KR20130055011A - 멀티-터치 힘 감지 터치 스크린 장치 및 방법 - Google Patents

멀티-터치 힘 감지 터치 스크린 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에서는 터치 입력을 수신하도록 구성된 터치 센서 층 및 터치 센서 층이 적층되어 있고 힘 입력을 수신하도록 구성된 힘 센서 어레이를 포함하는 힘 센서 층을 포함하는 장치 및 방법이 기술된다. 힘 센서 어레이는 개개의 힘 센서를 포함한다. 어떤 키가 실제로 눌렸는지를 판독하고 잘못된 동작을 방지하는데 사용될 수 있는 정보를 부가하기 위해 개시된 힘 센서 어레이의 특정 힘 센서는 터치 스크린의 특정 위치와 연관된다. 터치 신호 및 힘 신호 두 가지 모두 사용자 터치 입력의 유효성을 판정하기 위해 이용된다. 일 실시예에서, 각각의 힘 센서는 다른 힘 센서들과 독립적으로 동작할 수 있다. 유효한 터치 입력을 판정하기 위해 성긴 격자를 이용하고 유효한 터치 입력을 판정하기 위해 복수의 힘 센서에 기초한 중심 위치의 판정을 내리는 특정 실시예가 기술된다.

Description

멀티-터치 힘 감지 터치 스크린 장치 및 방법{MULTI-TOUCH FORCE SENSING TOUCH-SCREEN DEVICES AND METHODS}
본 발명은 멀티-터치 힘 감지 터치 스크린에 대한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터치 입력을 수신하도록 구성된 터치 센서 층 및 터치 센서 층이 적층되고 힘 입력을 수신하도록 구성된 힘 센서의 어레이를 포함하는 힘 센서 층을 포함하고, 터치 센서 층 및 힘 센서 층은 사용자의 입력에 대한 포지션 및 힘 정보를 판정하기 위해 협력하여 이용되는, 사용자 입력 시스템이 기술된다.
멀티-터치 기능을 갖추고 있는 터치 스크린은 특히 이동 통신 장치와 같은 작은 장치의 기능이 확대됨에 따라 그 수요가 높다. 예를 들어, 휴대폰은 정지 및 비디오 카메라(still and video cameras), 비디오 스트리밍 및 양 방향 비디오 콜링(two-way video calling), 이메일 기능, 인터넷 브라우저, 음악 플레이어, 스테레오 오디오를 갖추고 있는 FM 라디오 및 일정 관리(organizer)와 같은 기능을 포함한다. 이동 전화에 의해 일반적으로 용이하게 된 이동 상거래는 뱅킹, 납입 및 매표와 같은 서비스를 포함할 수 있다. 이동 상거래 배후의 신흥 기술은 이동 통신 장치를 전자 지갑으로 변환시킬 수 있다. 특히 휴대폰은 단순한 이동 통신 장치 이상이 되고 있다. 휴대폰은 엔터테인먼트 콘솔뿐만 아니라 정보 관리를 위한 강력한 도구로 진화하고 있다.
터치 스크린은 터치 스크린의 크기가 작을 수 있는 이동 통신 장치의 많은 기능을 위한 사용자 입력을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 그것의 크기와, 터치 스크린을 갖추고 있는 작은 장치에 사용자 입력을 제공하는 사용자가 그 장치를 손에 드는 방식 때문에, 사용자에 의한 구별되는 제스처를 통한 입력(differentiating gestural inputs)으로부터 오류가 유발될 수 있다. 특히 양손 모드에서 터치 스크린에 대한 사용자 입력의 빠른 엔트리는 잘못된 동작(falsing)을 유발할 수 있다. 즉, 사용자가 부주의하여 실질적으로 터치 스크린의 두 개의 키를 동시에 누를 수 있다. 이러한 경우는 터치 스크린이 쿼티 배열의 키패드(QWERTY keypad)를 제공하고 사용자가 양손 텍스트 엔트리를 사용하는 특정한 경우일 수 있다. 사용자가 한 개의 키를 누르려고 의도하였지만 두 개의 키를 눌렀을 때, 장치는, 예를 들어 예측 소프트웨어 방법(predictive software method)에 따라 어떤 터치를 유효한 터치 입력으로 인식할지를 구별하기 위한 시도를 할 수 있다. 다른 장치에서, 키 엔트리는 사용자 입력이 터치 스크린에서 들어 올릴 시에 유효화될 수 있다.
