KR20150073959A - 터치 인터페이스 디바이스와 디자인 - Google Patents

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KR20150073959A
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touch sensitive
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데이비드 피. 브라운
일카 바르조스
비요른 프리두르 미크라달
미코 카에르카에이넨
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카나투 오와이
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Abstract

본 발명은 다양한 애플리케이션들에 대한 터치 인터페이스 디바이스와 그 디바이스를 컴팩트한 형태로 보관하기 위한 원리를 개시한다. 그 디바이스는 보관시 케이싱 안으로 엔클로징될 수 있고, 사용시 케이싱으로부터 완전히 또는 부분적으로 제거될 수 있는 가요성이 있는 터치 감응 필름을 포함한다. 그 필름은 고애스펙트비 분자 구조체(High Aspect Ratio Molecular Structure)에 의해 제조될 수도 있다. 원시 터치 신호를, 별개의 또는 결합된 터치 프로세싱 및 통신 모듈들로 송신하고, 그 다음 추가로 프로세싱될 때, 소망의 CPU 또는 컴퓨터로 송신하기 위해, 별개의 또는 결합된 터치 구동, 감지 및 통신 모듈들은 터치 감응 필름에 부착될 수 있다. 케이싱은 정보를 디스플레이하기 위한 내부 프로젝터를 또한 하우징할 수도 있다. 또한, 터치 감응 필름을 통해 햅틱 피드백이 더 생성될 수도 있다.

Description

터치 인터페이스 디바이스와 디자인{A TOUCH INTERFACE DEVICE AND DESIGN}
발명의 분야
본 발명은 유저 인터페이스 디바이스들에 관한 것으로, 특히 터치 감응 필름(touch sensitive film)들을 구비하는 유저 인터페이스 디바이스들과, 이러한 인터페이스 디바이스들의 용도들과 디자인들에 관한 것이다.
발명의 배경
상이한 종류들의 전기 장치들에 대한 유저 인터페이스들은, 오늘날 점점 더 자주, 종래의 기계적 버튼들 대신 터치 감응 필름들에 기초한 상이한 타입들의 터치 감지 디바이스(touch sensing device)들로 만들어진다. 널리 공지된 예들은 모바일 폰들, 휴대형 컴퓨터들 및 유사한 디바이스들에서의 상이한 종류들의 터치 패드들과 터치 스크린들을 포함한다. 달성가능한 복잡하고 심지어 고급스러운 유저 경험 외에, 터치 감응 필름들에 기초한 유저 인터페이스 디바이스들은, 기능적으로 더 다용도이며, 더 소형이고, 더 저렴하고, 더 경량이며, 또한 시각적으로 더 매력적인 디바이스들을 찾기 위해 계속 노력하고 있는 디자이너들에게 더 우수한 자유도를 또한 제공한다.
휴대성과 적응성은 이러한 인터페이스들에서 주요한 요소들이며, 엔지니어들과 디자이너들은, 예를 들면, 터치패드들, 터치 스크린들, 포인터인 "마우스들" 및 키보드들을 통해 이들을 달성하기 위한 수단을 찾고 있다. 일반적으로, 이들은 경질의(rigid) 디바이스들에 제한되는데, 키보드들의 경우, 그들은 수정불가능하거나 또는 그들은 최소한도로 수정가능하다(예를 들면, 각각의 고정된 키의 정의가 소프트웨어를 통해 변경될 수 있다).
터치 감지 디바이스들에서, 하나 이상의 감지 전극들로서 기능하도록 구성된 하나 이상의 도전층들을 포함하는 터치 감응 필름이 통상적으로 사용된다. 이러한 종류의 필름의 일반적인 동작 원리는, 예를 들면, 손가락 끝 또는 어떤 특정한 포인터 디바이스에 의한 유저의 터치가, 터치 감응 필름이 연결된 소정의 측정 회로부에 의해 검출되는 것이다. 실제 측정 원리는, 예를 들면, 저항성(resistive), 유도성(inductive) 또는 용량성(capacitive)일 수 있으며, 후자는 오늘날, 가장 까다로운 애플리케이션들에서 최상의 성능을 제공하는 가장 진보된 대안으로서 일반적으로 간주된다. 전자기 방사용 검출기들과 소스들을 사용하는 FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)과 같은 다른 광학적 방법들이 종래 기술에서 또한 공지되어 있다.
용량성 터치 감지(capacitive touch sensing)는, 터치 감응 필름 상에서의 터치가, 전기적 관점에서, 터치 감응 필름이 연결되는 측정 회로부에 대해 외부 커패시턴스를 커플링시키는 것을 의미한다는 원리에 기초한다. 터치 감응 필름의 충분히 큰 감응성을 통해, 심지어 터치 감응 필름 상에서의 어떠한 직접적인 접촉도 요구되지 않고 단지 적절한 오브젝트를 터치 감응 필름에 근접하게 가져가는 것에 의해 용량성 커플링(capacitive coupling)이 달성될 수 있다. 용량성 커플링은 측정 회로부의 신호들의 변화에서 검출된다. 소위 투영 용량성 방식(projected capacitive method)에서, 측정 회로부는, 각각, 신호를 제공하고 용량성 커플링을 감지하기 위해 사용되는 드라이브 전극들과 감지 전극들을 포함한다. 이 회로부는 또한, 각각의 공급/측정 전극 쌍 사이의 커플링이 측정되도록, 감지 전극들 위를 순차적으로 빠르게 스캔하도록 정렬된다.
투영 용량성 방식에서 공지의 터치 감응 필름들에 대해 일반적인 것은, 터치의 위치를 올바르게 결정하기 위한 필요성이 도전층들에서 많은 수의 별개의 감지 전극들을 필요로 한다는 것이다. 다시 말하면, 도전층들은 별개의 감지 전극들의 네트워크로 패턴화될 수도 있다. 더 정확한 해상도가 요구됨에 따라, 더 복잡한 감지 전극 구성이 요구된다. 한 특별한 도전 과제(challenging issue)는 다수의 동시적 터치들의 검출인데 이것은, 한편으로는, 종종, 최신 기술의 터치 감지 디바이스들의 가장 요구되는 특성들 중 하나이다. 복잡한 감지 전극 구성들 및 많은 수의 신호 감지 전극 소자들은 제조 프로세스뿐만 아니라 터치 감지 디바이스의 측정 전자장치도 복잡하게 한다.
터치 스크린들에서, 터치 감지 성능 외에, 터치 감응 필름은, 전자 디바이스의 디스플레이의 상부 내에 또는 상부 상에 그 필름의 사용을 가능하게 하기 위해, 즉, 디바이스의 디스플레이가 터치 감응 필름을 통해 보이게 되는 것을 가능하게 하기 위해, 광학적으로 투명해야만 한다. 또한, 터치 감응 필름 가시성(visibility)의 관점에서 투명도도 또한 아주 중요하다. 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display; 액정 디스플레이), OLED(Organic Light Emitting Diode; 유기 발광 다이오드) 디스플레이, 또는 e-페이퍼(electronic paper; 전자 종이) 디스플레이의 유저에 대한 터치 감응 필름의 가시성은, 유저 경험을 심각하게 저하시킨다. 지금까지, ITO(Indium Tin Oxide; 인듐 주석 산화물)와 같은 투명한 도전성 산화물들이 터치 감응 필름들 내의 도전층 재료들 중 가장 일반적인 그룹을 형성하고 있다. 그러나, 가시성, 견고성, 가요성(flexibility) 및 비용의 관점으로부터, 이들은 이상적인 해결책과는 거리가 멀다. 탄소 나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)들, 금속 또는 금속 복합재의 나노와이어들, 도전성 폴리머들, 그래핀 및 탄소 NANOBUD들과 같은 다른 투명한 도전성 매체가 현재 전면에 대두되고 있다.
터치 감응 필름들에서 한 유망한 새로운 접근법은 네트워크화된 나노구조체들로 형성된 또는 그 나노구조체들을 포함하는 층들에서 발견된다. 적절한 도전성 성능 외에, 예를 들면, 튜브형 탄소 분자의 사이드에 공유 결합된 풀러렌 또는 풀러렌형 분자들을 구비하는 탄소 NANOBUD들 또는 탄소 나노튜브들의 네트워크들로 구성되는 층은, 예를 들면, ITO, ATO 또는 FTO와 같은 투명한 도전성 산화물보다 사람 눈에 덜 가시적으로 만들어질 수 있다. 게다가, 널리 공지된 바와 같이, 나노구조 기반의 층들은, 예를 들면, 투명 도전성 산화물과 비교하여 더 우수한 가요성, 기계적 강도 및 안정성을 가질 수 있다.
대안적 원리들에 기초한 가요성이 있는 키보드(flexible keyboard)들이 개시되어 있다. EP 0619894("Kikinis")에는, 컴퓨터들용의 가요성이 있는 키보드가 개시된다. 그 키보드 재료는, 키들과 함께, 가요성이 있다. 그 키보드는 보관을 위해 원통형으로 감길 수 있고 실제 사용을 위해 펼쳐질 수 있다. 2개의 층들이 존재하며, 제1의 층은 키들을 포함하고 제2의 층은 구조체에서의 전기적 도전성 변화들을 통해 키의 눌림을 감지한다. 2개의 층들은, 2개의 층들 사이의 약간의 상대적인 움직임을 허용하는 결합 수단에 의해 결합된다.
미국 7,196,692("Mochizuki 등")에는, 접을 수 있는(foldable) 키보드와 가요성이 있는 디스플레이가 개시된다. 예를 들면, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 키보드는 힌지 타입의 연결부 주위로 회전가능하고 그 키보드는 따라서 2개의 경질의 섹션들을 구비한다. 가요성이 있는 디스플레이는 가요성이 있는 플라스틱 기재(base) 필름 상에 형성된 칼라 유기 전계 발광 디스플레이 시트로서 구현된다. 가요성이 있는 디스플레이는 감긴 상태(rolled state)로 하우징될 수 있다.
