터 마우스(400)는 컴퓨터 장치와 의사 전달을 가능하게 하는 입출력 시스템(412)을 포함한다. 적절한 입출력 시스템들의 예로는 USB 인터페이스(414) 및/또는 블루투스와 같은 적합한 프로토콜을 통해서 정보의 무선 전송을 가능하게 하는 무선 통신 시스템(416) 등이 있다.
일부 실시예들에서, 컴퓨터 마우스(400)는 선택적으로 하나 이상의 기계적 버튼들을 포함할 수 있고, 이는 기계적 작동기(mechanical actuator)(418)로 나타난다. 후술 되는 바와 같이, 컴퓨터 마우스(400)는 기계적 작동기와 함께 사용되는 터치들, 제스처들, 손의 자세 등이 특정한 마우스 기능들에 맵핑되도록 설정될 수 있고, 이들 기능들은 오른쪽 클릭과 같은 일반적인 마우스 기능을 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 도시된 실시예는 한 개의 기계적 작동기를 포함하지만, 다른 실시예들은 다수의 기계적 작동기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 한 실시예에서는, 마우스는 오른쪽과 왼쪽 기계적 버튼들을 포함할 수 있고, (일반 마우스처럼) 여기서 각각의 버튼은 버튼 표면상에서 이루어지는 터치 입력들을 감지할 수 있는 터치 센서로 구성된다.
다른 실시예들에서는, 다른 감지 그리고 피드백 메커니즘이 기계적 작동기에 대해 추가적/대체적으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 피드백 메커니즘들과 관련해서, 마우스는 선택된 입력의 감지에 대한 응답으로 진동하도록 설정될 수 있다(예를 들면 오른쪽 클릭 기능에 부합되는 터치 입력). 더 나아가, 마우스는 오른쪽 클릭 또는 다른 입력들의 감지시에 "클릭" 소리를 내는 것과 같은 오디오 출력을 포함할 수 있다. 더 나아가, 제어부는 선택된 터치 입력에 대한 응답으로 마우스에 연결된 컴퓨터 장치로부터 오디오 피드백을 시작하도록 설정된 신호를 출력하도록 설정될 수 있다. 이들 피드백 메커니즘들은 이해 목적으로 표현된 것일 뿐, 한정적으로 해석되지는 않는다.
마찬가지로, 감지 메커니즘들과 관련해서, 기계적 작동기에 추가적/대체적으로, 마우스는 저항 압력 센서(resistive pressure sensor)와 같은 하나 이상의 압력 센서들(419)도 포함할 수 있다. 예를 들면 이런 압력 센서는 마우스 본체의 내부 면에 위치할 수 있다. 사용자가 마우스 본체를 누를 때(예를 들면 오른쪽 클릭 입력을 할 때), 압력 센서는 예를 들면 마우스 표면의 미세한 변형을 통해서 누름을 감지할 수 있다. 이것은, 터치 센서로부터의 입력과 함께, "오른쪽 클릭"과 같은 다른 행위들을 구별하는데 사용될 수 있다.
계속해서 도 4에 관하여 서술하면, 일부 실시예들에서, 컴퓨터 마우스(400)는 선택적으로 하나 이상의 광원들을 포함할 수 있고, 이들은 "광원 1"(420)과 "광원 n"(422)로 도시되고 여기서 n은 0 이상의 값을 가지는 정수이다. 더욱 상세하게 후술 되는 바와 같이, 광원들(420, 422)은 특정 영역들이 특정 기능들로 맵핑되는 경우에 있어서, 터치 센서(410)의 특정 영역들을 표시하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 마우스(400)가 목록 스크롤링에 사용되고 있을 때, 터치 센서(410)의 일부는 스크롤 휠의 특정 기능을 가지도록 맵핑될 수 있다. 그리고나서 스크롤 휠(scroll wheel)의 특정 기능에 맵핑된 터치 센서(410)의 일부는 대응하는 광원(420, 422)을 작동시켜 해당 부분을 하이라이트 하는 것에 의해 표시될 수 있고, 예를 들면 해당 부분을 아웃라이닝하는 방식, 영역 전체를 밝게 표시하는 방식, 또는 어떤 다른 적절한 방식으로 표시될 수 있다.
계속해서 도 4에 관하여 서술하면, 컴퓨터 마우스(400)는 메모리(432)를 가지는 제어부(430)와 프로세서(434)로 대표되는 다양한 로직 요소들로 구성된다. 메모리(432)는 그 안에 저장된 컴퓨터 판독 가능 명령들을 포함하며, 이들 명령들은 컴퓨터 마우스(400)의 작업을 가능하게 하기 위해서 프로세서(434)에 의해 실행 가능하다. 예를 들면, 명령들은 움직임 감지부(402), 터치 센서(410), 그리고 기계적 작동기로부터 입력을 수신하고, 이들 신호들을 처리하고, 부합되는 제어 신호들을 GUI와 상호작용하도록 광원들(420, 422)과 컴퓨터 장치에 제공하도록 실행될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 명령들은 컴퓨터 장치상에서 실행 중인 일반적인 마우스 드라이버에 의해 인식 가능한 제어 신호들을 제공하도록 프로세서(434)에 의해 실행 가능하다. 이런 방식으로, 컴퓨터 마우스(400)는 레거시 마우스 드라이버(legacy mouse driver)를 실행하는 컴퓨터 장치들과 함께 사용될 수 있고, 따라서 컴퓨터 마우스(400)가 백워드(backward) 호환 가능하다. 좀더 구체적인 예시에서, 터치 센서의 일부가 스크롤 휠 기능에 맵핑된 경우, 터치 센서(410)의 맵핑된 부분에서 수신된 터치 신호들은 컴퓨터 장치에 제공되는 일반적인 스크롤 휠 신호로 전환될 수 있다. 마찬가지로, 오른쪽 클릭 또는 왼쪽 클릭(예를 들면 통상적인 왼쪽 또는 오른쪽 마우스 버튼 누르기)에 해당하는 기계적 작동기(418) 및/또는 압력 센서(419)의 작동은 터치 센서(410)의 신호들을 통해서 통상적인 마우스에 의해 제공되는 통상적인 "왼쪽 클릭" 또는 "오른쪽 클릭" 신호들로 전환될 수 있다. 터치 센서(410), 기계적 작동기(418), 및/또는 압력 센서(419)로부터의 신호들을 통상적인 마우스 신호로 전환하는 표현된 예시들은 예시 목적으로 서술된 것이며 한정적 의미로 해석되지는 않을 것이다.
용량성 터치 센서(capacitive touch sensor)(410)는 커패시턴스를 통해서 터치를 감지하는 임의의 적절한 설정을 가질 수 있다. 도 5는 용량성 터치 센서(410)의 적절한 설정(500)의 예시를 보여주고, 이것은 502에서 나타난 바와 같은 복수의 센서 요소들의 열들(rows)과, 504에서 나타난 바와 같은 복수의 센서 요소들의 행들(columns)로 구성되며 이들은 복수의 픽셀들을 형성하고 픽셀은 각각 픽셀 위의 본체에 위치하는 터치를 감지하도록 설정된다. 센서 요소들의 열들(502)은 센서 요소들의 행들(504)로부터 유전체 층에 의해서 분리된다. 제1 복수의 리드부(leads)(506)는 센서 요소들의 열들(502)을 전력 공급원 및/또는 그라운드(ground)(열의 반대쪽 끝, 미도시)와 연결하고, 제 2 복수의 리드부(leads)(508)는 센서 요소들의 행들(504)을 전력 공급원 및/또는 그라운드(행의 반대쪽 끝, 미도시)와 연결한다. 도시된 실시예에서, 각각의 센서 요소는, 510에서 나타난 바와 같이, 직사각 형태를 가지고 동일한 행 또는 열의 반대편 코너의 이웃하는 센서 요소들과 연결된다. 그러나 센서 요소는 도시된 것과는 다른 어떤 적절한 형태를 가질 수도 있다.