본 발명은 멀티-터치 힘 감지 터치 스크린에 대한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면 사용자 입력 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 터치 입력들을 수신하도록 구성된 터치 센서 층; 사용자 입력들의 힘 입력들을 수신하도록 구성되며 상기 터치 센서 층과 함께 적층되는, 힘 센서들의 어레이를 포함하는 힘 센서 층; 및 (ⅰ) 상기 터치 센서 층으로부터 터치 입력들을 수신하고, (ⅱ) 상기 터치 센서 층에 의한 실질적으로 동시적인 터치 입력들이 수신되었는지 여부를 판정하기 위해 상기 터치 입력들을 프로세스하고 - 상기 동시적인 터치 입력들은 의도된 사용자 입력과 의도되지 않은 사용자 입력을 포함함 - , (ⅲ) 상기 힘 센서 층으로부터, 상기 의도된 사용자 입력에 상응하는 제1 힘 값과 상기 의도되지 않은 사용자 입력에 상응하는 제2 힘 값을 포함하는 힘 입력들을 수신하며, (ⅳ) 상기 힘 센서 층으로부터 수신된 힘 입력들에 응답해서, 상기 동시적인 터치 입력들 중 어떤 것이 상기 의도된 사용자 입력에 해당하는지를 판정하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명은 멀티-터치 힘 감지 터치 스크린에 대한 장치 및 방법을 제공한다.
도 1은 터치 입력을 수신하도록 구성된 터치 센서 층 및 터치 센서 층이 적층된, 힘 입력을 수신하기 위한 힘 센서 층 두 가지 모두를 포함하는 멀티-터치 사용자 입력 시스템을 도시한 도면.
도 2는 디스플레이 모듈뿐만 아니라 전술된 것과 같은 터치 층 및 힘 층을 포함하는 층의 스택(stack)을 도시한 도면.
도 3은 터치 스크린 위치상에서 누름의 위치와 그 위치에 연관된 힘을 판정하기 위해 터치 입력 신호 및 힘 센서 어레이 데이터 두 가지 모두가 이용되는 방법의 실시예를 도시하는 흐름도.
도 4는, 터치 센서의 층이, 다음 단계를 프로세스하기 위해 필요한 메모리를 감소시키기 위하여 터치 센서 해상도에 대하여 성긴 격자로 나누어지는 것으로 여겨지고 다수의 입력의 포지션을 감지할 수 있는 방법에 대한 또 다른 실시예를 도시하는 흐름도.
도 5는 다수의 입력의 포지션을 감지하는 것이 가능한 터치 센서 층을 갖는 방법의 또 다른 실시예를 도시하고, 이러한 특정 실시예에서, 계산된 힘 위치에 가장 가까운 터치 위치를 판정하는 것에 의해 어떤 터치 입력이 힘 값과 연관되는지를 판정하는데 사용되는 터치 스크린과 연관되는 단일 힘 값 및 위치를 형성하기 위하여 힘 센서의 어레이상에서 감지된 데이터를 프로세스하는 방법의 흐름도.
힘 센서는 터치 스크린상의 의도된 사용자 입력의 위치의 판정을 돕기 위해 터치 스크린에 부가적인 수치(added dimension)를 제공할 수 있다. 터치 스크린 시스템에 대한 힘 센서의 부가적인 수치는 전통적인 포플 기반의 키패드(popple based keypad)에 더 가까운 사용자 경험을 만드는데 유용할 수 있는 힘의 추가적인 수치를 제공한다. 예를 들어, 힘 센서는 사용자 입력이 지정된 힘 문턱값을 초과했을 때 선택 기능이 실행되도록 허용할 것이다. 힘 센서는 터치 스크린 센서에 의해 감지되는 각 터치의 위치와 함께 연관된 힘 값을 제공한다.
터치 스크린의 입력 표면이 실질적으로 단단할(rigid) 경우에는 단일 힘 센서는 단일 힘 입력에 응답하여 오직 입력 표면의 상대적인 변위만을 고려할 수 밖에 없을 수 있다. 단일 힘 센서는 임의의 숫자의 사용자 힘 입력과 연관된 총 힘을 감지할 것이지만 얼마만큼의 힘이 각각의 사용자 입력과 연관되어 있는지는 구별하지 못할 것이다. 하지만, 단일 힘 센서에 대한 두 개의 힘 입력이 있는 경우, 단일 힘 센서에 따라 판정된, 의도된 사용자 입력은 정확하지 않을 수 있다. 예를 들어 쿼티 배열의 터치 스크린 키패드에서는, 사용자가 한 개의 키를 누르려고 의도하였으나 두 개의 키를 누른 경우, 단일 힘 센서는 연관된 잘못된 동작을 극복할 수 없을 수 있다. 단일 힘 센서는 임의의 숫자의 사용자 힘 입력과 연관된 총 힘을 감지할 것이지만, 얼마만큼의 힘이 각각의 사용자 입력과 연관되어 있는지는 구별하지 못할 것이다.