현재까지는, 전체 사용 사이즈를 가지며 주머니에 넣을 수 있도록 충분히 작은 보관 사이즈를 가질 수 있는 어떠한 유저 인터페이스 디바이스도 이용가능하지 않다.
요약하면, 이들 해결책들의 어느 것도, 작은 사이즈로 보관되어 운반될 수 있고 사용을 위해 상당히 큰 사이즈로 확장될 수 있는 컴팩트한 유저 인터페이스 디바이스를 제공하지 않는다.
발명의 목적
본 발명의 목적은, 예를 들면 스마트폰들 또는 태블릿 컴퓨터들의 유저 인터페이스로 작용하는 터치 기술 기반의 액세서리를 제공하는 것으로, 그 액세서리는 작은 케이싱 내에 보관되어 컴팩트한 보관 모드에서 쉽게 휴대될 수 있지만, 사용 모드에 있을 때 임의의 주어진 표면 상에 실제 사용가능한 효율적이고 가요성이 있는 입력 툴을 제공하게 된다.
발명의 개요
본 발명의 제1의 양태는 유저 인터페이스 디바이스(2)에 집중되며, 그 유저 인터페이스 디바이스(2)는: 가요성이 있으며, 성형가능하고(formable)/하거나 굴곡가능한(bendable) 터치 감응 필름(1); 터치 감응 필름(1)이 보관될 수 있는 케이스(3)를 포함하고, 케이스(3)는 터치 감응 필름(1) 상에서의 터치들을 감지하기 위한 수단, 전원 및, 예를 들면, 물리적(옴성(ohmic), 용량성, 유도성 또는 무선 커플링을 통해 터치 인터페이스 디바이스로부터 CPU(중앙 프로세싱 유닛) 또는 메인프레임, 데스크탑, 랩탑, 노트북, 태블릿 또는 스마트폰과 같은 컴퓨터(12)로 정보를 송신하여, 위치, 속도, 방향, 회전, 면적 또는 압력과 같은 터치의 특성들에 관한 정보를 송신하기 위한 수단을 포함하는 필요한 전자장치를 구비한다.
문헌 US2005146498은 유저 입력을 수신하기 위한 가요성이 있는 입력 수단, 상기 입력 수단을 수용하기 위한 공간을 정의하는 하우징을 포함하는 전자 입력 디바이스를 개시한다. 그 입력 디바이스는 제1의 상태와 제2의 상태를 가지며, 그 입력 수단은 제1의 상태에서 컴팩트한 공간적 구성을 그리고 제2의 상태에서 확장된 공간적 구성을 채택한다.
문헌 US2011227822는 영상물(visuals)을 디스플레이하는 가요성이 있는 유닛, 상기 가요성이 있는 유닛의 왜곡들을 감지하기 위한 감지 수단 및 동작가능 유닛(operable unit)을 포함하는 디바이스를 개시한다. 입력은 감지 수단에 의해 가요성이 있는 유닛의 왜곡을 감지하는 것에 의해 등록되며, 상기 왜곡은 상기 동작가능 유닛을 동작시키는 것에 의해 야기된다.
문헌 US2011063195는 투명 기판층, 소프트 회로층 및 디스플레이층으로 구성된 소프트 디스플레이 패널과, 소프트 회로층에 연결된 신호 송신 디바이스를 구비하는 컨트롤러와, 문자들 또는 그림들에 대응하는 신호를 생성하기 위한 입력 제어 디바이스 및 신호 송신 디바이스에 연결된 컴퓨터 애플리케이션 인터페이스를 구비하는 컴퓨터 기기를 개시한다.
문헌 US2002134828은 전자 프로세싱 수단에 데이터를 입력하는 데 적합한 데이터 입력 디바이스를 개시한다. 그 데이터 입력 디바이스는 기계적 상호작용에 응답하여 출력을 생성하도록 구성되고 2개의 동작 구성들로 구성될 수도 있는데, 그 첫 번째는 가요성이 있는 구성이고 두 번째는 경질의 구성(rigid configuration)이다.
본 발명의 터치 감응 필름(1)은 하나 이상의 터치들의 위치, 속도, 방향, 회전, 면적, 압력 등 중 하나 이상 또는 상기 터치 또는 터치들의 평균 또는 다른 특성을 감지할 수 있다. 이것은, 예를 들면, 탭, 핀치 또는 회전과 같은 제스처를 포함한다.
용어 "터치"와 그 파생어들은 본 발명의 상황에서 광의적으로 사용되어, 손가락 끝, 스타일러스, 또는 몇몇 다른 포인터 또는 오브젝트와 터치 감응 필름 사이의 직접적인 기계적 또는 물리적 접촉뿐만 아니라, 이러한 오브젝트가 터치 감응 필름과 그 주변 사이에서, 또는 터치 감응 필름의 상이한 지점들 사이에서 충분한 용량성, 유도성 또는 다른 커플링을 생성하도록 그 오브젝트가 터치 감응 필름에 근접한 상황들을 포괄한다. 이러한 의미에서, 본 발명의 터치 감응 필름은 근접 또는 공간적 제스처 센서로서 또한 사용될 수 있다.
본원에서 "도전성 재료"는, 그 재료의 도전 메커니즘 또는 도전 타입에 무관하게, 그 재료에서 전하의 흐름을 허용할 수 있는 임의의 재료를 의미한다. 따라서, 도전성 재료는, 본원에서, 예를 들면, 반도전성 또는 반도전 재료들을 포괄한다. 터치 감응 필름 내에 도전성 재료의 하나 이상의 층들이 존재할 수 있다.
도전성 재료 외에, 터치 감지 디바이스는, 전체적으로 작동하는 터치 감응 소자를 구현하는 데 필요한 구조체들 및 재료의 다른 층들을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 필름의 기계적 보호를 위한 하나 이상의 층들이 존재할 수 있다. 또한, 굴절률 또는 칼라 매칭을 위한 하나 이상의 층들, 및/또는 예를 들면, 스크래치 방지, 장식, 발수, 자정(self-cleaning), 또는 다른 목적들을 위한 하나 이상의 코팅들이 또한 존재할 수 있다. 층 방식의 소자들 외에, 터치 감응 필름은 3차원적으로 조직화된 구조체들, 예를 들면, 터치 감응 필름 또는 그 일부를 통해 연장하는 접촉 구조체들을 또한 포함할 수 있다. 터치 감응 필름은 투명, 반투명 또는 불투명일 수 있다. 터치 감응 필름은 경질이거나, 반경질이거나, 가요성이 있거나, 성형가능하거나, 굴곡가능하거나 또는 접을 수 있다. 터치 감응 필름은 폴리머들(예컨대 PET, PEN, PVC, 또는 아크릴), 유리, 종이, 고무, 직물 또는 가죽을 포함할 수 있다.
"외부 오브젝트"는 임의의 컨덕터 또는 인덕터 또는 용량성 또는 유도성 포인터, 예를 들면, 사람 손가락 또는 금속 스타일러스, 용량성 소자를 구비하는 포인터 또는 유도성 커플링을 위한 금속 코일 등을 의미한다.
본 실시형태에 따른 전기 회로부는 하나 이상의 위치들에서 터치 감응 필름에, 저항적으로, 라디오파들에 의해, 유도적으로 또는 용량적으로 커플링된다. 그 회로부는 상이한 타입들의 접촉 전극들, 배선(wiring)들과 다른 형태들의 컨덕터들, 스위치들, 및 터치 감응 필름과 그 하나 이상의 도전층들을 유저 인터페이스 디바이스의 나머지 부분에 연결하는 데 필요한 다른 소자들을 포함할 수 있다. 저항성 연결은 물리적 접촉을 의미하지만, 라디오파의 유도성 또는 용량성 커플링은 무선 접촉에 관련된다. 저항성 커플링의 예들은 솔더링, 브러쉬들, 클램프들 또는 다른 전통적인 기술들을 포함하지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
전기 회로부는 하나 이상의 여기 신호들을 터치 감응 필름에 제공하고, 그 터치 감응 필름으로부터 하나 이상의 응답 신호들을 수신하도록 구성된다. 전기 회로부는 프로세싱 유닛에 연결된다. 본 발명의 예시적인 실시형태에서, 신호들은 프로세싱 유닛에 의해 전기 회로부를 통해 터치 감지 필름(touch sensing film)에 전송되고 터치 감지 필름으로부터 수신된다. 당업자에게는 명확한 바와 같이, 실제, 전기 회로부는 프로세싱 유닛과 함께 단일 칩에 부분적으로 또는 완전히 통합될 수도 있고 따라서, 그들은 엄격하게는 구별되지 않을 수도 있다.
본원에서 여기 신호는, 회로부를 통해 터치 감응 필름의 신호 필터로 제공되며 필터 특성들에서 터치가 유도하는 변화들을 모니터링하는 데 적합한 조건들을 제공하는 임의의 전기 신호, 예를 들면, 펄스화된, 상승 및 하강 시간이 제한된 또는 발진하는 전압 또는 전류이다. 여기 신호는, 예를 들면, 구동 신호 또는 자극 신호로 또한 칭해질 수도 있을 것이다. 통상의 예들은 AC 전류 및/또는 전압이다. 상응하여, 응답 신호는, 회로부 수단을 사용하는 것에 의해 신호 필터로부터 수신되며 필터 특성들에 터치가 야기하며 이 신호에 의해 검출될 수 있는 변화들을 기반으로 터치의 검출을 허용하는 임의의 측정된 전기 신호이다. 응답 신호는, 예를 들면, 감지 신호로 또한 칭해질 수 있을 것이다.