터치 센서(410)를 통해서 터치를 감지하는데 있어서 임의의 적절한 전기 회로망이 사용될 수 있다. 사람의 피부는 전도성이 있고, 사람들은 그들의 주변 환경들을 통해서 전기적 그라운드와 적절한 접촉을 하고 있다. 사용자의 손가락에서 그라운드까지의 커패시턴스는 일반적으로 대략 1000 피코패럿이다. 이 커패시턴스가 사용자의 손가락과 접속 또는 인접하는 위치에서의 터치 센서의 측정되는 커패시턴스에 미치는 영향은 다양한 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서는 도 6에 도시된 것과 같이 센서 요소(510)에서 그라운드까지의 커패시턴스가 측정될 수 있다. 사용자가 접근해서 센서 요소를 터치할 때, 해당 센서 요소의 그라운드로의 커패시턴스는 증가한다. 행들과 열들의 커패시턴스의 변경과 관련된 정보는 영향받는 열과 영향받는 행 사이의 교차점에 대응되는 센서의 영역에 터치가 맵핑되도록 한다.
다른 실시예들에서, 커패시턴스는 도 7에 도시된 바와 같이 센서 요소 행과 센서 요소 열 사이의 측정을 통해서 측정될 수 있다. 사용자가 센서 요소들 사이의 경계에 다가설수록, 사용자의 그라운드에 대한 커패시턴스는 그 위치에서의 필드(field)를 방해하고, 센서 요소들 사이에서 측정된 커패시턴스는 감소한다.
또 다른 실시예들에서, 커패시턴스는 도 6에 도시된 바와 같이 센서 요소로부터 그라운드로 측정될 수 있으나, 열의 일부 또는 행의 일부로 확장되는 센서 요소를 사용해야 한다. 이것은 도 8에서 도시된다. 이런 방식으로, 터치의 위치가 열(800)의 길이 및/또는 행(802)의 길이를 따라서 더욱 정밀하게 판단된다. 도시된 실시예 안에서, 각각의 열(800)과 각각의 행(802)은 그라운드와 두 개의 연결부들을 가지나, 각각의 행 및/또는 각각의 열은 그라운드와 어떤 적절한 수의 연결부들도 가질 수 있다. 전원 공급원과 그라운드 사이에 적은 수의 센서 요소를 사용하는 것은 특정 센서 크기에 대하여 터치 위치의 보다 정밀한 판단을 가능하게 한다. 또 다른 실시예들에서, 각각의 센서 "픽셀"은 전력 공급원과 그라운드에 전용 연결부를 가지는 각각의 커패시턴스 회로로 구성될 수 있다.
도 5를 간략하게 참조하면, 용량성 센서 요소(510)는 임의의 적절한 간격(spacing)을 가질 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서 센서 요소들(510)은 인접하는 센서 요소들의 중심부들 사이에 대략 1-5밀리미터의 간격을 가진다. 이 크기의 센서 요소들은 충분히 작아서 터치 센서를 터치하는 손가락이 적어도 두 센서 요소들의 범위 내에 들어가게 되며, 이는 성인의 집게 손가락이 터치 센서를 터치할 때 대략 10mm 지름의 터치 영역을 가지기 때문이다. 이런 센서에 있어서, 해상도가 효용성 있기 위해서는 센서 크기보다 세밀해야 하며, 이는 손가락이 복수 센서 요소들을 커버할 때 더 정밀한 위치가 보간(interpolate) 될 수 있기 때문이다. 다른 실시예들에서, 센서 요소들은 5mm보다 더욱 촘촘한 간격을 가질 수 있다. 그러나 이것은 행들과 열들의 수의 증가에 따른 터치 센서의 가격 상승을 유발할 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서, 센서 요소들은 5mm보다 큰 간격을 가질 수도 있다. 그러나 이 경우에, 센서가 충분히 커서 손가락이 단일 센서 요소를 터치할 수 있고, 이것은 손가락의 위치 판단을 어렵게 하여 센서 해상도의 저하를 초래할 수 있다.
어떠한 적절한 센서 크기와 센서 요소(519)의 수도 사용될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 대략 100mm x 50mm의 센서 영역이 사용될 수 있다. 도 6의 실시예에서, m x n 열들을 가지는 센서는 행들과 열들의 수가 m + n과 같을 수 있고, m + n 커패시턴스 측정값들이 센서의 완전한 해석을 산출할 수 있다. 그러나 이 실시예에서, 만약에 사용자가 복수의 열들 및/또는 복수의 행들을 한 번에 터치한다면, 터치의 위치가 정확하게 파악되지 않을 수 있다. 예를 들면, 만약에 사용자가 열들 A 와 B 그리고 행들 2와 3을 터치하는 경우에 있어서, 사용자의 위치가 (A,2) 와 (B,3) 또는 (A,3) 와 (B, 2) 중 어디인지를 판단하는 것은 어려울 수 있다. 도 8의 내용과 관련해서 서술된 바와 같이, 이런 모호성은 센서 요소들의 각각의 열 및/또는 각각의 행에서 복수의 그라운드 연결부를 사용함으로써 일정 부분 극복될 수 있다.
이와는 대조적으로, 다시 도 7을 참조하면, 만약에 한 센서 요소로부터 다른 센서 요소로의 커패시턴스가 터치 되면, 각각의 열에서 각각의 행으로 커패시턴스가 측정되면서 m x n 측정값들이 생성될 수 있다. 이 경우에, 터치가 복수의 열들 및/또는 복수의 행들 위에서 발생하는 지점 각각의 터치 위치를 독립적으로 파악하는 것이 가능하다.
m x n 측정값 실시예를 사용하는 것은 m + n 측정값 실시예의 사용하는 것에 비해 일부 상황들에 있어서 이점을 제공할 수 있다. 예를 들면, 사용자가 사용 중인 컴퓨터 마우스를 잡을 때 복수의 우연한 터치들이 있을 수 있다. 터치 입력의 상세한 위치를 상술 된 m + n 방법으로 판단할 때 존재하는 부정확성 때문에, 이런 관련성 없는 터치들을 폐기하는 발견된 교수법(heuristics)은 m x n 방법에 비해 m + n 방법 사용시에 전개하기가 어렵고 이는 m x n 방법은 각각의 센서 요소에서의 커패시턴스를 독립적으로 분석할 수 있기 때문이다.
다른 한편으로, m + n 방법은 저비용 및 저전력에서 구현가능하기 때문에 다른 이점들을 제공할 수 있다. m + n 방법으로 터치들의 위치를 정확하게 산정하는 능력을 개선하기 위해서, 도 8의 실시예가 사용될 수 있다. 이 실시예는 터치 하나가 열 또는 행 안의 스플릿(split)의 한 편에 있고, 다른 하나의 터치가 스플릿의 반대편에 있기만 하면, 두 개의 독립적 터치 지점들의 측정을 가능하게 한다.
또 다른 실시예들에서, 센서는 m + n 및 m x n 감지 방법 두 가지를 모두 활용할 수 있다. 예를 들면, m x n 측정은 상세함을 제공하는 반면에 측정 수 증가로 인해 전력 소모가 크다. 따라서, 센서는 터치 상태의 변경이 감지될 때까지 m + n 감지 방법을 사용하여 판독될 수 있다. 그리고 나서 m + n 측정을 재개하기 전에 변경된 터치 상태에 대해 더 세밀한 정보를 모으기 위해서 m x n 측정이 수행될 수 있다. 이것은 도 24와 관련되어 상세하게 후술 된다.
터치 센서(410)는 임의의 적합한 방법과 임의의 적합한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 터치 감응 디스플레이 장치들에 대한 일반적인 용량성 터치 센서는 ITO(indium tin oxide)와 같은 투명 도전체로부터 만들어질 수 있고, 이는 절연 플라스틱기판 또는 절연 유리(insulating glass) 위에 위치할 수 있다. 예를 들면 이런 센서들은 기판의 상부면 위에 열들을 형성하고 하부 면에 행들을 형성하는 방식(또는 반대로), 또는 행들과 열들 모두를 구성하는 ITO 단일 층으로부터 형성될 수도 있고, 이때 금속 또는 ITO 점퍼들을 포함한다.