본 명세서에는 터치 입력을 수신하도록 구성된 터치 센서 층 및 터치 센서 층이 적층되어 있고 힘 입력을 수신하도록 구성된 힘 센서 어레이를 포함할 수 있는 힘 센서 층 두 가지 모두를 포함하는 장치 및 방법이 기술된다. 힘 센서 어레이는 개개의 힘 센서들을 포함한다. 터치 스크린 영역의 상이한 위치(locations)는 어레이 내의 특정 힘 센서와 연관된다. 일 실시예에서, 힘 센서 어레이 내의 각각의 힘 센서는 다른 힘 센서들과 독립적으로 동작할 수 있다. 다른 특정 실시예가 기술된다. 예를 들어, 터치 스크린을 성긴 격자(coarse grid)로 규정하는 일 실시예에서 격자 부분은 유효한 터치 입력을 판정하기 위하여 어레이 내의 적어도 하나의 센서와 연관될 수 있다. 또 다른 실시예에서 유효한 터치 입력을 판정하기 위한 중심 위치(centroid location)의 판정은 복수의 힘 센서에 기초하여 이루어질 수 있다. "중심 위치"는 힘 센서 어레이 내의 소정의 또는 전체의 센서에 대한 상이한 값들을 조합함으로써 계산된 단일 힘 입력과 연관된 단일 위치이다.
본 발명에 따른 다양한 실시예를 만들고 사용하기 위한 최상의 모드를 실시 가능한 방식으로 설명하기 위해 예시적인 개시가 제공된다. 본 개시는 본 발명을 어떠한 방법으로 제한하기 보다는 본 발명의 원리 및 그것의 장점에 대한 이해와 인식을 향상시키기 위해 더 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 본 명세서에 기술되고 설명되지만, 본 발명은 그것에 의해 제한되지 않음이 명백하다. 수많은 변형, 변경, 변화, 대체 및 등가물은 당업자에게 다음의 특허청구범위에 의해 규정된 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 본 개시로부터 이득을 취한 것임이 인식될 것이다.
첫째 및 둘째, 위로 및 아래로 등과 같은 관계 용어(relational terms)의 사용이 있다면 그것은 단지 한 개체 또는 동작을 또 다른 개체 또는 동작으로부터 구분하기 위하여 사용되었고 이러한 개체 또는 동작 간에 어떠한 실제 이러한 관계 또는 순서를 반드시 필요로 하거나 암시하지 않음을 이해해야 한다.
발명의 많은 기능 및 원리는 소프트웨어 프로그램에서 또는 명령어에 의해, 그리고 응용 주문형 집적 회로와 같은 집적 회로(ICs)로 가장 잘 구현된다. 본 발명에 따른 원리 및 개념의 이해를 모호하게 하는 일체의 위험의 최소화 및 간결을 위하여, 이러한 소프트웨어 및 집적 회로에 대한 논의가 있다면 그것은 바람직한 실시예 내의 원리 및 개념에 대한 요소로 제한된다.
도 1은 터치 입력을 수신하도록 구성된 터치 센서 층(104) 및 터치 센서 층(104)이 적층된, 힘 입력을 수신하기 위한 힘 센서 층(106) 두 가지 모두를 포함하는 멀티-터치 사용자 입력 시스템(102)을 도시한다. 힘 센서 층(104)은 힘 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8)의 어레이(108)를 포함하는 것으로 도시되고, 각각의 힘 센서는 후술되는 것과 같이 개별적이거나 총체적인 방법의 힘 입력을 수신하도록 구성되어 있다. 어레이(108)는 임의의 적합한 숫자의 힘 센서를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 도시된 실시예에서, 힘 센서 어레이(108)는 터치 센서 층(104)의 특정 영역, 부분 또는 위치에 인가되는 힘을 모니터링하기 위한 개개의 힘 센서(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 8)를 포함한다.
도시된 터치 센서 층(104)은 18개의 터치 위치(110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 121, 122, 123, 124, 125, 126 및 127)를 구비한다. 제어기(132)와 통신하는 터치 위치의 회로 부분(130)이 도시된다. 또한 제어기(132)와 통신하는 힘 센서 어레이(108)의 회로 부분(134)이 도시된다. 제어기(132)는 터치 스크린에 대한 사용자 입력으로부터 터치 입력 및 힘 입력을 수신할 수 있고 후술되는 상이한 방법을 통해 두 가지 모두로부터 터치 입력이 의도된 것인지 여부를 판정할 수 있다. 제어기(132)는 제어기에 명령어를 제공하는 모듈 및 특정 계산(calculations)의 기초가 되는 조회 테이블(look up tables)과 같은 데이터를 위한 메모리와 통신할 수 있다.