이 실시형태에서, 프로세싱 유닛은 전기 회로부에 저항적으로(옴적으로), 라디오파들에 의해, 유도적으로 또는 용량적으로 커플링된다. 프로세싱 유닛은 하나 이상의 응답 신호들을 프로세싱하는 것에 의해, 예를 들면, 외부 오브젝트에 의한 터치의 존재 또는 근접, 상기 터치의 위치, 상기 터치의 커패시턴스 또는 인덕턴스, 상기 터치의 압력 또는 면적, 상기 터치의 근접범위, 상기 터치의 속도, 상기 터치의 방향, 상기 터치의 평균, 2개 이상의 상기 터치들 사이의 상대적 거리, 2개 이상의 상기 터치들의 상대적 회전, 상기 터치의 지속시간 또는 이들의 조합을 검출하도록 구성된다.
프로세싱 유닛은 프로세서, 신호 또는 펄스 발생기, 신호 비교 유닛, 해석 유닛, 및 응답 신호들을 프로세싱하는 데 필요한 다른 하드웨어 및 전자장치뿐만 아니라 소프트웨어 툴을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 터치 감지 디바이스는 하나 이상의 터치 감응 필름을 활용하여 단일층의 또는 다수의 층의 구성에서 동작할 수 있으며, 각각의 필름은 하나 이상의 도전층들을 구비한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 유저 인터페이스 디바이스는 터치 감지/감응 필름(1), 터치 감지 전자장치, 케이싱(3), 전원, 유저 인터페이스 디바이스로 및/또는 유저 인터페이스 디바이스로부터 정보를 송신 및/또는 수신하기 위한 수단 및 디바이스의 보관 및 사용 상태들 사이에 전환하기 위해 터치 감응 필름을 감고 및/또는 펼치기 위한 수단을 포함한다. 일반적으로, 보관 상태는, 본 발명의 일 실시형태에 따라, 대안적 수단에 의해 또는 케이싱 내부에 위치된 접힌 또는 뭉쳐진(crumpled) 필름과 같은 필름의 대안적 폼팩터에서 생성될 수 있다.
본원에서, 정보를 송신하고 및 또는 수신하는 수단은, 예를 들면, 물리적(예를 들면, 옴 접촉) 또는 (예를 들면, 라디오파들, 마이크로파들, 적외선 방사, 가시광선, 자외선 방사, X-선들 및 감마선들과 같은 전자기 방사의 유도성 또는 용량성 커플링 또는 음파들을 통한) 무선을 의미한다. 정보를 송신하고 및 또는 수신하는 고도로 실시가능한 수단은 블루투스 또는 무선 USB와 같은 표준 무선 수단을 사용하는 것에 의한다.
일 실시형태에서, 터치 감응 필름은 그 굴곡을 허용하도록 가요성이 있는 구조체로서 형성된다. 본원에서 "가요성이 있는" 구조체는 적어도 한 방향에서 굴곡을 허용하는, 심지어는 반복적으로 허용하는 구조체를 의미한다. 또한, 터치 감응 필름은 적어도 두 상이한 방향들에서 동시에 굴절될 수 있다(예를 들면, 연신가능하다(stretchable)).
가요성 대신 또는 가요성에 외에, 터치 감응 필름은, 예를 들면, 3차원 표면을 따라 또는 3차원 표면 위에서 가열성형을 사용하는 것에 의해 그 변형을 허용하기 위해 변형가능 구조체로서 또한 형성될 수 있다(예를 들면, 성형가능하다).
터치 감응 필름의 가요성 및/또는 변형가능성은 본 발명의 고유한 측정 피쳐들과 결합하여 터치 감지 디바이스를 구현하기 위한 완전히 신규한 가능성들을 개방한다. 예를 들면, 모바일 디바이스의 유저 인터페이스로서 기능하는 터치 감응 필름은 디바이스 에지들로 연장하도록 굽혀지거나 성형될 수 있어서, 터치 감응 필름은 디바이스의 전체 표면을 피복할 수 있다. 3차원 디바이스의 상이한 표면들을 피복하는 터치 감응 필름에서는, 상이한 목적들을 위한 몇몇의 터치 감지 영역들이 존재할 수 있다. 한 감지 영역은 터치 스크린을 형성하는 디스플레이의 영역을 커버할 수 있다. 다른 감지 영역들은, 예를 들면 디바이스의 측면들에서, 종래의 기계적 버튼들, 예를 들면 파워 버튼, 또는 볼륨 또는 휘도 슬라이더들 또는 다이얼들을 대신하는 터치 감응 소자로서 기능하도록 구성될 수 있다.
가요성이 있고/있거나 변형가능한 터치 감응 필름들에 대한 바람직한 선택은, 하기에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 하나 이상의 HARMS(High Aspect Ratio Molecular Structure; 고애스펙트비 분자 구조체) 네트워크들을 포함하는 도전층이다. HARM 구조체들과 그 네트워크들은 본질적으로 가요성이 있으며, 따라서 터치 감응 필름이 가요성이 있고, 굴곡가능하고 및/또는 변형가능하게 만들어지는 것을 가능하게 한다.
한 유용한 애플리케이션과 실시형태에서, 터치 감응 필름은 광학적으로 투명하게 만들어진다. 따라서, 이것은, 예를 들면, 유저를 그/그녀의 조작에서 가이드하기 위해 특정 패턴이 필름을 통해 보이게 하기 위한 또는 지지면(supporting surface)이 센서를 통해 보이는 것을 허용하는 지지면 상의 고유의 유저 인터페이스로서 또는 터치 스크린의 일부로서, 터치 감응 필름을 사용하는 것을 가능하게 한다. 본원에서, 터치 감응 필름의 광학적 투명성은, 문제가 되고 있는 애플리케이션에서 관련되는 주파수 또는 파장 범위에서, 필름의 면에 실질적으로 수직한 방향으로부터의 입사 방사(incident radiation)의 적어도 10%, 바람직하게는 적어도 50%가 필름을 통해 투과되는 것을 의미한다. 대부분의 터치 감지 애플리케이션에서, 이 주파수 또는 파장 범위는 가시광선의 범위이다.
광학적 투명성에 대해, 터치 감응 필름의 도전성 재료가 그 키이다. 전기적 도전성과 광학적 투명성의 동시적 요구는 가능한 재료들의 수를 제한한다. 이러한 의미에서, HARMS 네트워크들은 광학적으로 투명한 터치 감응 필름에 대한 양호한 기초를 형성하는데, 그 이유는 HARMS 네트워크들이, 예를 들면, 투명한 도전성 산화물들의 투명성보다 더 우수한 투명성을 제공할 수 있기 때문이다.
일 실시형태에서, 터치 감응 필름은 HARMS 네트워크, 도전성 폴리머, 그래핀, 세라믹, 은 또는 금과 같은 금속의 그리드들, 또는 금속 산화물을 포함한다. HARMS 또는 HARM 구조체들은, 본원에서, 나노미터 규모의 특성 치수들, 즉, 약 100 나노미터 이하의 치수들을 갖는 전기적으로 도전성의 구조체들을 의미한다. 이들 구조체들의 예들은 탄소 나노튜브(CNT)들, 탄소 NANOBUE들(CNB들), 금속 나노와이어들, 및 탄소 나노리본들을 포함한다. HARMS 네트워크에서, 많은 수의 이들 종류들의 단일 구조체들, 예를 들면, CNT들은 서로 상호연결된다. 다시 말하면, 나노미터 규모에서, HARM 구조체들은, 예를 들면 도전성 폴리머들 또는 투명 도전성 산화물들과 같은 진정으로(truly) 연속적인 재료를 형성하지는 않지만, 대신 전기적으로 상호연결된 분자들의 네트워크를 형성한다. 그러나, 거시적 규모에서 고려될 때, HARMS 네트워크는 고체의 속이 찬(solid) 모놀리식 재료를 형성한다. 유용한 피쳐로서, HARMS 네트워크들은 박층의 형태에서 생성될 수 있다.
감응 필름에서 HARMS 네트워크(들)에 의해 달성가능한 이점들은, 광학적으로 투명한 터치 감응 필름들을 필요로 하는 애플리케이션들에서 유용한 높은 광학적 투과성과 우수한 기계적 내구성뿐만 아니라, 아주 유연하게 조정가능한 전기적 특성들을 포함한다. 이들 이점들을 최대화하기 위해, 도정선 재료는 실질적으로 하나 이상의 HARMS 네트워크들을 포함할 수 있다.
HARMS 네트워크의 저항 성능은 층의 밀도(두께)와, 어느 정도는, 구조체들의 길이, 두께, 또는 결정 배향, 나노구조체 번들들의 직경 등과 같은 HARMS 구조에 대한 세부 사항에도 또한 의존한다. 이들 특성들은 HARMS 제조 프로세스와 그 직경들의 적절한 선택에 의해 조정될 수 있다. 본 발명에 따른 범위의 시트 저항들을 갖는 탄소 나노구조체 네트워크들을 포함하는 도전층들을 생성하기 위한 적절한 프로세스들은, 예를 들면, WO 2005/085130 A2와 WO 2007/101906 A1에서 설명된다.