그러나 터치 감응 컴퓨터 마우스의 경우 또는 터치 센서를 위한 다른 이런 사용 환경에서, 센서는 불투명할 수도 있다. 더 나아가, 컴퓨터 마우스를 위한 터치 센서는 터치 감응 디스플레이에서 사용되는 터치 센서와는 다르게 곡선형 표면을 가진다. 따라서, 컴퓨터 마우스를 위한 용량성 터치 센서는 다른 제조 공정들을 통해서 생산될 수 있다. 예를 들면, 한 실시예에서는, 곡선형 용량성 터치 센서는 전도성 잉크를 사용하여 가요성 절연 기판(flexible insulating substrate) 위에 터치 센서의 행들과 열들을 프린팅하는 방식(예를 들면 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 또는 다른 적절한 프린팅 기술)으로 만들어질 수 있다. 더 구체적인 예시에서, 은 PTF(polymer thick film)으로 폴리에스테르 기판 위에 프린트될 수 있다. 이 예시는 예시적 목적으로 서술된 것일 뿐 한정적 의미는 아니다.
도 9는 용량성 다중 터치 센서를 가지는 곡선형 기하학적 부분을 가지는 객체를 형성하는 방법(900)의 실시예를 도시한다. 컴퓨터 마우스와 관련돼서 도시되었지만, 이 개념들은 임의의 다른 적절한 곡선형 물체들에도 적용 가능하다. 우선, 방법(900)은 902에서 가요성 절연 기판의 제 1면 위에 센서 요소들의 제 1세트를 형성하는 단계로 구성된다. 904에서 나타난 바와 같이, 더 구체적인 실시예에서, 센서 요소들의 제 1세트는 전도성 잉크를 후막(thick film)과 같은 가요성 가판 위에 프린팅하는 방식으로 형성될 수 있다. 콘택트 트레이스들(contact traces)도 같은 방식으로 형성될 수 있다. 다음으로, 방법(900)은, 906에서 기판의 제 2면 위에 센서 요소들의 제 2세트를 형성하는 단계로 구성된다. 908에서 나타난 바와 같이, 더 구체적인 실시예에서, 센서 요소들의 제 2세트는 기판의 제 2면 위에 전도성 잉크를 프린트하는 방식으로 형성될 수 있고, 그렇게 함으로써 센서를 형성한다. 콘택트 트레이스들도 같은 방식으로 형성될 수 있다. 다음으로, 센서들은 910에서 나타난 것과 같이, 곡선형 마우스 표면에 맞게 휘어질 수 있고, 그 뒤에 912에 도시된 것과 같이 마우스 표면에 고정되어(예를 들면 접착제 또는 다른 적절한 메커니즘을 통해서) 터치 감응 컴퓨터 마우스를 형성할 수 있다. 센서의 전력 공급원, 제어부 등과의 전기적 연결들은 임의의 적절한 방식으로도 만들어질 수 있다. 예를 들면 기판은 트레이스들이 프린트되는 가요성 "꼬리(tail)"를 포함할 수 있고, 이것은 마우스 내부와 연결되어 다른 회로망들과 연결될 수 있다.
도 10은 용량성 다중 터치 센서를 가지는 컴퓨터 마우스를 형성하는 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 방법(1000)은, 1002에서 기판의 제 1면 위에서 센서 요소들(그리고 트레이스들)의 제 1세트를 프린팅 기법에 의해 형성하는 단계, 그리고 1004에서, 센서 요소들의 제 1세트 위에 유전체(dielectric) 층을 형성하는 단계로 구성된다. 다음으로, 방법(1000)은 1006에서, 센서를 형성하기 위해서 유전체 층 위에 센서 요소들(그리고 트레이스들)의 제 2세트를 형성하는 단계로 구성된다. 그 뒤에, 1008에서, 방법(1000)은 마우스의 표면에 맞게 센서를 구부리는 단계와 그리고 센서 감응 컴퓨터 마우스를 형성하기 위해서 센서를 마우스 표면에 고정하는 단계로 구성된다.
도 11은 컴퓨터 마우스를 위한 다중 터치 센서를 형성하는 방법(1100)의 다른 실시예를 보여준다. 우선, 1102에서, 센서 요소들의 제 1세트와 제 2세트가 단일 층에 프린팅되고, 센서들의 제 1세트에 대한 연결부들이 형성된다. 다음으로, 1104에서, 절연 물질이 점퍼들(jumpers)이 형성될 영역에 증착되며, 즉 센서들의 제 1세트에 대한 연결부 위에 증착된다. 그 뒤에 1106에서, 센서를 완성하기 위해서 센서들의 제 2세트에 대한 연결부들을 형성하기 위해 전도성 점퍼들이 절연 물질 위에 증착된다. 이 과정은 밑에 도 21에서 도시되어 있다. 그 뒤에 센서는 상술 된 바와 같이 컴퓨터 마우스에 고정될 수 있다. 이들 실시예들은 예를 도시하기 위한 목적일 뿐, 한정적 의미는 아니다.
임의의 적절한 기판이 전도성 잉크 프린팅을 위한 기판으로 사용될 수 있다. 적절한 기판의 한 예시는 대략 0.003인치의 두께를 가지는 폴리에스테르 시트로 구성된다. 다른 실시예들에서, 기판은 다른 임의의 적절한 가요성 절연 물질로 만들어질 수 있고, 다른 적절한 두께를 가질 수 있다. 마찬가지로, 전도성 잉크는 임의의 적절한 두께를 가질 수 있다. 한 특정 실시예에서, 각각의 센서 요소를 형성하는 전도성 잉크는 대략 0.001인치의 두께를 가진다. 다른 실시예들에서, 전도성 잉크는 임의의 다른 적절한 두께를 가질 수 있다.
이런 센서의 폴리머 전도성 잉크 후막의 전기적 성질들은 유리 위의 ITO와 비교할 때 더 낮은 시트 저항(sheet resistance)을 가질 수 있다. 예를 들면, 은 잉크의 후막은 낮은 시트 저항을 가진다(은 전도성 잉크는 40 milliohms 내외 vs. ITO는 수십 또는 수백 ohms). 이것은 센서의 행렬을 따라 RC 지연을 감소시킬 수 있고, 따라서 긴 트레이스들에 있어 적은 에러로 빠른 측정을 가능하게 할 수 있다. 더 나아가, 일부 실시예들에서, 카본 전도성 잉크가 은 잉크 대신 사용될 수도 있다. 카본 잉크는 은 잉크보다 저렴하면서도 적절한 낮은 저항을 가질 수 있다.
도 9-11에서 도시된 방법들은 마우스 또는 다른 물체의 "전개 가능한 표면(developable surface)"에 대하여 다중 터치 센서를 형성하는데 적합하다. 용어 "전개 가능한 표면"은 전단 변형(압축 및/또는 팽창) 없이 평평한 평면으로 펴질 수 있는 표면을 의미한다. 도 12는 이런 전개 가능한 표면을 가진 컴퓨터 마우스(1200)의 예시적 실시예를 보여준다. 구체적으로, 전개 가능한 표면은 컴퓨터 마우스의 왼쪽 측면(도 12의 컴퓨터 마우스의 배형을 참조)으로부터 마우스가 오른쪽 아래 측부를 향해서 아래 방향으로 곡면화를 시작하는 위치(일점 쇄선 1202로 표시되는)로 마우스의 장축을 따라서 확장된다. 마우스(1200)의 이 부분에 적용되는 터치 센서는 일반적인 사용시에 사용자의 손가락들에 의해 터치 되는 장소에 위치하고, 따라서 사용자의 손가락들에 의해 만들어지는 터치 제스처들을 감지할 수 있다.