터치 센서 층(104)은 힘 센서(2)와 같은, 어레이(108)의 적어도 하나의 힘 센서와 연관될 수 있는 위치(111)와 같은 위치를 구비할 수 있다. 또 다른 예에서, 터치 센서 층(104)은 힘 센서(5)와 같은, 어레이(108)의 적어도 하나의 힘센서와 연관될 수 있는 위치(119)와 같은 위치를 구비할 수 있다. 멀티-터치 환경에서의 터치 위치의 임의의 적절한 구성은 본 논의의 범주 안에 있음을 이해해야 한다. 나아가, 더 구체적으로 후술되는 것과 같이, 터치 센서 위치와 힘 센서 어레이(108)의 힘 센서 간의 임의의 적절한 상관 관계는 본 논의의 범주 안에 있다. 힘 센서 어레이(108)의 힘 센서의 할당(assignment)은 터치 스크린의 하나 이상의 위치로 이루어 질 수 있다. 또한, 터치 스크린의 위치에 대한 힘 센서의 할당은 장치의 당시 기능에 기초하여 동적으로 이루어질 수 있다.
힘 센서에서의 입력에 기초한 힘 값 계산은 하나 이상의 터치 스크린 위치에 대한 하나 이상의 연관된 터치 입력에 따라 이루어질 수 있다. 힘 값 또는 개시된 힘 센서 어레이(108)의 힘 신호에 의해 판정되는 값을 이용하는 제어기(132)에 의해 이루어진 계산은 멀티-터치 환경에서 어떤 터치 층 위치 또는 키가 눌리는지를 구별할 수 있고, 터치 스크린 상의 두 개의 위치가 실질적으로 동시에 눌리는 경우 잘못된 동작을 방지할 수 있다. 사용자는 부주의하게 터치 스크린의 두 개의 키를 실질적으로 동시에 누를 수 있다. 예를 들어, 사용자가 위치(110 및 111)를 눌렀지만 힘 센서(2)가 위치(111)에 대한 누름(press)에 상응하는 힘 값을 생성하였다면 제어기는 위치(111)가 의도된 키 누름이었다는 판정을 내릴 수 있다.
즉, 어떤 키가 실제로 눌렸는지를 판독하는데 사용될 수 있는 정보를 부가하기 위해 개시된 힘 센서 어레이(108)의 특정 힘 센서는 터치 스크린의 특정 위치와 연관된다. 두 개 이상의 키가 동시에 눌린다면, 개시된 방법 및 장치는 터치 스크린 센서에 부가적으로 의도된 사용자 입력의 검출을 가능하게 한다.
개시된 방법 및 장치에 따라, 사용자 입력은 터치 센서 층(104)에 대한 터치 입력 및 힘 센서 층(106)에 대한 힘 입력 두 가지 모두를 포함할 수 있다. 제어기(132)는 터치 센서 층(104)에서의 적어도 하나의 터치 입력에 상호 관계되는 적어도 하나의 터치 신호를 수신하도록 구성될 수 있고, 힘 센서 층(106)에서의 힘 입력과 상호 관계되는 힘 신호를 수신하도록 구성될 수 있으며, 그 제어기(132)는 우선 터치 신호를 프로세스하고 그 후 후속적으로 힘 신호를 프로세스하여 두 신호 모두를 프로세스하도록 더 구성되어 있다. 특히 양 손 모드에서, 터치 층(104)에 대한 사용자 입력으로부터, 터치 스크린에 대한 사용자 입력의 터치 신호 및 힘 신호의 빠른 엔트리 두가지 모두를 이용하는 것은, 다른 경우에는 잘못된 동작을 유발하겠지만, 후술되는 방법과 같이 다수의 상이한 방식으로 조정될(reconciled) 수 있다. 예를 들어, 힘 센서 어레이(108)의 각각의 힘 센서는 다른 힘 센서들과 독립적으로 동작할 수 있거나, 힘 센서의 어레이(108)의 두 개 이상의 힘 센서는 함께 동작할 수도 있다.
도 2는 디스플레이 모듈뿐만 아니라 전술된 것과 같은 터치 층 및 힘 층을 포함하는 층의 스택(stack)을 도시한다. 디스플레이 모듈과 함께 터치 층과 힘 층을 스택으로 통합시키는 것으로 인해, 사용자 입력 시스템은 장치의 당시 기능에 따라 변경될 수 있다. 유리 렌즈(240)는 터치 센서 활성 구역(touch sensor active area; 205)을 포함할 수 있는 터치 센서 층(204)과 인접할 수 있다. 디스플레이 모듈(242)은 활성 뷰잉 구역(active viewing area)을 구비하고 있는 사용자 시스템에 통합될 수 있다. 힘 센서 층(206)의 힘 센서의 어레이(208)의 적어도 일부분은 디스플레이 모듈의 활성 뷰잉 구역의 바깥쪽에 있을 수 있다. 따라서, 이렇게 하여 힘 센서의 어레이(208)는 디스플레이의 활성 구역을 통해 가시적이지 않을 수 있다.
