KR20170018961A - 용량 기반 디지타이저 센서 - Google Patents

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KR20170018961A
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엘리야후 바렐
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마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
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Abstract

센서는 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소로 패터닝된 센서 층과, 상기 센서 층에 근접한 탄성 층을 포함한다. 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연된다. 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성되고 상기 탄성 층에 인가된 압력에 기초하여 국부적 압축을 검출하도록 구성된다.

Description

용량 기반 디지타이저 센서{CAPACITIVE BASED DIGITIZER SENSOR}
용량 기반 센서를 포함한 디지타이저 시스템은 다양한 인간 인터페이스 장치(Human Interface Device, HID) 및 다양한 다른 응용을 위한 입력 장치로서 사용된다. 터치 스크린은 평판 디스플레이(FPD)와 통합된 디지타이저 시스템의 일 유형이다. 터치 스크린은 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, MP3 플레이어, 스마트폰 및 기타 장치와 같은 휴대용 장치를 동작시키기 위해 사용된다.
디지타이저 시스템은 손가락 및/또는 스타일러스에 의해 제공된 자유형 입력을 추적한다. 상호 용량 센서는 디지타이저 시스템용 용량 센서의 일 유형이다. 상호 용량 센서는 일반적으로 행과 열 사이에 형성된 겹치는 영역 및/또는 접합 영역 주위에 생성된 용량 접속과 함께 행과 열로 배열된 평행 도전성 재료로 형성된 매트릭스를 포함한다. 손가락 또는 도전성 물체를 센서의 표면 가까이에 가져오면 국부 정전기장을 변화시키고 손가락 또는 도전성 스타일러스 부근의 접합 영역 사이의 상호 커패시턴스를 감소시킨다. 그리드상의 접합점에서의 커패시턴스 변화를 검출하여 용량 센서 위에서 손가락 또는 도전성 물체의 위치를 결정할 수 있다. 커패시턴스 변화는 매트릭스의 일축을 따라 신호를 인가하고 다른 축에서 신호를 측정함으로써 결정된다. 상호 커패시턴스는 다중 터치 동작을 가능하게 하고, 이때 복수의 손가락, 손바닥 또는 스타일러스는 동시에 추적될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태의 양태에 따르면, 상호작용하는 물체의 위치 및 인가 압력 둘 다를 감지하는 용량 기반 디지타이저 센서가 제공된다. 본 발명의 일부 실시형태의 양태에 따르면, 용량 기반 디지타이저 센서는 비가 올 때 및/또는 수중에서 사용하도록 구성된다. 본 발명의 일부 실시형태의 양태에 따르면, 감지된 압력 프로파일을 이용하여 상호작용 물체의 위치를 검출하도록 동작하는 디지타이저 시스템이 제공된다. 선택적으로, 압력 프로파일이 비도전성의 상호작용 물체를 감지하기 위해 및/또는 디지타이저 센서의 감지 표면이 젖어있는 동안 상호작용 물체를 감지하기 위해 사용된다.
다르게 규정하지 않는 한, 여기에서 사용하는 모든 기술적 및/또는 과학적 용어는 당업자가 통상적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 비록 여기에서 설명하는 것과 유사하거나 등가인 방법 및 재료가 실시형태의 실시 또는 테스트시에 사용될 수 있지만, 예시적인 방법 및/또는 재료가 이하에서 설명된다. 모순이 있는 경우에는 정의를 비롯해서 특허 명세서가 조절할 것이다. 또한, 여기에서 설명하는 재료, 방법 및 예들은 단지 예시하는 것이고 반드시 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
발명의 일부 실시형태가 첨부 도면을 참조하면서 단지 예로서 여기에서 설명된다. 이제 도면을 자세히 참조함에 있어서, 도시된 세부들은 예를 든 것이고 발명의 실시형태를 예시적으로 설명하기 위한 것이다. 이 점에서, 도면과 함께 행하는 설명은 발명의 실시형태가 어떻게 실시되는지를 당업자에게 명백하게 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 터치 인에이블형 장치의 예시적인 디지타이저 시스템의 단순화한 예시적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 탄성 상호작용 표면을 가진 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 예시적인 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 디스플레이 위에 있는 센서의 표면을 덮는 탄성 층을 포함한 예시적인 플렉시블 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 센서와 디스플레이 사이에 에어 갭을 제공하는 스페이서를 센서의 에지를 따라 포함한 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 보호 커버와 센서 사이에 에어 갭을 제공하는 스페이서를 센서의 에지를 따라 포함한 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 스페이서 도트에 의해 분리된 2개의 감지 층으로 형성된 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 도전성인 탄성 상호작용 표면을 포함한 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 2개의 예시적인 압력 감지 센서에 의해 검출된 예시적인 압력 감지 출력의 단순화한 개략적 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 상호작용 좌표와 상호작용 중에 인가되는 압력을 검출하는 예시적인 방법의 단순화한 흐름도이다.