본 발명에 따른 터치 감지 디바이스의 일 실시형태에서, 터치 감지 디바이스는 햅틱 인터페이스 필름으로서 또한 기능한다. 다시 말하면, 그 디바이스는 터치에 응답하여, 바람직하게는 감응 필름을 통해 햅틱 피드백을 생성하기 위한 수단을 더 포함한다. 감응 필름을 통해 햅틱 피드백을 제공하는 것은, 터치 감응 필름의 진동을 생성하기 위한 터치 감응 필름에 부착된 별도의 액츄에이터들에 기초한 종래의 접근법 대신, 감응 필름이 햅틱 피드백을 생성하기 위한 수단의 일부로서 사용되는 것을 의미한다. 이것에 대해서는 다양한 가능성들이 존재한다. 햅틱 효과는 감응 필름에 의해 적절한 전자기장(들)을 생성하는 것에 의해 달성될 수 있다. 터치 감응 필름을 터치하는 유저의 피부는 이들 장들(fields)을 상이한 감각들로서 감지한다. 이러한 종류의 접근법은 용량성 햅틱 피드백 시스템으로 칭해질 수 있다. 한편, 감응 필름은 대안적으로는, 예를 들면, 전기적 활성(electroactive) 폴리머(인공 근육) 기반의 햅틱 인터페이스의 일부로서 사용될 수 있으며, 여기서 감응 필름은 인터페이스의 한 층을 형성한다. 대안적으로, 터치면은, 터치의 감각을 통해 유저를 가이드하는 촉각적으로 식별가능한 표면 피쳐들을 갖도록 텍스쳐화되거나(textured), 물결모양으로 되거나(dimpled), 엠보스 가공되거나(embossed) 또는 다르게 수정될 수도 있다.
양 기능들, 즉, 터치 검출 및 햅틱 피드백을 수행하기 위한 한 가능성은, 제1의 기간 동안 터치가 검출되면, 그 다음, 제1의 기간에 후속하는 제2의 기간에서 햅틱 피드백이 제공되도록, 감응 필름이 터치 감지 회로부와 햅틱 피드백을 위한 신호들을 생성하기 위한 수단에 교대로 커플링되는 것이다. 제1 및 제2의 기간들은 유저가 연속적으로 동작하는 디바이스를 경험하도록 아주 짧게 조정될 수 있다.
본 발명에 따른 터치 감지 디바이스의 일 실시형태에서, 터치 감지 디바이스는 변형 검출 필름으로서 또한 기능한다. 이것은, 디바이스가, 예를 들면, 감지 필름의 굴곡, 트위스팅 및/또는 연신(stretching)을 감지하기 위한 수단을 통합하는 것을 의미한다. 이것은, 본 발명에 따른 터치 감지와 동시에 신호 필터 특성들에서의 변화들에 의해 또는 노드들 사이의 저항에서의 변화들을 측정하는 것에 의해 수행될 수 있다. 시스템의 신호 필터링 특성들이 필름의 저항의 함수이기 때문에, 적어도, HARM들과 도전성 폴리머들을, 특히 나노튜브들과 NANOBUE들을, 더 구체적으로는, 탄소 나노튜브들과 NANOBUD들을 포함하지만 이들에 제한되지 않는 어떤 재료들에 대해, 그 필름이, 예를 들면, 신장되거나, 압축되거나 또는 다르게 변형되면 신호 필터 특성들은 변할 수 있다. 저항 또는 신호 필터 특성들에서의 이 변화를 해석하는 것에 의해, 본 발명은, 예를 들면, 감지 필름에 연결된 노드들 사이의 압축 또는 신장(elongation)을 검출할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 필름의 대향 면들 상의 2 세트의 노드들 사이의 신장의 감지는, 센서가 보관 상태에 있는지(예를 들면, 감겨 있거나 접혀 있음) 또는 사용 상태에 있는지(예를 들면, 풀려 있거나 펼쳐져 있음)를 나타낸다. 본 발명에 따라 대안적인 구성들도 또한 가능하다.
어떤 변형가능한 외부 오브젝트들에 대해, 커패시턴스 또는 인덕턴스는 터치 감응 필름에 인가된 힘을 통해 변하고 그렇게 결정된 커패시턴스 또는 인덕턴스는 힘에 대한 프록시(proxy)로서 사용될 수 있다. 힘은, 예를 들면, 유저가 터치를 수행할 때 필름에 가한 힘을 의미한다. 사람 손가락은, 예를 들면, 힘의 인가시 변형되어 센서 필름에 근접하여 증가된 면적으로 나타나게 된다. 이것은 상응하여 커패시턴스가 변경되게 할 것이다. 대안적으로, 유도성 외부 오브젝트가 사용되고, 유저가, 예를 들면, 외부 오브젝트의 코일을 변형시키거나 또는 (예를 들면, 스프링을 통한) 코일에서 표면까지의 거리를 변경시키면, 인덕턴스가 변경되고 또한 힘도 측정될 수 있다.
본 발명의 유저 인터페이스 디바이스는 표준화된 또는 커스텀화된 독립형 모듈로서 또는 좀 더 큰 디바이스, 예를 들면, 모바일폰, 휴대형 또는 태블릿 컴퓨터, e-리더, 전자 내비게이터, 게임용 콘솔, 냉장고, 블렌더, 식기세척기(dishwasher), 세척 머신(washing machine), 커피 머신, 스토브, 오븐 또는 다른 가전제품 표면, 자동차 대시보드 또는 스티어링 휠 등의 일부로서 통합된 분리 불가능한 유닛으로서 구현될 수 있다.
셋업은, 메인 디바이스와 터치 감지 모듈 둘 다에 위치되는 전극들 사이의 정전 유도 또는 전기역학적 유도를 생성하는 AC 전류와 데이터의 생성, 전송 및 수신을 처리하는 보조 전자장치를 필요로 할 수도 있다. 이들 2개의 디바이스들은 하기의 방법들 중 하나 이상에 의해 서로 무선으로 커플링될 수도 있다:
- 전자기 유도(유도성 커플링, 전기역학적 유도), 여기서 데이터와 전력 송신은 대향하는 코일들 사이의 자기장으로부터의 전류에 의해 유도된다.
- 자기 공명은 자기장들을 통한 근접장 전자기 유도 커플링이다.
- 라디오파들(예를 들면, RFID 기술; 라디오 주파수 식별(Radio Frequency IDentification)), 여기서 전력은 안테나에 의해 수신된 라디오파들로부터 생성되고, 데이터 송신은 방사되는 필드 부하를 실질적으로 변화시킨다.
- 용량성 커플링(또는 정전 유도), 여기서 에너지와 데이터는 전극들의 대향하는 평면들로부터 전송된다.
오늘날의 터치 센서들은, 와이어들에 의해, 직접적인 솔더링되는 것에 의해 또는 커넥터들을 통해 애플리케이션 디바이스들에 완전히 또는 부분적으로 통합된다. 이것은, 별도로 개방될 필요가 없는 영역들에 센서들이 통상적으로 위치되는 고정식 장치에서 충분하다. 예를 들면, 휴대형 디바이스들에서, 그들은 통상적으로 터치 디스플레이 애플리케이션들에서 발견되는데, 여기서 디스플레이는 실제 터치 감지 필름 아래에 있고 스크린 자체는 디바이스에 영구적으로 부착된다. 터치 감지 디바이스가 디바이스의 착탈가능한(removable) 부분 상에 위치되면, 터치 감지 디바이스는 커넥터를 필요로 할 것인데, 터치 감지 디바이스가 디바이스에 부착되면 터치 감지 디바이스는 이 커넥터를 통해 디바이스에 연결될 것이다. 이 방법은 기능적이지만 어떤 애플리케이션들에서는 적절하지 않을 수도 있다. 또한, 터치 컴포넌트가 디바이스에 영구적으로 고정되도록 의도되더라도, 그 컴포넌트를 솔더 또는 커넥터를 통해 연결시키는 것과 관련된 제조 비용 및 디자인 제약들이 존재한다.
본 발명은, 예를 들면 내부의 서비스가능 부품들을 유지보수하거나 변경하기 위해 자신의 엔클로저 커버가 제거되어야 하는 애플리케이션들로 또는 디바이스의 별개의 부품들, 예를 들면 터치 감응 필름, 전원, 감지 및 구동 전자장치 및/또는 CPU들이, 예를 들면, 회전 악셀(rotating axel) 및 베어링과 같은 회전 연결들을 통해 분리되는 애플리케이션들로, 2차원 및 3차원 터치 센서 디바이스들을 제공하는 문제점을 해결한다. 예를 들면, 젖은, 폭발성의 또는 다른 위험한 환경들에 대해 깨지지 않는 캡슐화를 필요로 하는 디바이스들로 또는 상호연결용 와이어들에서와 같이, 직접 연결이 다르게는 불가능하거나, 비용이 많이 들거나 또는 아주 불편한 디바이스들로 데이터 입력 방법을 제공하는 것도 또한 힘이 드는 방법이다.
추가적인 이점들은, 이 방법이, 오염, 마모와 손상 또는 파손에 민감한 데이터 송신 및 전원에 대해 어떠한 물리적 커넥터도 필요로 하지 않는다는 것이다. 커넥터가 없기 때문에, 오염, 화학적 또는 물리적 저하 또는 기계적 손상에 민감한 부품이 더 적게 존재하고 따라서 디바이스의 신뢰성을 향상시키게 된다.
본 발명은, 확실하게 고정되지 않으면, 의도치 않게 접속이 해제될 수도 있고 따라서 데이터 또는 전력 손실을 이끌 수도 있는 직접적인 물리적 접촉을 필요로 하지 않는다. 그것은, 고정된 장치에 대해, 그 장치로부터 전력을 취하고 애드혹 터치 센서로서 또는 일반적인 데이터 입력 및 출력 디바이스로서 작용하는 원격 제어 디바이스로서 기능할 수도 있다.
추가적인 이점은, 모듈 내에 어떤 기능성들을 유지시키고 그것을 다른 기능들과 분리하는 것에 의해, 그들이, 개별적으로 생성될 수 있고 최종 어셈블리에서만 함께 결합될 수 있는 상이한 서비스가능 부품들이 된다는 것이다. 추가적인 비용 이점은, 전극이 단순히 인쇄 회로 기판 상의 인쇄 배선 또는 금속 영역이라는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 터치 센서 모듈과 메인 디바이스는 서로 물리적으로 부착되지만 전력 또는 데이터 또는 이들 둘 다는 그들 사이에서 무선으로 송신된다. 실제, 센서, 여기 및 감지 전자장치는 데이터 프로세싱 유닛과 함께, 전체 유닛이 독립적인 주변 플러그인 유닛이 되도록 정렬된다.