다른 실시예들에서, 컴퓨터 마우스는 복잡한 굴곡을 가진 전개 가능하지 않은 표면(non-developable surface) 상에 위치하는 터치 센서를 포함할 수도 있다. 도 13은 전개 가능하지 않은 표면상에서 사용되는 다중 터치 센서를 가진 컴퓨터 마우스를 형성하기 위한 방법(1300)의 실시예를 보여주고, 이 방법은 센서를 전개 가능하지 않은 표면에 적용하기 전에 미리 접는 단계로 구성된다. 방법(1300)은 1302에서, 기판의 접히지 않는 부분 위에 센서 요소들의 제 1세트와 제 2세트를 형성하는 단계로 구성된다. 센서 요소들의 제 1세트와 제 2세트는 상술한 방법들(900-1100) 중 임의의 방법으로 구성될 수 있고, 또는 어떤 다른 적절한 방법도 사용될 수 있다.
다음으로, 방법(1300)은 1304에서, 기판의 접히는 부분 안에 전기적 트레이스들을 형성하는 단계로 구성된다. 예를 들면 이런 트레이스들은 기판 중 접히는 부분에 의해서 공간적으로 분리되는 센서 요소들을 연결하기 위해서 형성된다. 방법(1300)은 다음으로 1306에서, 기판을 그것이 적용되는 마우스 표면의 복잡한 굴곡과 일치하는 형태로 접는 단계와 그리고 나서 1308에서, 센서를 마우스 표면에 고정시키는 단계로 구성된다. 이런 방식으로, 제조 과정에서 처음에는 평평했던 기판이 전개 가능하지 않은 표면에 맞춰지기 위해 형상 변경이 이루어진다. 그 뒤에 센서는 가요성 플라스틱 기판 위에 전도성 폴리머 후막 잉크를 사용해서 프린팅된 가요성 "꼬리"를 통해서 마우스 안에 위치한 PCB(printed circuit board) 상의 전자 장치와 연결될 수 있다. 이런 꼬리는 ZIF 또는 다른 플렉스 연결부(flex connector) 또는 단순히 보드 상의 콘택트들에 가압하는 방법을 사용해서 PCB와 연결될 수 있다.
기판을 접는 단계에 추가해서, 기판은 접히기 위해서 또는 전개 가능하지 않은 표면의 형상으로 변형하기 위해서 절단될 수도 있다. 그러나. 어떤 사용 환경들에서는, 접는 것이 절단한 것보다 실용적일 수 있고, 이는 절단된 부분과 비교시에 접힌 부분에서의 전기 전도도(electrical connectivity)는 유지되기 때문이다.
도 14는 컴퓨터 마우스의 전개 가능하지 않은 표면 위에 위치하는 용량성 다중 터치 센서를 포함하는 컴퓨터 마우스를 형성하는 방법(1400)의 다른 실시예를 보여준다. 방법(1400)은 1402에서, 컴퓨터 마우스의 표면 위에 직접 센서 요소들의 제 1세트를 형성하는 단계를 포함한다. 센서 요소의 제 1세트는, 예를 들면, 1404에 나타난 바와 같이, 컴퓨터 마우스의 표면 위에 전도성 잉크를 패드 프린팅(pad printing) 하는 방식으로 형성될 수 있다. 패드 프린팅은 우선 패턴이 가요성 패드 위에 프린트된 다음에 가요성 패드가 패턴을 다른 표면에 전달하기 위해서 다른 표면에 대해 가압 되는 과정을 뜻한다. 일부 실시예들에서, 전도성 잉크는 1406에서 표시된 바와 같이 마우스 본체의 내부 표면 위에 프린트될 수 있고, 다른 실시예들에서 전도성 잉크는 1408에서 나타난 바와 같이 마우스 본체의 외부 표면상에 프린트될 수도 있다. 전도성 잉크가 마우스 본체의 내부 표면에 프린트되는 위치에 있어서, 마우스 본체는 마우스 본체를 터치하는 손가락의 영향이 센서에 의해 감지 가능하도록 충분히 얇을 수(예를 들면 대략 0.5mm) 있다.
계속해서 도 14에 대해서 서술하면, 방법(1400)은 다음으로 1410에서, 센서 요소들의 제 1세트 위에 유전체 층을 형성하는 단계와, 그 뒤에 1412에서, 센서 요소들의 제 1세트 위에 센서 요소들의 제 2세트를 형성하는 단계로 구성된다. 다른 실시예들에서, 센서 요소들의 제 1세트와 제 2세트는 각각 마우스 본체의 내부 표면과 외부 표면에 형성될 수도 있다.
힘은 추가적 및/또는 대체적으로 압전 저항 잉크(piezoresistive ink)를 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들면, 압전 저항 잉크 층이 다른 기판들에서 구성되어 있는 센서의 열들과 행들 사이에 삽입될 수 있다. 이런 배열에서, 전류는 센서의 표면에 수직인 방향으로 흐른다. 다른 예시에서, 압전 저항 잉크층은 센서의 열들과 행들이 동일한 기판에서 구성된 경우(매트릭스 안에서 행들과 열들을 연결하는 점퍼들을 포함한다)에 센서의 상부에 적층될 수 있다. 이런 배열에서 전류는 센서의 표면 내에서 흐를 수 있다. 행과 열 사이의 임피던스(impedance)는 저항과 커패시턴스의 평행 결합으로 간주된다. 두 개의 분리된 주파수들에서 측정함으로써, 커패시턴스와 저항은 독립적으로 측정될 수 있다. 이것은 도 21-23의 내용에서 보다 상세하게 후술 된다.
다음으로, 방법(1400)은 1414에서, 센서 요소들의 제 2세트 위에 보호층(protective layer)을 형성하는 단계로 구성된다. 이런 보호층은, 예를 들면, 1416에서 나타난 바와 같이 센서 요소들의 제 2세트 위에 유전체 페인트(dielectric paint)를 적용하는 방식으로 형성될 수 있고, 또는 1418에서 나타난 바와 같이 센서 요소들의 제 2세트 위에 얇은 사전 몰딩 된 쉘(pre-molded shell)을 적용하는 방식으로 형성될 수 있고, 또는 임의의 다른 적절한 방식을 통해서 형성될 수 있다. 이런 식으로, 용량성 다중 터치 센서는 마우스 본체에 나중에 고정되는 기판 위에 형성되지 않고, 마우스 본체 위에 직접 형성될 수 있다. 이런 실시예들에 대한 상호 연결부들은 임의의 적절한 방식으로 형성될 수 있다. 이 센서에 대한 상호 연결부들을 형성하는 적절한 방법의 한 예시는 일부 LCD들에서 사용되는 "지브라 스트라이프(zebra stripe)" 재료와 유사한 이방성 전도도(anisotropic conductivity)를 가지는 휘는(conforming) 재료를 사용해서 상호 연결부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 15는 "인몰드 데코레이션(in-mold decoration)" 방식을 통해 컴퓨터 마우스의 전개 가능하지 않은 표면 위에 용량성 다중 터치 센서를 형성하는 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 방법(1500)은 1502에서, "포일(foil)"을 형성하는 단계, 그 다음에 1504에서, 포일 위에 센서 요소들의 제 1세트와 제 2세트를 프린팅하는 단계를 포함한다. 포일은 몰딩 도중에 포일 상에 프린트된 패턴이 몰딩 되는 물체에 전달되도록 마우스 본체 몰딩 과정 도중에 몰드 내에 위치하는 장착물(insert)이다. 따라서, 방법(1500)은 그 다음으로 1506에서 센서 요소들의 제 1세트와 제 2세트가 프린팅된 포일을 삽입하는 단계와, 그리고 1508에서 몰드 안의 마우스 본체를 몰딩하는 단계와 그렇게 함으로써 패턴을 마우스 본체로 전달하는 단계로 구성된다. 포일은 몰딩 도중에 몰딩 되는 물체 안에 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있다. 전기적 트레이스들도 동일한 방식으로 몰딩 과정 도중에 마우스 본체 위에 형성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 마우스 표면 위에 프린팅된 전도성 재료들은 승화되는(sublime) 재료일 수 있다. 이런 실시예들에서, 센서 어레이는 마우스 본체의 벌크 물질 안으로 승화될 수 있고, 따라서 센서 어레이가 직접 마우스 본체 안에 포함될 수 있다.