디지털화 시스템은 예컨대 평판 디스플레이(Flat Panel Display; FPD) 및/또는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD)와 같은 디스플레이 위에 놓인 투명 디지타이저 센서를 포함할 수도 있다. 투명 디지타이저 센서는 스타일러스 및/또는 손가락 중 하나 이상의 위치를 감지하기 위한 수직 및 수평 도전성 라인의 매트릭스를 포함한다. 디지타이저 센서에 대한 입력은 감지 표면을 터치하는 스타일러스로부터의 전자기(ElectroMagnetic; EM) 투과와 화면을 터치하는 손가락과 같은 도전성 물체에 기인하는 용량 결합 중의 하나 이상을 포함한다. 손가락의 위치는 격자의 일축을 따르는 도전성 라인을 한번에 하나씩 트리거하고 다른 축을 따르는 복수의 도전성 라인으로부터 인가되는 각 신호에 응답하여 출력을 검출함으로써 검출된다. 디지털화 시스템은 복수의 스타일러스 및/또는 복수의 손가락 터치의 동시 발생 위치를 검출할 수 있다.
압력 감지 용량 센서는 사용자가 그 위에서 상호작용하는 상호작용 표면, 감지 층, 및 상기 용량 센서와의 사용자 상호작용 중에 상호작용 표면에 인가된 국부 압력에 응답하여 국부적으로 압축될 수 있는 탄성 층을 포함할 수 있다. 감지 층과 탄성 층은 상호작용 표면 전역에서 연장된다. 탄성 층은 용량 센서의 2개의 감지 층 사이에 또는 용량 센서가 위에 위치되는 평판 디스플레이와 용량 센서의 감지 층 사이에 위치될 수 있다. 용량 센서는 상호작용 점을 식별하고 상호작용 점에 인가된 압력을 결정하기 위해 사용된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 용량 센서는 센서 위에 배치되어 상호작용 표면으로서 동작하는 탄성 층을 포함 및/또는 상기 탄성 층과 통합된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 용량 센서는 센서의 2개의 감지 층, 예를 들면 행 감지 층과 열 감지 층 사이, 감지 층과 디스플레이, 예를 들면 LCD 또는 접지 층 사이, 도전성 층과 감지 층 사이 또는 유리 커버와 감지 층 사이에 탄성 층 및/또는 에어 갭을 포함한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 탄성 층은 인가된 압력에 기인하여 터치의 위치에서 상호작용 물체와 감지 층 사이의 근접성을 증가시키기 위해, 감지 층과 접지 층 사이의 근접성을 증가시키기 위해 및/또는 2개의 감지 층 사이의 근접성을 증가시키기 위해 제공된다.
일부 예시적인 실시형태에 있어서, 탄성 층은 예를 들면 실리콘, 아교, 유기 젤과 같은 압축성 재료로부터 및/또는 스페이서 도트로부터 형성된다. 선택적으로, 20-40 듀로미터 쇼어 A의 경도를 가진 재료가 사용된다. 선택적으로, 센서는 유리 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 막 기판 위에서 패터닝된다. 선택적으로 감지 층들 사이에서 스페이서 도트를 사용한 때, 상호작용 물체에 의해 인가된 압력은 검출 가능한 감지 층들 간의 국부적 쇼트 접속을 유도할 수 있다. 선택적으로, 탄성 층은 두께가 50-500㎛이다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 탄성 층은 상호작용 물체에 의해 인가된 압력에 응답하여 국부적으로 압축된다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 탄성 층의 국부적 압축은 상호작용 물체의 측정된 용량 효과를 향상시킨다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 탄성 층의 통합은 센서를 압력 감응성으로 만들고, 상호작용 물체의 위치뿐만 아니라 상호작용 물체에 의해 인가된 압력이 검출된다. 선택적으로, 센서에 의해 검출된 압력 프로파일은 상호작용 물체의 위치를 추적하기 위해 사용된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 용량 센서는 용량 센서의 감지 표면이 젖어 있거나 물속에 있는 동안 도전성 또는 비도전성 물체와 같은 물체의 상호작용을 감지하도록 구성된다. 