도 2에 도시된 시스템의 실시예와 동일하거나 유사한 실시예에서, 터치 센서 층(204)에 대한 각각의 터치는 터치 포지션 또는 터치 위치인 x 및 y 좌표뿐만 아니라 그와 연관된 힘 값과 연관될 수 있다. 터치 센서(204)는, 보고된 터치 위치에 기초하여 판정을 내릴 수 있는 제어기(132; 도 1 참고)와 같은 더 높은 레벨 시스템에 대해 터치의 사용자 입력을 보고하기 위한 터치 신호를 생성할 수 있고, 상이한 터치 입력에 대한 힘 값을 생성할 수 있다. 보고된 힘 값은 눌림 또는 눌리지 않음과 같은 이진법일 수 있거나 인가된 힘의 정도를 표시하는 더 고해상도에 의한 것일 수 있다. 도 2에 도시된 시스템의 실시예는 멀티-터치 입력과 연관된 힘 값을 판정하는 것을 도울 뿐만 아니라 작동 힘 균일도를 향상시키기 위해 이용될 수 있다.
도 3은 터치 입력 신호 및 힘 센서 어레이 데이터 두 가지 모두 터치 스크린 위치상에서 누름의 위치를 판정하기 위해 이용됨을 도시하는 방법의 실시예를 도시하는 흐름도이다. 터치 센서 활성 구역(205)은 활성화될 수 있고 터치 입력(350)을 위해 대기할 수 있다. 사용자는 터치 센서 레벨에서 그 터치가 터치 스크린에 대한 유효한 터치였는지 여부(352)를 판정할 수 있도록 터치 입력을 제공할 수 있다. 그렇지 않으면, 프로세스는 대기 모드(350)로 되돌아간다. 터치가 터치 스크린에서 유효하다고 판정(352)되면, 터치의 위치는, 예를 들어 제어기(132; 도 1 참고)에 힘 센서 어레이 데이터로서 보고된다(354). 힘 센서 어레이 값이 위치 기반의 값 제한을 초과한다는 판정(356)은 터치 스크린상의 특정 위치에서의 터치가 유효한 터치인지를 판정하고(352) 터치 입력이 그것의 힘 문턱값을 초과하였는지 여부를 판정하기 위해 이루어질 수 있다. 즉, 제어기는 터치 신호를 프로세스하는 것으로부터 판정된, 터치 센서 층에 대한 사용자 입력의 위치에 따른 사용자 입력의 힘 값을 판정하기 위해 힘 신호를 프로세스하도록 구성될 수 있다. 제어기는 터치 센서 층에 의해 수신된 다수의 사용자 입력을 판정하고 다수의 사용자 입력의 하나 이상의 위치 및 그와 연관된 힘 값을 판정하도록 더 구성될 수 있다. 이렇게 하여, 터치 센서 층에서의 특정 위치에 대한 누름이 판정되고 터치를 유효화하기 위해 보고될 수 있다(358).
도 4는, 터치 센서의 층이, 다음 단계를 프로세스하기 위해 필요한 메모리를 감소시키기 위하여 터치 센서 해상도에 대하여 성긴 격자로 나누어지는 것으로 여겨지고 다수의 입력의 포지션을 감지할 수 있는 방법에 대한 또 다른 실시예를 도시하는 흐름도이다. 격자의 각각의 포지션은 그 자신과 연관된 힘 센서 문턱값의 세트를 구비할 수 있다. 문턱값은 메모리에 저장될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 힘 센서 문턱값은 멀티-터치 격자 박스의 조합과 연관될 수 있다. 다양한 형태의 로직은, 터치 센서 격자의 각각의 위치에 대한 상이한 힘 센서 값에 기초하여 힘 값을 판정하는데 적용될 수 있다.
도 4는 터치 센서 활성 구역(205)이 활성화될 수 있고 터치 입력(450)을 위해 대기할 수 있다. 사용자는 터치 센서 레벨에서 그 터치가 터치 스크린에 대한 유효한 터치였는지 여부(452)를 판정할 수 있도록 터치 입력을 제공할 수 있다. 그렇지 않으면, 프로세스는 대기 모드(450)로 되돌아 간다. 터치가 터치 스크린에서 유효하다고 판정(452)되면, 터치 센서(205)의 고해상도 능력(high resolution capability)에 기초하여 모든 터치의 포지션이, 예를 들어 제어기(132; 도 1 참고)에 의해 판정된다(460). 각각의 터치가 상술한 저해상도에 기초하여 어떤 격자 위치에 있는지에 대한 판정이, 예를 들어 제어기(132)에 의해 이루어질 수 있다(462). 저해상도 격자 위치에서의 터치와 상호 관계되는 힘 값이 판정될 수 있고, 그러므로 그 값은 각각의 터치 입력에 대한 힘 값을 판정하기 위해 포지션 특정 조회 테이블 문턱값(position specific look-up table thresholds)과 연관된 힘 센서 값과 비교될 수 있다(464). 힘 센서 어레이 값이 위치 기반의 값 제한을 초과한다는 판정(456)은 터치 스크린의 특정 위치에서의 터치가 유효한 터치인지 여부(452)를 판단하기 위해 이루어질 수 있다. 즉, 제어기는 터치 신호를 프로세스하는 것으로부터 판정된 터치 센서 층에 대한 사용자 입력의 위치에 따른 사용자 입력에 대한 힘 값을 판정하기 위해 힘 신호를 프로세스하도록 구성될 수 있다. 제어기는 터치 센서 층에 의해 수신된 다수의 사용자 입력을 판정하고 다수의 사용자 입력의 하나 이상의 위치 및 그에 연관된 힘 값을 판정하도록 더 구성될 수 있다. 이렇게 하여 터치 센서상의 특정 좌표 또는 위치에 대한 누름 및 각각의 터치 입력에 대한 힘 값이 판정되고 터치를 유효화하기 위해 보고될 수 있다(466).