방법들(900, 1000, 1100, 1300, 1400, 그리고 1500)에서 상술 된 센서들은 커패시턴스를 감지하도록 설정된다. 이것은 센서 상의 특정 지점에 사람 손가락이 근접하는지 여부를 감지할 수 있게 하지만, 손가락이 가압하는 힘을 직접적으로 감지하지는 않는다. 더 상세하게 후술 되는 바와 같이, 이 힘은 터치 입력의 접촉 패치 영역(contact patch area)의 측정을 통해서 간접적으로 측정된다. 이 영역은 손가락이 더 큰 힘으로 압력을 가할수록 증가되고, 이는 손가락 피부가 평평해지기 때문이다. 일부 실시예들에서, 힘의 측정은 힘을 전기적 커패시턴스로 전환하는 변환기(transducer)를 가지는 센서를 집성하는 방식(laminating)으로 얻어지질 수 있다. 이런 변환기의 예로는 압력에 민감한 유전율 상수를 가지는 재료를 들 수 있고 구체적으로는 액정 재료를 들 수 있다. 압력 센서의 예시는 예시 목적으로 제시된 것일 뿐, 한정적으로 해석되지 않는다.
상술한 바와 같이, 터치 감응 표면을 가진 마우스는 특정 기능들에 맵핑된 터치 감응 표면의 영역들을 표시하기 위해 선택적으로 밝힐 수 있는 하나 이상의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 16은 스크롤 휠 기능에 맵핑된 영역(1602)으로 구성된 컴퓨터 마우스(1600)의 실시예를 보여준다. 예를 들면 사용자는 영역(1602)을 따라서 컴퓨터 마우스(1600)의 장축 방향으로 손가락을 앞뒤로 플릭킹 또는 드래깅함으로서 목록을 스크롤할 수 있다.
그러나 컴퓨터 마우스(1600)가 액티브한 상태이어도 이 기능을 나타내지 않는 매끄럽고 특성 없는 표면을 가질 수 있기 때문에, 컴퓨터 마우스(1600)는 영역이 스크롤 휠 기능에 맵핑되었을 때 영역(1602)을 표시하도록 밝혀주는 하나 이상의 광원들로 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 영역(1602)의 경계(1604)가 밝혀지나, 다른 실시예들에서 영역은 임의의 적절한 방법으로 표시될 수 있다. 예를 들면, 다른 실시예들에서는, 영역(1602)의 전체가 밝혀질 수 있다(영역의 경계가 아니라). 여기서는 스크롤 휠 기능에 맵핑된 영역에 대해서 보여지지만, 임의의 특정된 기능에 맵핑된 컴퓨터 마우스(1600)의 임의의 적절한 영역은 유사한 방식으로 광원을 통해서 표시될 수 있다.
영역(1602)을 밝히기 위해서 임의의 적절한 종류의 광원이 사용될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서 하나 이상의 광 파이프들(light pipes)이 마우스 안의 LED 또는 다른 광원으로부터 빛을 터치 센서 위에 위치하는 마우스 표면으로 전달하기 위해서 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 광원들은 전기 영동 잉크(electrophoretic ink)로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 광원은 터치 센서 밑에서부터 빛을 발광하도록 설정될 수 있다. 이런 실시예들에서, 터치 센서는 폴리머 후막 전도성 잉크와는 다르게 빛이 센서를 투과할 수 있도록 하는 ITO와 같은 투명한 전도체를 활용할 수 있다. 또는, 터치 센서는 빛이 센서를 통과할 수 있도록 빛이 통과되는 영역에 어떤 트레이스들 또는 센서 요소들도 존재하지 않도록 제작될 수 있다.
특정 기능들은 도 16에서 도시된 것과는 다른 적절한 방식으로도 표시될 수도 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 특정 기능들에 맵핑된 특정 영역들의 경계들(demarcations)을 포함하는 얇은 플라스틱 스냅식 커버가 제공될 수 있다. 도 17은 이런 마우스 커버(1700)의 예를 보여주고, 여기서 커버(1700) 내에서 중앙부에 위치하는 경계(1702)는 스크롤 휠 기능에 맵핑되는 마우스 영역에 대응될 수 있다. 마우스 커버(1700)는 마우스로 하여금 커버를 식별하고 그 커버에 대해 맵핑된 프리셋 터치 센서를 검색하도록 하는, 마우스에 의해 판독 가능한 코드를 포함할 수 있다. 예를 들면 이런 커버들은 터치 센서를 자동으로 게임 또는 다른 소프트웨어의 기능들에 맵핑하도록 게임 또는 다른 소프트웨어들와 함께 제공될 수 있다. 한 실시예에서, 코드는 하나 이상의 전도성 요소들(1704)을 포함하고, 전도성 요소들(1704)은 마우스 터치 센서에 의해 판독 가능하다. 다른 실시예들에서, 코드는 마우스 안의 광학 감지기에 의해 판독가능한 광학적으로 판독 가능한 코드(예를 들면 바코드) 또는 임의의 다른 적절한 형식의 코드로 구성될 수 있다.
어떤 다른 적절한 기능(들)도 마우스 터치 센서 상의 특정 영역에 맵핑될 수 있다. 예를 들면, 상술 된 바와 같이, 컴퓨터 마우스 터치 센서의 오른쪽 사이드가 "오른쪽 클릭" 기능에 맵핑될 수 있고, 왼쪽 사이드는 "왼쪽 클릭" 기능에 맵핑될 수 있다. 더 나아가, 이차원 패닝 기능(panning function)이 스프레드시트 탐색시에 사용되기 위해서 터치 센서의 정사각 영역에 맵핑될 수 있다. 추가로, "스크럽(scrub)" 기능이 비디오 편집 애플리케이션 안에서 타임라인(timeline)을 거쳐 빠르게 이동하도록 터치 센서의 고리 영역(annular region)에 맵핑될 수 있다. 이들 특정 기능들은 예시적 목적으로 표시된 것일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
소프트웨어 안에서는 영역과 기능 사이의 연결이 임의적으로 변경될 수 있기 때문에, 특정 터치 센서 영역의 맵핑은 사용자의 선호도 또는 현재 작업에 따라 조정될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨터 장치들의 신규 사용자들은 일반적 마우스 위의 잠재적으로 많은 수의 버튼들에 의해 혼란을 겪을 수 있다. 따라서, 이런 사용자들을 위해서, 단일 기계적 작동기와 터치 센서를 가진 마우스는 초기에는 단순한 버튼 한 개의 마우스(예를 들면 마우스 본체 전체가 하나의 기계적 버튼으로 작동)로 기능 하다가 사용자가 익숙해지고 경험이 증가함에 따라 기능들을 추가할 수 있다.
이런 단일 기계적 작동기 마우스(mechanical actuator mouse)에서, 특정 기능을 수행하려는 기계적 작동의 의도는 기계적 작동과 결부된 터치 입력에 의해 판단될 수 있다. 예를 들면, 단일 기계적 작동기를 통해서 "왼쪽 클릭" 그리고 "오른쪽 클릭"을 작동시키려는 의도들은 터치 센서의 오른쪽, 왼쪽 사이드 각각 위에서의 터치 입력들의 변화들을 통해서 구별될 수 있다.
도 18은 터치 센서 입력을 통해서 왼쪽 그리고 오른쪽 클릭 의도를 구별하는 방법(1800)의 실시예를 나타낸다. 우선, 1802에서, 방법(1800)은 기계적 작동기의 작동을 감지하는 단계로 구성된다. 다음으로, 1804에서, 방법(1800)은 마우스 위의 손가락의 접촉 영역의 증가를 감지하는 단계로 구성된다. 예를 들면 이런 증가는 마우스 본체에 터치를 시작하는 손가락 또는 이미 마우스 본체 상에 위치하고 있던 손가락의 압력 증가에 의해서 유발된다. 사용자가 손가락으로 마우스를 누르는 압력을 증가시키면, 터치 센서 상의 손가락 접촉 영역은 증가할 수 있다. 도 19와 20은 이런 개념을 도시한다. 먼저 도 19를 참조하면, 마우스 터치 센서 왼편 위의 터치는 1900에서 터치 센서 출력으로 나타나고, 터치 센서 오른편의 터치는 1902에서 나타난다. 다음으로, 도 20을 참조하면, 만약에 사용자가 "오른쪽 클릭" 입력을 의도한다면 사용자는 오른쪽 손가락에 더 높은 압력을 가해서 기계적 작동기의 작동을 유발시킬 수 있다. 이 경우에, 오른쪽 터치(1902)의 접촉 영역이 증가한다.