본 발명의 주요 이점은, 몇몇 알려진 키보드들이 풀사이즈 사용 상태와 컴팩트한 보관 상태 사이에서 변경될 수 있다고 주장하지만, 본질적으로 포켓 사이즈가 되도록 충분히 작은 보관 상태(예를 들면, 감겨지거나, 뭉쳐지거나 또는 접힌 형태)를 달성하는 것은 불가능하다. 본 발명은 진정한 모바일의 주머니에 넣을 수 있는 터치 기반 액세서리를 도입한다. 그것은, 유저가, 연성(soft)의 또는 경성의(hard), 편평하거나 곡면인 임의의 표면을, 태블릿 또는 특히 스마트폰과 같은 모바일 디바이스 또는 컴퓨터에 대한 완전한 기능성의 유저 인터페이스로 가상적으로 변경하는 것을 허용하는 가요성이 있는 터치 센서에 기초한다. 이러한 종류의 동작은 스마트폰을 휴대형이며 사용가능한 포켓 컴퓨터로 더 변경시킨다. 본 발명과 스마트폰을 통해, 임의의 표면은 효과적으로 터치면이 되고 임의의 "덤(dumb)" 오브젝트는 "스마트" 오브젝트로 변경될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조한 예들을 기반으로 본 발명이 설명된다.
도 1은 본 발명에 따라 사용가능한 터치 감응 필름들의 예들을 예시한다.
도 2a 내지 도 2e는, 컴퓨터 키보드 애플리케이션에 대한 본 발명의 실시형태의 예들을, 전체적인 또는 부분적인 유저 모드에서, 보관/운송 모드에서, 그리고 분해도에서 예시한다.
도 3은 불투명 기판 상에 그리고 투명 기판 상에 인쇄 패턴(printed pattern)을 갖는 터치 감지 필름의 예시이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시형태들의 개략도들을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 다양한 인쇄 패턴들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 인쇄 패턴을 갖는 및 갖지 않는 터치 감지 필름의 상세를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시형태들을 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시형태들을 도시한다.
도 9는 도 4a의 예의 구현예에 따른 그리고 터치면을 추가한 본 발명의 다양한 실시형태들을 도시한다.
도 10은 다양한 지지면들 상에서의 본 발명의 사용을 도시한다.
도 11은 터치 감지 필름의 저항성 터치 실시형태를 도시한다.
도 12는 본 발명에 따른 저항성 터치 감지 필름을 보관하는 것을 축소하는 수단을 도시한다.
발명의 상세한 설명
하기에 설명되는 예들에 기초하여 본 발명의 주요 원리들의 설명이 후속된다.
도 1은, 가요성이 있는 투명 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 기판, 가요성이 있는 탄소 NANOBUD 투명 전극, 구동 및 감지 회로부에 접속하기 위한 은 트레이스들 및 필요에 따라 경성의 반사 방지 및 다른 코팅들을 포함하며 본 발명에 따라 사용될 수 있는 터치 감지 필름의 다양한 예들을 도시한다. 본 발명에 따라, 다른 기판들, 전극 재료들, 회로부 및 코팅들도 가능하다. 본 발명에 따라, 용량성, 유도성, 저항성, 광학적 및 음향적 감지를 포함하는 다른 터치 감지 기술들도 가능하다. 본 발명에 따라, 기판들, 전극들 및 코팅들은 투명, 반투명 또는 불투명일 수 있다. 본 발명은 터치 감지 필름을 포함하는 재료들을 제한하지 않는다.
터치 감지 필름은, 내오성 및 방수성을 갖도록 그리고 비누, 세제, 및 솔벤트들로 쉽게 세척될 수 있도록 코팅되거나 캡슐화될 수 있다. 또한, 감길 수 있는 전자장치의 초박막의 인쇄된 그리고 가요성이 있는 성질로 인해, 터치 감지 필름은, 예를 들면 충격 및 압축에 견디도록 극히 견고하게 만들어질 수 있다.
유저 인터페이스 디바이스는 적어도 터치 감지 필름, 터치 감지 필름으로의 입력을 감지하기 위한 수단 및 터치 감지 필름을 감겨진 또는 접힌 상태와 같은 축소된 폼팩터로 보관하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 실시형태는 도 2a에서 그 전체 폼팩터로 또는 전체 사용 모드 또는 상태로 도시된다. 이 실시형태에서, 케이스 또는 케이싱(3)은, 터치 감지 필름(1)의 보관을 돕는 것에 의해 터치 감지 필름(1)의 폼팩터를 줄이는 것을 보조하기 위해, 그리고, 분배 통로(21)를 갖는 케이싱의 사용에 의해, 터치 감지 필름을 케이싱으로 가이드하고 터치 감지 필름(1)의 감김(rolling)을 홀드 탭(5)에 의해 제한하는 것에 의해 터치 감지 필름(1)의 감김을 용이하게 하기 위해 사용된다. 하나 이상의 홀드 탭들(5)은, 유저가 터치 감지 필름(1)을 잡아서 펼치도록 그리고 디바이스를 운송 및 보관 모드/상태로 전환할 때 터치 감지 필름(1)이 케이싱(3) 안으로 완전히 감겨들어가는 것을 방지하기 위해 터치 감지 필름(1)의 에지에 부착될 수도 있다. 본 발명에 따라, 터치 감지 필름(1)을 감거나 또는 다르게는 터치 감지 필름(1)과, 그에 따라 유저 입력 디바이스(2)의 폼팩터를 줄이는, 및/또는 터치 감지 필름(1)을 가이드하는 및/또는 보관된 터치 감지 필름(1)의 이동, 상태 또는 폼팩터를 제한하는 다른 수단들도 가능하다. 케이싱(3)은 터치 센서 기반 섹션(8)을 구비할 수도 있고, 터치 센서 기반 섹션(8)은, 예를 들면, 외부 디바이스(하기의 섹션을 또한 참조)의 스크린 상에 정보를 스크롤하기 위한 추가적인 터치 패드 및/또는 제어 버튼 또는 슬라이더로서 그 섹션을 사용하기 위해, 또한 가시적일 수도 있다.
도 2b는, 터치 감지 필름(1)이 홀드 탭들(5)에 의해 제한되는 것과 같은 자신의 완전히 감긴 상태에 있으며, 또한 사용을 위해 펼쳐질 준비가 또한 되어 있는 자신의 보관, 운송 또는 보호 모드 또는 상태에서의 본 발명의 실시형태를 도시한다.
케이싱(3)은 전원 코드(도시되지 않음)와 같은 외부 전력을 전달하기 위한 수단 또는 배터리와 같은 전원, 터치를 검출하도록 신호들을 구동하고 감지하고 해석하고/프로세싱하기 위한 전자장치, 및 유저 인터페이스 디바이스(2)로부터 컴퓨터/CPU로 정보를 송신하기 위한 수단을 엔클로징할 수도 있다. 용어 컴퓨터와 CPU는, 본원에서, 계산, 그래픽 및 인터페이스 디바이스(2)의 출력을, 예를 들면, 컴퓨터 프로그램에 따라 커맨드 및/또는 출력으로 해석하는 데 필요한 다른 컴포넌트들을 의미하도록 상호교환적으로 사용됨을 주목하라. CPU/컴퓨터들의 예들은 CPU 회로들, 메인프레임들, 데스크탑들, 랩탑들, 노트북들, 테이블들, 스마트폰들, 스마트 워치들 또는 임의의 다른 유사한 디바이스들이다.
터치 인터페이스 디바이스(2)의 실시형태에서, 터치 감지 필름(1)과 터치면(8) 상에서 터치를 구동하여 감지하기 위한 적절한 전자장치, 터치 위치, 힘, 면적, 속도, 방향, 회전 등과 같은 정보를 전송하고 수신하기 위한 통신 전자장치, 전원들 및/또는 소스들은 케이싱(3) 내에 또는 상에 통합된다. 그 실시형태에서, 상기 전자장치의 전체 또는 일부는 전자장치 박스(4) 내에 엔클로징된다. 그 실시형태에서, 케이싱(3)은 감긴 터치 감지 필름(1)을 악셀을 따라 엔클로징하기 위해 주로 원통형으로 형상되며, 요구되는 전자장치와 통신 컴포넌트들을 유지하도록 기능하고, 감는 동안 그리고 펼치는 동안 디바이스를 홀딩하기 위한 핸들로서 작용하고 또한 사용 상태에 있을 때 유저 입력 디바이스가 회전하는 것을 방지하거나 또는 비사용 상태에 있을 때 인터페이스 디바이스(2)가 제어불가능하게 감기는 것을 방지하기 위한 스태빌라이저로서 또한 작용하는 본질적으로 평능형(rhomboid) 형상의 엔클로저(4)를 한 사이드를 따라 구비한다.
도 2a 내지 도 2e의 본 발명의 실시형태에서, 터치 감지 필름은 악셀(19)(도 7에 도시됨) 상에 필름을 감기 위한 메커니즘에 부착되는데, 일 예는, 롤링 또는 슬라이딩 베어링(도시되지 않음)을 통해 고정된 롤링 악셀(rolling axel; 19)의 단들에 부착된 한 쌍의 롤링 디스크들이다. 악셀(19)은 손에 의해 또는 표면 상에서의 롤링에 의해 케이스(3)에 대해 회전될 수 있고 그 결과 악셀(19)은 회전하고, 악셀(19)에 부착된 터치 감지 필름(1)은, 유저가 잡고 있는 것에 의해 회전하지 않는 케이스(3) 안으로 수축된다. 본 발명에 따라, 윈도우 쉐이드들에서 일반적인 스프링들과 같은 다른 메커니즘이 터치 감지 필름(1)을 감기 위해 사용될 수 있다.