도 5는 다수의 입력의 포지션을 감지하는 것이 가능한 터치 센서 층을 갖는 방법의 또 다른 실시예를 도시한 흐름도이고, 이러한 특정 실시예에서, 터치 입력을 수신하기 위한 가장 가까운 터치 스크린 위치를 판정하기 위해 힘 입력의 중심을 나타내는 좌표를 형성하도록 힘 입력을 특성화하는 방법이 기술된다. "중심 위치"는 힘 센서 어레이 내의 센서의 일부 또는 전부에서의 상이한 값을 조합하는 것에 의해 계산된 단일 힘 입력과 연관된 단일 위치이다.
도 5는 터치 센서 활성 구역(205: 도 2 참고)이 활성화될 수 있고 터치 입력을 위해 대기할 수 있다는 것(550)을 도시한다. 사용자는 터치 센서 레벨에서 그 터치가 터치 스크린에 대한 유효한 터치였는지 여부(552)를 판정할 수 있도록 터치 입력을 제공할 수 있다. 그렇지 않으면, 프로세스는 대기 모드로 되돌아간다(550). 터치가 터치 스크린에서 유효하다고 판정(552)되면, 모든 터치의 저해상도 포지션이 힘 센서 어레이(208)에 의해, 그리고 예를 들어 제어기(132; 도 1 참고)에 의해 판정된다(570). 프로세스는 터치와 연관된 힘 값을 판정하기 위해 어레이(208)의 힘 센서 한 개, 일부 또는 전부를 사용할 수 있다. 두 개 이상의 힘 센서가 사용되었을 경우, 힘 센서 어레이(208)에서의 힘 입력의 중심 포지션이 판정될 수 있다(574). 터치 포지션의 일부 또는 전부에서부터 힘 포지션까지의 거리의 수치 계산(computation)은 어떤 터치가 가장 가까운지를 판정하기 위해 이루어 질 수 있다(576). 이렇게 하여, 터치 센서(204)상의 특정 좌표 또는 위치에 대한 누름 및 각각의 터치 입력에 대한 힘 값이 판정되고 터치를 유효화하기 위해 보고될 수 있다(578). 이렇게 하여, 하나의 터치는 0보다 큰 힘 입력을 수신할 수 있다.
따라서, 상술한 중심 방법(centroid method)에서, 어레이(208; 도 2 참고)내의 영향을 받은 각각의 힘 센서에 의해 발견된 개개의 힘 값 및 그 힘 값의 크기는 힘 중심 위치에 가장 가까운 터치 위치를 선택하는 것에 의해 어떤 터치 입력이 힘을 인가하는지를 판정하는데 사용될 수 있다. 또한, 언제 터치 입력이 이루어졌는지 또는 언제 키가 눌렸는지를 판정하기 위해 힘 센서의 값의 일부 또는 전부로부터 수치 계산된 총 힘 값을 사용하는 것에 의해 터치 스크린 전역에 걸쳐 작동 힘의 균일도를 향상시킬 수 있는 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 총 값이 미리 설정된 문턱값을 초과한 즉시, 키 누름이 인식될 수 있고, 그 후 중심 힘 입력에 가장 가까운 터치 입력을 찾는 것에 의해 터치 스크린상의 어떤 위치가 눌렸는지의 판정이 이루어질 수 있다.