계속해서 도 18에 대해서 서술하면, 방법(1800)은 다음으로 1806에서, 터치 센서 상의 위치를 통한 마우스 본체 상의 터치 영역의 증가에 대응되는 손가락의 위치를 감지하는 단계로 구성되고, 그 뒤에 1808에서 손가락이 특정 기능과 결부된 마우스 본체 영역에 위치했는지 여부를 판단하는 단계로 구성된다. 만약에 터치가 특정 기능과 결부된 마우스 본체 영역에서 발생하지 않았다면, 그때 방법(1800)은 1810에서, 기계적 작동에 디폴트 기능(default functionality)을 배정하는 단계로 구성된다. 반면에, 만약 터치가 특정하게 맵핑된 기능과 결부된 마우스 본체 영역에서 발생했다면, 그때 방법(1800)은 1812에서, 기계적 작동에 그 영역에 맵핑된 특정 기능을 배정하는 단계로 구성된다.
상술 된 바와 같이, 일부 실시예들은 마우스 표면에 대한 터치 입력의 압력을 감지하도록 설정된 압력 센서로 구성될 수 있다. 이런 터치 압력 감지 방법은 컴퓨터 마우스 제어부로 하여금 "오른쪽 클릭", "왼쪽 클릭", 그리고 일부 마우스들 상의 기계적 버튼들에 의해 작동되는 다른 이런 종류의 "가상 버튼" 액션들의 작동에 대응되는 압력 신호들을 감지할 수 있게 한다. 더 나아가, 터치 압력 감지 방법은, 예를 들면 마우스 표면 위의 "스크롤 휠" 개시 움직임과 같은 다양한 액션들을 마우스 표면상의 우연한 터치들로부터 사전에 정의된 압력 문지방 값 충족 여부에 따라 불충족하는 입력들을 무시하는 방식으로 구별한다. 터치 감응 마우스 안의 압력 센서들의 사용에 대한 이들 예시들은 예시 목적으로 개시된 것일 뿐, 이들에 한정되지는 않는다.
어떤 적절한 압력 센서 또는 압력 센서들의 배열도 용량성 다중 터치 센서와 함께 마우스 안에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 용량성 터치 센서를 포함하는 마우스는 두 개의 압력 센서들 포함할 수 있다 - 하나는 "왼쪽 클릭" 입력을 감지하도록 설정된 장소에 위치하고(즉 기계적 마우스 상에서 일반적으로 왼쪽 마우스 버튼이 위치하는 장소), 다른 하나는 "오른쪽 클릭" 입력을 감지하도록 설정된 장소에 위치한다.
다른 실시예들에서, 압력 센서는 압력이 픽셀 단위(pixel-by-pixel basis)로 감지될 수 있도록 정밀한 해상도를 가지도록 설정될 수 있다. 임의의 적절한 압력 센서가 픽셀 단위로 터치 압력을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 일부 실시예들에서, 압전 시트(piezoresistive sheet)(즉 압전 잉크층으로 구성된 시트)가 터치 압력을 감지하기 위해서 센서 어레이와 함께 사용될 수 있다. 이런 압전 시트는 작은 전도성 요소들의 분산으로 구성되는 가요성 재료의 시트이다. 시트에 대하여 압력이 가해질 때, 전도성 물질들의 배열이 수정된다. 이것은 가압 영역 안의 시트 저항의 변화를 유발시킨다. 다른 전기 포텐셜을 가진 전극들로 구성된 센서 어레이에 대하여 압전 시트를 위치시킴으로써, 압전 시트의 저항은 시트에 가압 되는 압력의 크기를 감지하기 위해서 센서 요소들 사이에서 측정될 수 있다. 다른 압력-감응 가변 저항 재료들도 유사한 방법으로 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 용량성 터치 센서와 저항성 압력 센서에 대하여 분리된 센서 어레이들(arrays)이 사용될 수 있다. 예를 들면, 압전 시트와 센서 어레이로 구성된 저항성 압력 센서는 분리된 센서 어레이를 가지는 용량성 터치 센서 밑에 위치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 용량성 터치 센서와 저항성 압력 센서는 동일한 센서 어레이를 공유할 수 있다. 도 21과 22는 동일한 전극 어레이를 공유하는 용량성 다중 터치 센서와 저항성 압력 센서의 구성을 도시한다. 우선 도 21을 참조하면, 센서 어레이는 2100에서 폴리머 전도성 후막(polymer conductive thick film)을 열 센서 요소들(2103)과 행 센서 요소들(2104)의 어레이 형태도 기판(2102)에 프린팅하는 방식으로 형성될 수 있다. 2100에서 도시된 바와 같이, 연결부(2106)는 처음에는 한 방향으로 프린팅된다(행방향으로 도시됨). 그리고는, 2108에 도시된 바와 같이, 유전체 재료(2110)가 행 연결부들(2106) 위에 증착되고, 그 뒤에 2112에서, 열 연결부들(2114)이 센서 어레이를 완성하기 위해서 유전체 재료 위에 프린팅된다. 마지막으로 2116에서, 압전 시트(2118)가 센서 위에 적용된다. 압전 시트(2118)는 하부 구조를 나타내기 위해서 도 21에서는 부분적으로 투ㄱ과되어 보이도록(broken away view)로 나타난다.
도 22에서 볼 수 있듯이, 압전 시트는 인접하는 열 센서 요소들(2103) 및 행 센서 요소들(2104)을 저항 경로(resistive pathway)와 연결하고, 이는 2200에서 도해적으로 도시된다. 인접하는 센서 요소들의 용량성 연결(mxn 배열로)은 2202에서 도해적으로 도시된다. 이런 식으로, 각각의 센서 요소들은 저항적 및 용량적으로 인접하는 센서 요소들과 연결한다. 따라서, 저항과 커패시턴스 수치들은 다른 주파수들에서 측정된 임피던스 측량 값으로부터 계산될 수 있다. 이런 식으로, 동일한 해상도에서 터치 위치와 터치 압력의 측정이 이루어질 수 있다.
그래서, 도 23은 도 21-22에서 보여준 실시예들과 같은 단일 센서 어레이를 활용하는 용량성 다중 터치 센서와 저항성 압력 센서로 구성되는 터치 센서를 통해서 터치 위치와 터치 압력을 측정하는 방법(2300)의 실시예를 보여준다. 방법(2300)은 2302에서 제 1 임피던스 측정값을 얻는 단계, 그리고나서 2304에서, 다른 주파수에서 제 2 임피던스 측정값을 얻는 단계로 구성된다. 본문에서 사용된 용어 "임피던스 측정 값(impedance measurement)"은 완전한 센서 해석으로 구성된다 - 즉 센서 어레이 각각의 픽셀에 대한 임피던스 측정.
다음으로, 2306에서, 저항과 커패시턴스 수치 값들은 이미 얻어진 두 개의 측정값들을 기초로 결정될 수 있다. 2308에서 나타난 바와 같이 일부 실시예들에서, 두 개의 수치 값들은 측정된 임피던스들의 전체 크기로부터 결정될 수 있다. 측정된 임피던스 전체 크기에 대한 용량성 리액턴스(reactance)와 저항성 기여도(contributons)는 아래 수식으로 주어지고, 이때 │Z│는 측정된 임피던스 전체 크기를 나타내고 Xc 는 용량성 리액턴스를 나타낸다:
Figure pct00002
, 이때
Figure pct00003
충분히 가까운 시간 간격을 두고 만들어진 두 임피던스 측정값들은 두 경우 모두에 있어서 전체 임피던스의 저항 요소가 상수라는 가정을 가능하게 하고, 커패시턴스 C의 경우도 마찬가지이다(즉 측정 도중에 손가락 압력과 위치는 실질적으로 변하지 않는다). 이런 가정들을 통해서 볼 때, 전체 임피던스 상의 변화는 두 측정 값들이 측정되는 주파수들의 함수이다. 이런 식으로, C 와 R은 두 측정값들을 통해서 결정될 수 있다.