터치 감지 필름은 다양한 단계들로, 예를 들면, 도 2d의 컴퓨터 키보드(14) 예에서, 숫자와 펑션 키들(C-C)을 갖는 전체 키보드로 또는 다양한 덜 완전한 단계들로, 예를 들면, 문자들, 스페이스들 및 커맨드들 또는 및 전체 입력의 다른 서브셋들과 같은 기본 키들만이 액세스될 수 있도록 (B-B) 또는 (A-A)로 펼쳐질 수 있다. 이러한 상황에서, 키보드의 액세스 불가능한 부분은 케이스(3) 안에 감겨있다.
바람직하게는, 디바이스는 블루투스 또는 무선 USB와 같은 표준 프로토콜을 통해 컴퓨터에 무선으로 연결되지만, 케이블을 통한 직접적인 옴 접촉을 포함하는, 또는 라디오, 음향, 전자기(예를 들면, 광학적)에 의한 또는 임의의 다른 수단에 의한 다른 수단도 가능하다.
일 실시형태에서, 유저 입력 디바이스의 케이스(3)의 전체 또는 일부는 터치패드, 스크롤바 또는 포인터로서 작용할 수도 있는 터치면(8)을 또한 통합하여, 용이한 서핑 및/또는 그래픽적 편집을 위한 포인트, 탭 및 스크롤과 같은 유저 기능들을 허용할 수도 있다. 터치 감지 필름에서 사용될 수 있는 터치 감지 기술들은, 본 발명에 따라, 터치면(8)에도 적용될 수 있다.
도 2e에서, 디바이스의 상이한 부품들의 분해도가 도시된다. 터치 감지 필름(1)은 케이싱(3)으로부터 펼쳐지고 케이싱(3)에 부착될 수 있으며, 전자장치 박스(4)가 존재한다. 터치 감지 필름(1)의 단부에, 적어도 하나의 홀드 탭(5)이 존재한다. 또한, 터치 감지 필름은 인쇄 패턴들(6), 예를 들면, 문자 버튼들을 묘사하는 패턴들을 포함할 수도 있다. 또한, 디바이스의 악셀(19)의 단부에는, 롤링 디스크(7)가 존재한다. 앞서 개시된 바와 같이, 케이싱의 외부 표면은, 예를 들면, 유저에 대해 포인터 및/또는 스크롤러 툴로서 작용할 수도 있는 하나 이상의 터치 감지 기술 기반의 섹션(8)을 포함할 수도 있다. 필름이 케이싱에 들어가고 케이싱에서 나오는 분배 통로가 21로서 도시된다. 또한, 악셀(19)의 단부의 롤링 디스크는 유저 입력 디바이스로부터의 또는 유저 입력 디바이스로의 안팎의 데이터 전송 및 공급을 제공하기 위한 전력 및/또는 데이터 플러그(32)를 구비할 수도 있다. 또한, 유저 입력 디바이스에 전력을 제공하고 동시에 그 디바이스를 무선으로 유지하기 위해 착탈가능한 배터리(33)가 악셀(19) 구조체 내부에 삽입될 수도 있다.
도 3은 불투명한 또는 반투명한(도 3a) 기판 상에 그리고 반투명한 또는 투명한(도 3b) 기판 상에 인쇄 패턴(6)을 갖는 터치 감지 필름(1)의 예시이다. 불투명한 또는 반투명한 기판의 경우, 백그라운드 칼라는 기판 칼라 또는 (도 9d, 도 9e 및 도 9f에서와 같은) 다른 인쇄된 칼라일 수 있고 인쇄 패턴(6)은 백그라운드 칼라에 대해 가시적이도록 충분한 콘트라스트를 갖는 칼라일 수 있다. 반투명 또는 투명 기판(도 3b와 도 9b 및 도 9c)의 경우, 백그라운드 칼라는 대략 지지면(22) 칼라가 된다. 인쇄 패턴이 임의적인 기판 상에서 가시적으로 되는 것을 보장하기 위해, 로컬 백그라운드 또는 강조 패턴(6b)이 메인 프린트 패턴(6a) 아래에 또는 둘레에 인쇄될 수 있고, 그 결과 가시성을 위한 충분한 콘트라스트가 임의의 지지면(22) 상에서 또는 심지어 지지면이 없어도 보장된다. 예를 들면, 메인 인쇄 패턴(6a)은 블랙으로 인쇄될 수 있고 한편 로컬 백그라운드 또는 강조 패턴(6b)은 화이트로 인쇄될 수 있다.
본 발명의 실시형태가 개략도로서 도 4a에 도시된다. 터치 특성들을 결정하고 그 정보를 CPU/컴퓨터(12)로 전송하여 상주 프로그램의 동작 동안 사용되게 하는 터치 구동, 감지, 프로세싱 및 통신 모듈(28)은, 본 경우에서 컴퓨터 키보드(14) 및 터치 패드 애플리케이션(15)(또는 간략히, 터치 패드 앱)에 대한 인쇄 패턴(6)을 갖는 터치 감지 필름(1)에 부착된다. 정보는 CPU/컴퓨터(12)에, 그리고 어쩌면 CPU/컴퓨터(12)로부터, 예를 들면, 옴적으로 또는 무선으로 전달되며(13), 여기에서 정보는, 또는 정보의 결과는 디스플레이(11) 상에 디스플레이될 수 있다. 상기 결과는, 예를 들면, 펑션 키를 누른 이후 나타나는 팝업 윈도우 또는 실행된 커맨드의 결과일 수도 있다.
개략적인 형태의 본 발명의 다른 실시형태들은 도 4b, 도 4c 및 도 4d에 도시된다. 원시(raw) 터치 신호를 생성하는 터치 구동, 감지, 및 통신 모듈(9)은, 본 경우에서 컴퓨터 키보드(14) 및 터치 패드 앱(15)에 대한 인쇄 패턴(6)을 갖는 터치 감지 필름(1)에 부착되는데, 원시 터치 신호는 그 후 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10)로 전송되어 소정의 특성을 갖는 터치로서 해석되고 그 다음 그것은 CPU/컴퓨터(12)로 전송되어 상주 프로그램의 동작 동안 사용된다. 정보는 터치 구동, 감지 및 통신 모듈(9), 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10) 및 CPU/컴퓨터(12) 사이에서, 예를 들면, 옴적으로 또는 무선으로 전달되며(13), 정보는, 또는 정보의 결과는 일체형의 디스플레이(11)(도 4b) 상에, 원격 디스플레이(11)(도 4c) 상에 또는 프로젝터(23) 디스플레이(11)(도 4d)를 통해 디스플레이될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태가 도 4e에 개략적으로 도시된다. 원시 터치 신호를 생성하는 터치 구동, 감지, 및 통신 모듈(9)은, 본 경우에서 컴퓨터 키보드(14) 및 터치 패드 앱(15)에 대한 인쇄 패턴(6)을 갖는 터치 감지 필름(1)에 부착되는데, 원시 터치 신호는 그 후 CPU 및 터치 프로세싱 및 통신 모듈(25)로 전송되어 터치로서 해석되고 상주 프로그램의 동작 동안 사용된다. 정보는 터치 구동, 감지 및 통신 모듈(9), CPU 및 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10)과 디스플레이(11) 사이에서, 예를 들면, 옴적으로 또는 무선으로 전달된다(13).
본 발명에 따라, 상기 언급된 하드웨어, 소프트웨어, 기능들, 통신 및 프로세스들의 다른 조합들 및 분포들도 가능하다.
다른 애플리케이션들, 예를 들면, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같은, 터치 패드 & 슬라이더(15)를 갖는 컴퓨터 키보드(14), 풀 드로잉 영역/터치 스크린/터치면(20), 다이얼 & 슬라이더를 갖는 피아노 키보드(19), 및 드럼 패드(34)는 본 발명에 따라 구현될 수 있다. 의혹을 방지하기 위해, 본 발명은 상기 애플리케이션들에 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 터치 감지 필름은 가요성이 있고 투명하며 적절한 하드 코팅들, 지문 방지 코팅들 및 주어진 애플리케이션에 대해 필요한 또는 요구되는 바와 같은 인쇄 패턴들을 갖는다. 본 발명에 따라, 감지 필름은, 또한, 반투명 또는 불투명일 수 있다. 본 발명에 따라, 예를 들면, 도 2a, 도 2d, 도 3a, 도 3b, 도 4, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 컴퓨터로 송신될 정보 또는 기능을 나타내는 패턴들은 센서 기판(17) 상에, 내에 또는 아래에 및/또는 터치 감지 필름(1) 스택 내에 인쇄될 수 있다. 인쇄될 정보 및 기능들의 예들은, 컴퓨터 키보드들, 예를 들면 도 2d, 도 3, 도 4, 도 5a, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같은 소위 쿼티 키보드들(14), 도 5c 및 도 9에 도시된 바와 같은 피아노 키보드들(19), 도 5d에 도시된 바와 같은 드럼들(34), 및/또는 도 3a, 도 4 및 도 5b에 도시된 바와 같은 포인터 또는 드로잉 영역들(20)을 포함하지만 이들에 제한되지는 않는다. 본 발명에 따라, 정보의 다른 패턴들, 기능들 및 타입들도 또한 가능하다. 예를 들면, 도 2b, 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 터치 감지 필름은 컴퓨터 키보드와 터치 패드 둘 다로서 기능할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라, 터치 감지 필름은 터치 감지 필름 상에, 안에 또는 내에 직접적으로 인쇄된 어떠한 패턴도 갖지 않을 수도 있다. 대신, 인쇄 패턴(6)은, 예를 들면, 터치 감지 필름 위에 또는 아래에 위치될 수 있거나(도시되지 않음), 또는 최적의 정렬을 위해, 파우치의 하나 또는 양면들 상에, 터치 감지 필름(1)(도 6b)을 구비하는 터치 감지 파우치 내에 또는 종래기술에서 공지된 바와 같은 다른 홀딩 또는 정렬 방법으로 위치될 수 있는 별개의 기판 상에 있을 수 있다. 패턴이 터치 감지 필름(1) 아래에 있는 경우, 터치 감지 필름(1)은 투명하거나 반투명해야 한다.