상술된 방법 및 장치에서, 힘 센서는 터치 스크린상의 의도된 사용자 입력의 위치의 판정을 돕기 위해 부가적인 수치를 제공한다. 본 명세서에는 터치 입력을 수신하도록 구성된 터치 센서 층 및 터치 센서 층이 적층되어 있고 힘 입력을 수신하도록 구성된 힘 센서 어레이를 포함할 수 있는 힘 센서 층 두 가지 모두를 이용하는 것을 포함하는 장치 및 방법이 기술되어 있다. 힘 센서 어레이는 개개의 힘 센서들을 포함한다. 잘못된 동작의 방지를 위하여, 어떤 키가 실제로 눌렸는지를 판독하는데 사용될 수 있는 정보를 부가하기 위해 개시된 힘 센서 어레이의 특정 힘 센서는 터치 스크린의 특정 위치와 연관된다. 터치 신호 및 힘 신호 두 가지 모두 사용자 터치 입력의 유효성을 판정하기 위해 이용된다. 일 실시예에서, 힘 센서 어레이 내의 각각의 힘 센서는 다른 힘 센서들과 독립적으로 동작할 수 있다. 다른 특정 실시예가 기술된다. 예를 들어, 터치 스크린을 성긴 격자로 규정하는 일 실시예에서 격자 부분은 유효한 터치 입력을 판정하기 위하여 어레이 내의 적어도 하나의 센서와 연관될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 유효한 터치 입력을 판정하기 위해 복수의 힘 센서를 기초하여 중심 위치의 판정이 이루어질 수 있다.
본 개시는 진정한, 의도된, 그리고 타당한 범주 및 그것의 사상을 제한하기보다는 기술에 따른 다양한 실시예를 어떻게 만들고 사용하는지를 설명하기 위한 것이다. 전술한 설명은 빠진 것이 없는 철저한 것이 아니며 개시된 정확한 형태로 제한하기 위한 것이 아니다. 변형 또는 변화는 전술한 개시 내용의 관점에서 가능하다. 실시예(들)는 설명된 기술의 원리에 가장 적합한 예시를 제공하고, 당업자가 다양한 실시예에 기술을 이용하고 예측된 특정 사용에 적합하게 된 다양한 변형을 이용하는 것을 가능하게 하기 위해 선택되고 기술되었다. 이러한 모든 변형 및 변화는, 타당하게, 법률적으로, 그리고 정당하게 부여된 폭(breadth)에 따라 해석될 때, 특허권을 위한 본 특허 출원의 심사 계류 중에 보정될 수 있는 첨부된 특허청구범위 및 그것의 모든 등가물에 의해 판정되는 본 발명의 범주에 속한다.

Claims (13)

  1. 사용자 입력 시스템으로서,
    터치 입력들을 수신하도록 구성된 터치 센서 층;
    사용자 입력들의 힘 입력들을 수신하도록 구성되며 상기 터치 센서 층과 함께 적층되는, 힘 센서들의 어레이를 포함하는 힘 센서 층; 및
    (ⅰ) 상기 터치 센서 층으로부터 터치 입력들을 수신하고, (ⅱ) 상기 터치 센서 층에 의한 실질적으로 동시적인 터치 입력들이 수신되었는지 여부를 판정하기 위해 상기 터치 입력들을 프로세스하고 - 상기 동시적인 터치 입력들은 의도된 사용자 입력과 의도되지 않은 사용자 입력을 포함함 - , (ⅲ) 상기 힘 센서 층으로부터, 상기 의도된 사용자 입력에 상응하는 제1 힘 값과 상기 의도되지 않은 사용자 입력에 상응하는 제2 힘 값을 포함하는 힘 입력들을 수신하며, (ⅳ) 상기 힘 센서 층으로부터 수신된 힘 입력들에 응답해서, 상기 동시적인 터치 입력들 중 어떤 것이 상기 의도된 사용자 입력에 해당하는지를 판정하도록 구성된 제어기 - 상기 제어기는 상기 터치 입력들을 먼저 프로세스하고 상기 힘 입력들을 후속적으로 프로세스하도록 추가적으로 구성되고, 상기 제어기는 상기 힘 센서들의 어레이로부터 힘 입력들을 수신해서 사용자 입력에 의해 의도된 중심 위치(centroid location)를 판정하도록 구성됨 - 를 포함하는, 사용자 입력 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    활성 뷰잉 구역(active viewing area)을 갖는 디스플레이 모듈
    을 더 포함하며,
    상기 디스플레이 모듈은 상기 터치 센서 층과 함께 적층되고, 상기 힘 센서들의 어레이의 적어도 일부분은 상기 디스플레이 모듈의 상기 활성 뷰잉 구역의 바깥쪽에 있는, 사용자 입력 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    사용자 입력은 상기 터치 센서 층에 대한 터치 입력 및 상기 힘 센서 층에 대한 힘 입력을 포함하고, 상기 시스템은 또한,
    상기 터치 센서 층으로부터의 적어도 하나의 터치 입력에 상호 관계된(correlated) 적어도 하나의 터치 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 힘 센서 층으로부터의 힘 입력과 상호 관계된 힘 신호를 수신하도록 구성된 제어기 - 상기 제어기는 또한 상기 터치 신호를 먼저 프로세스하고 그 후 상기 힘 신호를 후속적으로 프로세스하도록 구성됨 -