다른 실시예들에서, 1210에서 볼 수 있듯이, 리액티브 커패시턴스(reactive capacitance)와 저항은 측정된 두 임피던스들 사이의 위상각 차이로부터 결정될 수 있다. 이런 실시예들에서, 저항과 용량성 리액턴스를 결정하기 위해서 후술 되는 관계식이 사용될 수 있다:
Figure pct00004
다시 R(터치입력) 과 C(터치위치)들을 상수(constant)로 가정하기 위해서, 두 측정 값들이 충분히 짧은 시간 간격 동안에 측정되었다고 가정하면, 측정된 위상 변이는 리액티브 커패시턴스의 함수이고, 따라서 측정값들이 측정되는 주파수들의 함수이다. 이런 식으로, R과 C는 위상 변이(phase shift)로부터 결정될 수 있다.
계속해서 도 23에 대해서 서술하면, 방법(2300)은 다음으로 2312에서, 결정된 용량성 리액턴스로부터 터치 입력을 감지하는 단계, 그리고 그 응답으로 터치 입력에 부합되게 GUI(graphical user interface)를 조정하는 단계로 구성된다. 예를 들면, 만약에 마우스에 의해 제어되는 커서가 GUI 상에 디스플레이되는 사진 물체(photograph object) 위에 위치하는 동안에 감지된 터치 입력이 "핀치" 또는 "스트레치" 제스처에 부합한다면, 감지된 터치 입력에 대한 응답으로 사진 물체의 크기가 변경될 수 있다.
마찬가지로, 방법(2300)은 2314에서, 결정된 저항으로부터 터치 압력을 감지하는 단계, 그리고 그에 대한 응답으로 압력에 부합되게 GUI를 조정하는 단계로 구성된다. 예를 들면, 만약에 감지된 터치 압력이 마우스 본체의 앞 부분 좌측 사분면 안에 위치하고 사전 결정된 문지방 압력 레벨을 초과한다면, 그 특정 터치 입력은 "왼쪽 클릭" 입력으로 간주될 수 있다. 따라서, 사용자 인터페이스 액션이 그에 대한 응답으로 취해질 수 있다. 더 구체적인 예로, 마우스 커서가 아이콘 위에 위치할 때, "왼쪽 클릭" 입력의 감지로 인해서 아이콘으로 표시되는 파일을 실행하고 사용자 인터페이스상에서 디스플레이될 수 있다.
일부 사용 환경들 안에서, 마우스 본체의 터치들뿐 만이 아닌 마우스 본체 상의 근접 터치(near-touch) 이벤트들을 감지하는 것이 바람직할 수도 있으며, 이는 "근접 터치" 상태의 감지는 추가적인 기능들의 구현을 가능하게 할 수 있기 때문이다. 어레이가 다이아몬드 형상의 행과 열 센서 요소들의 틸트된 네트워크(tilted network)로 구성된 여기 도시된 센서 어레이 실시예에서, m + n 커패시턴스 측정법은 m x n 커패시턴스 측정법에 비해 근접 터치들에 대하여 더 높은 감응도(sensitivity)를 제공할 수 있다. 이는 m+n 커패시턴스 측정법은 센서 요소롤부터 그라운드로의 커패시턴스를 측정하는 반면, m x n 커패시턴스 측정법은 인접한 행 및 열 센서 요소들의 에지 사이에서 측정하기 때문이다. 따라서, 각각의 센서 요소들의 커패시턴스는 m x n 배열보다 m + n 배열에서 더 크게 되고, 따라서 근접 터치들을 감지하는데 있어서 더 높은 감응도를 가능케 한다.
그러나 상술 된 바와 같이, m + n 측정법은 m x n 측정법에 비해 낮은 해상도를 가지고, 따라서 터치 입력의 위치에 관련해서 불확실성을 유발할 수 있고, 특히 터치가 행과 열 센서 요소들 모두를 부분적으로라도 커버하지 않는 경우에 있어서 그러하다. 따라서, 도 24는 m + n 측정 방법에 의해 제공되는 증가된 근접 터치 감응도를 가능하게 하는 용량성 터치 센서를 판독하는 단계로 구성되는 방법(2400)의 실시예를 도시하는 플로우 다이어그램을 보여주며, 이 방법은 m x n 측정 방법의 높은 해상도 또한 가능하게 한다. 방법(2400)은 2402에서, m + n 커패시턴스 측정하는 단계와 그 측정값으로부터 터치 입력 신호를 판단하는 단계로 구성되고, 그리고 나서 2404에서 과거 터치 입력 신호와 이번 터치 입력신호를 비교하고 2406에서 터치 입력 신호들 사이에서 변화가 발생했는지 여부를 판단하는 단계로 구성된다. 만약에 아무런 변화도 감지되지 않았다면, 그 뒤에 방법(2400)은 2402로 되돌아가고, 여기서 또 다른 m + n 커패시턴스 측정이 이루어진다.
반면에, 만약에 2406에서 커패시턴스 측정값들 사이에서 터치 상태의 변화가 있었다고 판단되면 (예를 들어, 새로운 터치가 감지되거나 있던 터치가 이동하거나 없어지는 등), 방법(2400)은 2408로 진행되고, 여기서 m x n 측정이 이루어지며, m + n 측정값으로부터 터치 입력 신호가 판단된다. 그 뒤에, 방법(2400)은 2402로 뒤돌아가서 터치 상태의 변화가 다시 감지될 때까지 더 많은 m + n 측정값들을 얻게 한다. 이런 식으로, 근접 터치 상태에 대한 감응도가 m x n 측정방법만을 사용할 때와 비교해서 증가할 수 있다. 더 나아가, m + n 측정들은 m x n 측정들에 비해서 더 적은 전력을 소모한다. 따라서, 방법(2400)은 또한 전력 보존에도 기여하고, 따라서 배터리 전원 장치들에 있어서 배터리수명을 개선한다.
도 25는 용량성 다중 터치 표면을 포함하는 곡선형의, 전개 가능하지 않은 기하학적 부분을 가지는 마우스 등의 물체를 만드는 방법(2500)의 다른 실시예를 보여준다. 방법(2500)은 2502에서, 다중 터치 센서의 복수 픽셀들을 정의하는 센서 요소들의 어레이를 기판 위에 형성하는 단계, 그 뒤에 2504에서 기판을 입력장치 본체의 곡선형 기하학적 부분의 표면과 일치하는 형태의 예비 성형체(shaped preform)로 진공 형성하는 단계로 구성된다. 적절한 기판 재료의 선택과 함께, 진공 형성 과정은 기판과 프린트된 어레이들이 상술된 기판의 폴딩 및/또는 절단 단계 없이 복잡하고, 전개 불가능한 형상으로 형성되는 것을 가능하게 한다. 적절한 기판 재료의 예로는 폴리카보나이트(polycarbonate), PET(polyethylene terephthalate), 그리고 ABS(acrylonitrile butyldiene, stryene)를 포함하나 이에 한정되지는 않는다. 마찬가지로, 압력 센서도 상술 된 방식에 포함될 수 있고, 이때 압전 잉크를 지지하기 위한 재료의 적절한 선택은 압력 센서 구조가 터치 센서와 함께 진공 몰딩 되는 것을 가능하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 압력 센서를 형성하는 단계는 압전 시트(예를 들어, 적절한 기판에 적용된 압전 잉크)를 예비 성형 전 또는 후에, 상술 된 방식으로 센서 요소들의 어레이와 접촉되도록 위치시키는 단계로 구성될 수 있다.