본 발명의 모듈의 실시형태는 도 7a에서 도시되는데, 여기서는 롤링 악셀(19)을 도시하기 위해 전자장치 박스(4), 롤링 디스크들(7) 및 베어링들이 없는 구현예가 예시된다. 이 실시형태에서, 분배 통로(21)는 케이싱(3)의 일단으로 완전히 연장하여 케이싱(3)이 제거되는 것을 허용한다(도 7b). 또한, 악셀(19)은 도 7c에 도시된 바와 같은 다수의 부품들로 더 분리될 수 있다. 도 7d를 참조하면, 정렬 탭(30)이 터치 감지 필름(1)에 부착되고 그것은 터치 감지 필름(1)을 악셀에 고정하기 위해 그리고 착탈가능한 악셀 모듈(31)을 제거하거나 재삽입할 때 착탈가능한 악셀 모듈(31)을 가이드하기 위해 사용될 수도 있다. 이 실시형태(도 7d)에서, 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10)은, 터치 감지 필름(1)에 여전히 부착되어 있는 터치 구동, 감지 및 통신 모듈(9)로부터 분리될 수 있다. 그 다음, 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10)은, 예를 들면 USB 플러그(이것은, 또한, 직류를 제공할 수 있거나 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10) 내의 배터리를 충전할 수도 있다)를 통해 컴퓨터/CPU에 직접적으로 부착될 수 있고, 보관 또는 운송시, 그것은 터치 구동, 감지 및 통신 모듈(9) 내의 배터리를 충전하기 위해 사용될 수 있다. 케이싱(3)은, 예를 들면, 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10)을 통해 CPU에 의해 프로세싱된 정보를 디스플레이하기 위한 프로젝터(23)를 또한 하우징할 수도 있다. 터치면(8)은 케이싱(3) 상에 또한 포함될 수 있다.
도 7d의 실시형태의 수정예가 도 7e에 도시되는데, 여기서는 탈거가능한 악셀 모듈(31)이 CUP/컴퓨터를 또한 포함하고, 따라서 CPU 및 터치 프로세싱 및 통신 모듈(25)이 되게 된다. 그 다음 그 모듈은 전력/충전 커넥터(24)를 통해 전력을 제공받거나 충전될 수 있다.
도 7d 및 도 7e의 실시형태의 다른 수정예는 도 7f에 도시되는데, 여기서는 탈거가능한 악셀 모듈(31)과 케이싱(3)이, 예를 들면, 프로젝터(23)에 의한 디스플레이를 또한 포함할 수도 있는 CPU 및 터치 프로세싱 및 통신 모듈(25)로서 결합된다. 이 때, 모듈(25)은 전력/충전 커넥터(24)를 통해 전력을 제공받거나 충전될 수 있다.
다시 말하면, 도 7a에서, 디바이스는 그 보관/운송 모드에 있으며, 여기서 터치 감지 필름(1)은 케이스(3) 안으로 수축되거나 감긴다. 본 실시형태에서, 외부 케이싱(3)은 제거될 수 있다(도 7b 및 도 7c). 필름은 커버가 제거되기 이전 또는 제거된 이후 펼쳐지거나 연장될 수 있지만, 터치 감지 필름이 펼쳐진 후 커버가 제거되는 것(도 7b)이 바람직하다. 본 실시형태에 따르면, 외부 케이싱은, 예를 들면, 소망의 표면 상에 이미지를 투사하기 위한 프로젝터(23)를 포함할 수도 있고, 및/또는 그것은 터치 감지 전자장치와 통신하는 컴퓨터(CPU)를 포함할 수도 있다. 각각의 실시형태의 상세는 도 8a 내지 도 8g와 연계하여 하기에 설명된다.
도 8a는, 랩탑 또는 노트북 컴퓨터 디스플레이(11)를 터치 스크린으로 변환하기 위해 유저 인터페이스 디바이스가 애드온 터치면으로서 사용되는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 이 특정 실시형태에서, 터치 프로세싱 및 통신 모듈(10)은 USB 연결을 통해 CPU(12)에 직접적으로 연결된다.
도 8b는, 터치 프로세싱이 랩탑으로 이동되어, 랩탑을 CPU 및 터치 프로세싱 모듈(26)로 만들고 그 다음 통신 모듈(27)만이 USB 연결을 통해 CPU(12)에 연결되는 유사한 실시형태를 도시한다.
도 8c는, 탈거가능한 악셀 모듈(31)이 CPU 및 터치 프로세싱 및 통신 모듈(25)과 프로젝터(23)를 사용하는 디스플레이 모듈(11)로 더 분해가능하게 되는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 이 모듈은 케이스(3)와 또한 결합될 수 있다.
도 8d는 도 8b 및 도 8c의 실시형태의 수정예를 도시하는데, 여기서는 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰이 CPU 및 터치 프로세싱 모듈(26)로서 사용된다.
도 8e는 도 8d의 실시형태의 수정예를 도시하는데, 여기서는 프로젝터(23)와 같은 디스플레이(11)가 원래의 유저 인터페이스 디바이스(2)의 부품이 아니고 테이블탑 비디오 프로젝터(table-top video projector) 또는 텔레비전 디스플레이와 같은 표준 기성 디바이스(standard off-the-shelf device)이다.
도 8f는, 정보가 터치 구동, 감지 및 통신 모듈(29)로부터 무선으로 전달될 수 있고(13) 그 후 정보 또는 그 정보의 결과가 프로젝터(23) 디스플레이(11)를 통해 디스플레이될 수 있는 독립형(stand-alone) 시스템을 도시한다.
도 8g는 도 8d의 디바이스의 수정예를 도시하는데, 여기서는 CPU가, 케이싱(3)의 일부일 수도 있거나 또는 탈거가능한 악셀 모듈(31)의 일부일 수도 있는 프로젝터(23) 모듈로 이동된다.
예들에서 예시화된 바와 같은 디바이스의 주요 피쳐는, 터치 감지 필름이 초박형이고 가요성이 있기 때문에, 유저 입력 디바이스는 사용시 풀사이즈로 되지만, 디바이스가 보관 또는 운송 모드에 있을 때 자신의 사용 사이즈의 일부만을 취한다는 것이다.
또한, 터치 감지 필름은, 촉각적 피드백과 용이한 터치 타이핑 특성들(도시되지 않음)을 제공하기 위해 어떤 부분들이 평활하거나, 거칠거나, 돌출되거나 오목하게 되는 등과 같이 되도록, 텍스쳐화되거나, 엠보스 가공되거나, 물결모양으로 되거나 또는 다르게 수정될 수 있다. 이러한 물리적 성형들은 미국 특허 출원 US 61/541,414("A touch sensitive film")에서 이미 개시되어 있다. 그 필름은 또한 특허 출원 PCT/FI2011/050197에서와 같은 전자적 햅틱 피드백을 통합할 수도 있다.
일 실시형태에서, 터치 센서의 가요성의 성질은, 유저 입력 디바이스가, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 경성의 또는 연성의, 편평하거나 곡면인, 이동하거나 정지된 것을 포함하는 광범위한 지지면들(22) 상에 놓여 사용되는 것을 허용한다. 지지면들의 예들은 피부(도 10), 베개(도 10)와 가구(도시되지 않음), 디스플레이들(도 10) 및 테이블탑들(도 9)을 포함한다. 터치 감지 필름(1)과 케이스(3)와 그 관련 전자장치와 기계류는 도 10에 도시된 바와 같이 서로에 대해 임의의 방향으로 지향될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 터치 감지 필름의 두께는 10밀리미터 미만이다. 다른 실시형태에서, 터치 감지 필름의 두께는 5밀리미터 미만이다. 다른 실시형태에서, 터치 감지 필름의 두께는 2밀리미터 미만이다. 다른 실시형태에서, 터치 감지 필름의 두께는 1밀리미터 미만이다. 다른 실시형태에서, 터치 감지 필름의 두께는 0.5밀리미터 미만이다. 최종 실시형태는 상이한 애플리케이션들에서의 터치 감지 필름에 대해 최적을 특성들과 가변성을 허용한다.
본 발명의 실시형태에서, 완전히 감기거나 보관된 디바이스의 면적에 대한 완전히 확장된 디바이스의 인출 면적의 비율은 2 대 1보다 더 크다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 대응 비율은 4 대 1보다 더 크다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 대응 비율은 6 대 1보다 더 크다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 대응 비율은 8 대 1보다 더 크다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 대응 비율은 10 대 1보다 더 크다.
일 실시형태에서, 완전히 감기거나 보관된 디바이스의 치수에 대한 완전히 확장된 디바이스의 가장 큰 치수의 비율은 2 대 1보다 더 크다. 다른 실시형태에서, 대응 비율은 4 대 1보다 더 크다. 다른 실시형태에서, 대응 비율은 6 대 1보다 더 크다. 다른 실시형태에서, 대응 비율은 8 대 1보다 더 크다. 다른 실시형태에서, 대응 비율은 10 대 1보다 더 크다.