    를 포함하는, 사용자 입력 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 센서 층은 구역(area)을 가지며, 상기 터치 센서 층의 구역의 일부분과 위치(location)가 연관되며, 상기 터치 센서 층의 적어도 하나의 위치와 적어도 하나의 힘 센서 층이 연관되는, 사용자 입력 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 터치 신호를 프로세스하는 것으로부터 판정된 상기 터치 센서 층에 대한 상기 의도된 사용자 입력의 위치 또는 상기 의도되지 않은 사용자 입력의 위치에 따라서 상기 제1 힘 값 또는 상기 제2 힘 값을 판정하기 위해 힘 신호를 프로세스하도록 구성된, 사용자 입력 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 터치 센서 층에 의해 수신된 다수의 사용자 입력들을 판정하고, 상기 다수의 사용자 입력들의 하나 이상의 위치 및 그에 연관된 힘 값들을 판정하도록 구성된, 사용자 입력 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 터치 센서 층은 해상도(resolution)를 가지며, 상기 터치 센서 층은 터치 센서의 해상도보다 더 낮은 해상도의 격자 부분들(grid portions)로 나누어지며, 상기 터치 센서의 격자 부분은 상기 센서 어레이의 적어도 하나의 힘 센서와 연관된, 사용자 입력 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 복수의 힘 센서들에서 힘 입력을 수신하고, 상기 수신된 힘 입력의 중심 위치(centroid location)를 판정하며, 상기 중심 위치에서의 상기 힘 입력의 크기에 따라서 상기 제1 힘 값 또는 상기 제2 힘 값을 판정하도록 구성된, 사용자 입력 시스템.
  9. 터치 센서 층 및 힘 센서의 어레이를 포함하는 힘 센서 층을 포함하는 사용자 입력 시스템의 방법으로서,
    상기 터치 센서 층으로부터 터치 입력들을 수신하는 단계;
    상기 터치 센서 층에 의한 동시적인 터치 입력들(simultaneous touch inputs)이 수신되었는지 여부를 판정하기 위해 상기 터치 입력들을 프로세스하는 단계 - 상기 동시적인 터치 입력들은 의도된 사용자 입력과 의도되지 않은 사용자 입력을 포함함 - ;
    상기 힘 센서 층으로부터, 상기 의도된 사용자 입력에 상응하는 제1 힘 값과 상기 의도되지 않은 사용자 입력에 상응하는 제2 힘 값을 포함하는 힘 입력들을 수신하는 단계;
    상기 터치 입력들을 프로세스하는 단계에 후속하여, 상기 힘 센서의 어레이에서의 어떤 센서들로부터 상기 힘 입력들을 수신하였는지를 판정하기 위해 상기 힘 입력들을 프로세스하는 단계;
    상기 터치 센서 층으로부터 수신된 상기 동시적인 터치 입력들을 판정하는 단계; 및
    사용자 입력에 의해 의도된 중심 위치(centroid location)를 판정하는 것에 의해, 상기 힘 센서 층으로부터 수신되고 프로세스된 힘 입력들에 응답해서, 상기 동시적인 터치 입력들 중 어떤 것에 상기 제1 힘 값을 할당할지를 판정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    터치 스크린은 복수의 터치 스크린 위치들을 포함하는 구역을 포함하고, 특정 터치 스크린 위치들은 상기 힘 센서 어레이들의 특정 힘 센서들에 할당되며, 상기 방법은,
    터치 입력이 상기 특정 터치 스크린 위치에서 수신될 때, 특정 터치 스크린 위치에 할당된 적어도 하나의 힘 센서에 따라서 상기 제1 힘 값 또는 상기 제2 힘 값을 판정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 힘 값 또는 상기 제2 힘 값이 상기 터치 스크린의 상기 위치에 대해 미리 설정된 문턱값(threshold value)을 초과하는지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 동시적인 터치 입력들 중 어떤 것에 상기 제1 힘 값을 할당할지를 판정하기 위해 상기 힘 센서의 어레이의 힘 센서들 중 적어도 두 개의 힘 센서에 의해 수신된 힘 입력의 상대적인 레벨을 판정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    복수의 힘 센서들에서 힘 입력을 수신하는 단계;
    상기 수신된 힘 입력의 중심 위치를 판정하는 단계;
    상기 중심 위치에서 힘 입력의 크기에 따라서 상기 제1 힘 값 또는 상기 제2 힘 값을 판정하는 단계; 및
    상기 중심 위치에 가장 가까운 터치 스크린 위치를 선택하는 것에 의해 상기 동시적인 터치 입력들 중 어떤 것이 상기 제1 힘 값 또는 상기 제2 힘 값과 연관되어 있는지를 판정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
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