다음으로, 예비 성형체를 형성한 후에, 방법(2500)은 2506에서, 예비 성형체를 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계로 구성된다. 일부 실시예들에서, 2508에서 볼 수 있듯이, 이 방법은 예비 성형체를 몰드 안에 위치시키는 단계 그리고 그 뒤에 예비 성형체를 입력 장치의 본체 안으로 몰드하기 위해서 몰드 안으로 몰드 가능한 재료를 넣는 단계로 구성될 수 있다. 2510에서 볼 수 있듯이, 다른 실시예들에서, 예비 성형체는 입력 장치의 본체가 형성된 후에 입력 장치의 본체에 고정될 수 있다. 이런 식으로, 센서 어레이는 복잡하고, 전개 가능하지 않은 표면들에 제공될 수 있다. 도 26은 복잡한 굴곡을 가지는 전개 가능하지 않은 표면 위에 형성된 센서 어레이(2602)를 포함하는 예시적 마우스(2600)를 보여준다.
여기서 개시된 실시예들은 컴퓨터 마우스 이외의 물체들에서도 사용될 수 있다. 예를 들면, 곡선형 터치 센서는 상호작용하는 글러브(interactive globe), 곡선형 디스플레이, 및/또는 다른 곡선형 표면들에서 이용될 수 있다. 더 나아가 여기서 개시된 실시예들은 단일 디자인을 통해서 다양하고 다른 기능들을 가지는 마우스들을 전개할 수 있는 플랫폼을 제조업자들에게 제공할 수 있다. 예를 들면, 다양한 버튼들과 다른 제어부들이 마우스 하드웨어 상에서 구현되어 있지만, 각각의 새로운 마우스 디자인은 새로운 하드웨어 디자인에 대한 다른 공구와 새로운 몰드들의 제조 및 디자인을 포함할 수 있다. 이와 반대로, 마우스 본체에 터치 센서 및/또는 압력 센서의 포함은 새로운 기능들로 하여금 마우스 본체의 특정 터치 영역들에 맵핑하는 것을 가능하게 하고, 따라서 단일 하드웨어 디자인이 새로운 기능들을 구현하는데 이용되는 것을 가능하게 한다.
컴퓨터 마우스, 컴퓨터 마우스 기능들, 컴퓨터 마우스 제조 방법들, 터치 센서 제조 방법들, 그리고 다른 곡선형 터치 감응 장치들의 다양한 실시예들이 예시적 목적으로 개시되며, 다양한 변형들이 가능하기 때문에 이에 한정되지는 않는다. 여기서 개시된 특정 루틴들 또는 방법들은 이벤트 드리븐 (event-driven), 인터럽트 드리븐 (interrrupt driven), 멀티 테스킹, 멀티 스레딩 등의 하나 이상의 프로세싱 전략들을 나타낼 수 있다. 도시된 다양한 행위들은 도시된 순서대로, 병렬적으로, 순차적으로 또는 일부 생략되고 수행될 수 있다. 마찬가지로, 어떠한 상술 된 단계들의 순서도 서술 및 예시의 편의를 위해서 제공된 것일 뿐 여기서 서술된 실시예들의 결과들 및/또는 특성들을 달성하기 위해서 반드시 요구되는 것은 아니다.
여기서 개시된 기술은 다양한 과정들, 시스템들 그리고 구성들, 그리고 다른 특성들, 기능들, 행위들, 및/또는 개시된 성질들의 모든 신규성이 있고 진보성이 있는 조합들 및 그와 균등한 것들을 포함한다.

Claims (15)

  1. 컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법(900, 1500, 2500)에 있어서,
    상기 다중 터치 입력 장치가 곡선형 기하학적 부분을 포함하는 본체와 상기 곡선형 기하학적 부분의 표면상의 터치들을 감지하도록 설정된 다중 터치 센서로 구성되고, 상기 방법은,
    상기 다중 터치 센서의 복수 픽셀들을 규정하는 센서 요소의 어레이(array)를 기판 위에 형성하는 단계(902, 906, 1504, 2502);
    상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분의 표면과 일치하는 형상으로 기판을 형성하는 단계(910, 1506, 2504); 그리고
    상기 기판을 상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계(912, 1508, 2506)를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 요소들의 어레이가 상기 기판의 제 1면에 형성되는 센서 요소들의 제 1세트와 상기 기판의 제 2면에 형성되는 센서 요소들의 제 2세트를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 요소들의 어레이를 형성하는 방법이 상기 기판의 제 1면에 센서 요소들의 제 1세트를 형성하는 단계와, 센서 요소들의 상기 제 1세트 위에 유전체 층을 형성하는 단계와, 상기 유전체 층 위에 센서 요소들의 제 2세트를 형성하는 단계를 포함하는 것을
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서 요소들의 어레이를 형성하는 방법이 상기 기판의 제 1면 위에 센서 요소들의 제 1세트와 센서 요소들의 제 2세트를 형성하는 단계와, 센서 요소들의 상기 제 1세트를 위한 연결부들을 형성하는 단계와, 센서 요소들의 상기 제 1세트를 위한 하나 이상의 상기 연결부들 위에 절연층을 형성하는 단계와, 각각의 절연층 위에 센서 요소들의 상기 제 2세트를 위한 연결부를 형성하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡선형 기하학적 부분의 표면과 일치하는 상기 형상으로 상기 기판을 형성하는 단계가 상기 기판을 그 모양의 예비 성형물(shaped preform)로 진공 성형하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계가 몰드 안에 예비 성형물을 배치하는 단계, 그리고 상기 본체의 몰딩 도중에 상기 입력 장치의 상기 본체로 상기 예비 성형물을 몰딩하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계가 상기 입력 장치의 상기 본체의 몰딩 후에 상기 입력 장치의 상기 본체에 상기 기판을 고정시키는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 위에 상기 센서 요소들의 어레이를 형성하는 단계가 상기 센서 요소들의 어레이를 폴리머 전도성 잉크로 프린팅하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계가 상기 기판을 컴퓨터 마우스의 본체에 고정시키는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분 위에 터치 압력을 감지하도록 구성된 압력 센서를 형성하는 단계를 더 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 압력 센서를 형성하는 단계가 압전 재료가 상기 센서 요소들의 어레이와 접촉하도록 상기 압전 재료를 상기 센서 요소들의 어레이 위에 배치하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 센서 요소들의 어레이가 센서 요소들의 제 1 어레이에 해당하고, 상기 압력 센서를 형성하는 단계가 센서 요소의 제 2 어레이를 형성하는 단계와, 상기 압력 센서를 형성하기 위하여 압전 재료를 상기 센서 요소들의 제 2 어레이와 접촉하도록 배치하는 단계, 그리고 상기 압력 센서를 상기 입력 장치의 상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분에 고정시키는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  13. 컴퓨터 장치를 위한 다중 처리 입력 장치 제조 방법(1400)에 있어서,
    상기 다중 터치 입력 장치가 곡선형 기하학적 부분을 포함하는 본체, 그리고 상기 곡선형 기하학적 부분의 표면 위의 터치들을 감지하도록 구정된 다중 터치 센서를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분의 상기 표면 위에 센서 요소의 어레이들을 프린팅하는 단계(1402/1412); 그리고
    상기 센서 요소들의 어레이 위에 보호층을 형성하는 단계(1414)를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 센서 요소들의 어레이를 프린팅하는 단계가 상기 센서 요소들의 어레이를 패드 프린팅(pad printing)하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 본체의 상기 곡선형 기하학적 부분의 상기 표면 위에 상기 센서 요소의 어레이들을 프린팅하는 단계가 상기 센서 요소들의 어레이를 포일(foil) 위에 프린팅하는 단계와, 상기 포일을 몰드 안으로 삽입하는 단계, 그리고 상기 본체의 몰딩 도중에 상기 센서 요소들의 어레이를 상기 본체 위로 전송하는 단계를 포함하는
    컴퓨터 장치를 위한 다중 터치 입력 장치 제조 방법.
KR1020117022968A 2009-06-19 2010-03-26 곡선형 표면 위의 터치 감지 방법 KR101702676B1 (ko)

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