일 실시형태에서, 완전히 감긴 터치 감지 필름의 반경은 5㎝ 미만이다. 다른 실시형태에서, 대응하는 반경은 2㎝ 미만이다. 다른 실시형태에서, 대응하는 반경은 1㎝ 미만이다.
일 실시형태에서, 완전히 접힌 터치 감지 필름의 접힘 반경(folding radius)은 5㎝ 미만이다. 다른 실시형태에서, 접힘 반경은 2㎝ 미만이다. 다른 실시형태에서, 접힘 반경은 1㎝ 미만이다. 다른 실시형태에서, 접힘 반경은 0.5㎝ 미만이다. 다른 실시형태에서, 접힘 반경은 0.2㎝ 미만이다.
본 발명과 호환되는 소정의 터치 기술들은, 예를 들면, 단일의 또는 다수의 위치들, 상대적 위치들, 회전들, 속도들, 방향들, 지속시간들, 면적들 및/또는 압력들이 적절한 전자장치에 의해 감지되고 해석되는 것을 허용할 수도 있는 저항성, 표면 용량성, 투영 용량성 및 카나터치(CanaTouch) 기술(특허 출원 PCT/FI2010/050684, PCT/FI2011/050197 및 US 61/541,414)을 포함한다.
본 발명의 대안적 실시형태는 도 6b에 도시된 바와 같은 파우치의 형태로 터치 감지 필름을 사용한다. 이 실시형태에서, 터치 감지 필름은 패턴화될 필요가 없다. 대신, 감지되어 컴퓨터로 송신될 정보를 정의하기 위해, 종이, 플라스틱 또는 다른 적절한 재료의 인쇄 시트와 같은 패턴화된 인서트가 사용된다. 이렇게 하여, 상이한 애플리케이션들에 대해, 동일한 터치 감지 필름이 사용될 수 있고 새로운 기능 또는 애플리케이션에 대해 애플리케이션 소프트웨어 및/또는 패턴화된 인서트만이 변경될 필요가 있다. 이러한 패턴은 필요할 때 유저에 의해 인쇄될 수도 있다.
본 발명의 대안적 실시형태는 가요성이 있는 또는 감길 수 있는 디스플레이 기술, 예를 들면 OLED, 반사투과(transreflective), 일렉트로웨팅(electrowetting) 또는 E-잉크(전기영동 잉크) 타입의 디스플레이(도시되지 않음)과 결합된 터치 감지 필름을 사용한다. 이 실시형태에서, 터치 감지 필름은 패턴화될 필요가 없다. 대신, 디스플레이는 감지되어 컴퓨터로 송신될 정보를 정의하기 위해 사용된다. 이렇게 하여, 상이한 애플리케이션들에 대해, 동일한 터치 감지 필름이 사용될 수 있고 새로운 기능 또는 애플리케이션에 대해 애플리케이션 소프트웨어 및/또는 디스플레이되는 패턴만이 변경될 필요가 있다.
본 발명에 따라 터치 센서들의 대안적 형태들이 가능한데, 예를 들면, 세그먼트화되지 않은 2층의 저항성 터치 센서를 도시하는 도 11a에서 설명되는 바와 같은 2층의 저항성 터치 센서(35a, 35b)에 의해 가요성 및 높은 투명성의 터치 감지가 가능하다는 것이 발견되었다. 여기서, 저항성 터치 스크린(35a, 35b)의 2개의 도전층들(38a 및 38b)을 분리하여 터치가 존재하지 않는 경우에 그들을 분리된 상태로 유지하기 위해, 가압되거나 또는 가압되지 않은 액체 또는 공기와 같은 가압된 가스인 절연 스페이서 유체(dielectric spacer fluid; 40)가 사용된다. 압력은 유체 볼륨(37) 둘레의 씰(seal) 또는 가스켓(36)을 통해 유지된다. 즉, 세퍼레이터 유체(separator fluid; 40)는 전통적인 저항성 터치 기술에서 사용되는 소위 스페이서 도트들의 자리를 차지한다. 전통적인 저항성 터치에서와 같이 터치 오브젝트(39)에 의한 터치는 회로를 닫고 적절한 소프트웨어 및 하드웨어는 존재 또는 위치를 검출한다. 액체로서의 스페이서 유체(40)는, 그것이 본질적으로 압축불가능하기 때문에, 저압 또는 심지어 대기 또는 주위 압력이 유체 볼륨(37)을 채우는 데 사용될 수 있을 때, 특히 유익하다. 또한, 터치 감지 필름을 통한 전자기 방사(예를 들면, 가시광) 송신을 최대화하고 굴절 손실들을 최소화하기 위해 액체는 터치 감지 필름 내의 투명한 컨덕터, 기판, 또는 다른 적절한 재료와 동일한 굴절률을 갖도록 선택될 수 있다.
대안적인 실시형태가 도 11b에 도시되는데, 여기서는 개개의 버튼들(예를 들면, 온/오프, 슬라이더들, 다이얼들, 스위치들 등) 또는 버튼들의 그룹들이 구성되도록 직선 형상의 또는 곡선 모양의 스트립들 또는 아일랜드들과 같은 세그먼트들에 터치 감지 필름이 구성되며, 이러한 버튼 또는 버튼들의 그룹의 각각은 서로 분리되고 자기 자신의 커넥터 트레이스들(15)의 세트를 구비한다. 한 세트의 커넥터들은 "상부" 터치 감지 필름(38a)으로 이끌고 다른 세트는 "하부" 터치 감지 필름(38b)으로 이끈다. 전통적인 저항성 터치에서와 같이 터치 오브젝트(39)에 의한 터치는 회로를 닫고 적절한 소프트웨어 및 하드웨어는 존재 또는 위치를 검출한다. 이 실시형태에서, 전체 압력은 전체 유체 볼륨(즉, 개개의 볼륨들(37)의 합) 둘레의 씰 또는 가스켓(36)을 통해 유지되고 각각의 볼륨은 작은 통로들을 통해 서로 연결되거나 또는 각각의 볼륨(37)의 압력은 각각의 별개의 유체 볼륨(즉, 개개의 볼륨들(37)의 합) 둘레의 씰 또는 가스켓(36)을 통해 유지된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면, 터치 감지 필름(1) 내의 스페이서 볼륨(들)의 일부 또는 전체에 연결된 블래더(bladder) 또는 파우치(42)는, 터치 감지 필름(1)이 보관을 위해 악셀(19) 둘레에, 예를 들면, 접히거나, 뭉쳐지거나 또는 감길 때, 여분의 스페이서 유체(40)를 보유하기 위해 활용될 수도 있다. 개개의 터치 볼륨들(37)은 통로들(43)을 통해 공통 블래더(42)에 연결될 수 있고 한 쌍의 롤러(41)로 구성되는 닙(nip)은 스페이서 볼륨들(37)로부터 블래더(42)로 유체(40)를 구동하는 데 사용될 수 있다. 블래더는 홀드 탭들(5)(도 2, 도 5, 및 도 7 내지 도 9의 홀드 탭들을 참조)을 대신하여 또는 홀드 탭들(5)에 추가하여 사용될 수 있다.
마지막으로, 본 발명에 따른 도전성 필름은, 필름으로 칭해질 수 있는 얇은 구조체일 필요는 없음을 주목해야 한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 터치의 감지에서 액티브 표면으로서 사용될 수 있는 어떠한 것도 터치 감지 필름(1)으로서 구현될 수 있다. 이들 구조체들은, 예를 들면 인쇄된 금속 그리드들 또는 에칭된 금속 패턴들일 수도 있다.
당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명은 상기 설명된 예들에 제한되지 않으며 대신 실시형태들은 특허청구범위의 범위 내에서 자유롭게 변경될 수 있다.

Claims (9)

  1. 유저 인터페이스 디바이스로서,
    가요성이 있고, 성형가능하고(formable) 및/또는 굴곡가능한 터치 감응 필름(touch sensitive film);
    상기 터치 감응 필름이 보관될 수 있는 케이스를 포함하고,
    상기 유저 인터페이스 디바이스는, 필요한 전자장치, 상기 터치 감응 필름 상에서의 터치들을 감지하기 위한 수단, 전원 및 상기 유저 인터페이스 디바이스로부터 정보를 출력하기 위한 수단을 포함함으로써, 터치의 특성들에 관한 정보를 출력하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감응 필름은 상기 케이스 안으로 감길 수 있는, 유저 인터페이스 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감응 필름은 고애스펙트비 분자 구조체(High Aspect Ratio Molecular Structure) 네트워크, 도전성 폴리머, 그래핀, 세라믹, 금속의 그리드들, 또는 금속 산화물을 포함하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    터치에 응답하여 상기 터치 감응 필름을 통해 햅틱 피드백을 생성하기 위한 수단을 더 포함하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감응 필름은 터치의 감지와 동시에 신호 필터 특성들에서의 변화들에 의해 또는 노드들 사이의 저항에서의 변화들을 측정하는 것에 의해 변형 검출 필름으로서도 또한 기능하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감응 필름을 상기 케이스 안으로 가이드하는 것에 의해 그리고 상기 터치 감응 필름의 감김을 제한하는 것에 의해 상기 터치 감응 필름의 상기 감김을 돕도록 구성된 상기 터치 감응 필름의 에지 상에서의 적어도 하나의 홀드 탭을 더 포함하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 외부 표면의 적어도 일부는 터치면을 통합하여, 유저 기능들이 입력되는 것을 허용하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감응 필름은 기판 상에 적어도 하나의 인쇄 패턴을 더 포함하는, 유저 인터페이스 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감응 필름에 부착될 때, 터치 구동, 감지, 프로세싱 및 통신 모듈은 상기 터치 특성들을 결정하고 상기 터치의 특성들에 관한 정보를 프로세싱 유닛으로 전송하도록 구성되는, 유저 인터페이스 디바이스.
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