일반적으로, 용량 기반 센서의 감지 표면에서의 물의 존재는 손가락 및/또는 도전성 물체의 감지 및/또는 추적을 방해한다. 일반적으로, 용량 기반 센서는 수중 상태에서 동작하지 않는다. 일반적으로, 접지된 수역(body of water)과의 접촉은 전체 센서를 접지시키고, 이것에 의해 손가락 끝 터치에 대하여 센서를 감지 불능으로 만든다. 감지 표면상의 물방울은 일반적으로 용량 센서에 의해 감지될 수 있고, 센서와의 의도된 상호작용으로서 잘못 식별될 수 있다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 센서는 정전 신호를 전달하지 않거나 다른 방식으로 디지타이저의 전자기장에 영향을 주지 않는 장갑 낀 손가락 끝, 플라스틱 포인터 및 수동 펜과 같은 비도전성 물체의 상호작용을 감지하도록 또한 구성된다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른 터치 인에이블형 장치의 예시적인 디지타이저 시스템의 단순화한 예시적인 블록도를 보인 도 1을 참조한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 컴퓨팅 장치(100)는 디지타이저 센서(50)와 통합된 디스플레이(45)를 포함한다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 디지타이저 센서(50)는 행과 열의 도전성 스트립(58)으로 형성된 그리드 기반 용량 센서이다. 일반적으로, 도전성 스트립(58)은 서로 전기적으로 절연되고, 각각의 도전성 스트립은 적어도 일단부가 디지타이저 회로(25)에 접속된다. 일반적으로, 도전성 스트립(58)은 도전성 물체의 존재에 응답하여 행과 열의 도전성 라인 사이에서, 예를 들면, 행과 열 사이에 형성된 접합부(59) 부근에서 용량 결합을 향상시키도록 배열된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 도전성 스트립(58)은 전자기 신호를 전도하는 스타일러스(200)에 의한 입력 및/또는 하나 이상 손가락 끝(46) 또는 다른 도전성 물체의 터치를 검출하도록 동작한다. 선택적으로, 도전성 스트립은 도전성 및 비도전성 물체에 의해 인가된 압력을 검출하도록 동작한다.
선택적으로, 상호 커패시턴스 검출 방법 및/또는 셀프 커패시턴스 검출 방법이 손가락 끝(46)과의 상호작용을 감지하도록 센서(50)에 적용된다. 일반적으로, 상호 커패시턴스 및 셀프 커패시턴스 검출 중에, 디지타이저 회로(25)는 트리거링 펄스 및/또는 질문 신호(interrogation signal)를 디지타이저 센서(50)의 하나 이상의 도전성 스트립(58)에 보내고 상기 트리거링 및/또는 질문에 응답하여 다른 도전성 스트립(58)으로부터의 출력을 샘플링한다.
일반적으로, 샘플링된 출력은 접합부(59) 부근에 형성된 상호 커패시턴스에 기인하여 행 및 열의 도전성 스트립(58) 사이의 접합부(59)에서 교차되는 질문 신호이다. 센서(50)와 상호작용하는 어떠한 물체도 없는 경우에는 기준선(base-line) 진폭이 검출될 수 있다. 손가락 끝(46)의 존재는 결합된 신호의 진폭을 약 5-30% 감소시킨다. 손가락 끝(46)의 존재는 피크 형상 위치 프로파일, 예를 들면, 센서(50) 위에서 손가락 끝(46)의 접촉 면적을 대략 덮고 상기 접촉 면적 주위에서 연장할 수 있는 베이스를 가진 네가티브 피크 및/또는 구유(trough)를 생성한다. 손가락 끝이 센서(50) 위에서 맴돌 때, 획득된 위치 프로파일은 일반적으로 터치 중에 획득된 위치 프로파일에 비하여 더 낮다. 일반적으로, 토큰(47), 예를 들면, 부유하거나 및/또는 접지에 대하여 높은 임피던스를 갖는 금속 물체의 존재는 결합된 신호의 진폭을 5-10% 증가시킨다. 선택적으로, 유전체 재료로 형성된 물체들도 또한 센서(50)에 의해 검출된다. 일반적으로, 유전체 재료로 형성된 물체의 존재는 결합된 신호의 진폭을 1-5% 증가시킨다.
일부 실시형태에 있어서, 센서(50)의 일축을 따르는 도전성 스트립(58)의 일부 또는 전부는 동시에 또는 연속적 방식으로 질문되고, 각 질문에 응답하여 다른 축의 도전성 스트립(58)으로부터의 출력이 샘플링된다. 이 스캐닝 절차는 격자 기반 센서(50)의 각 접합부(59)와 연관된 출력을 획득하기 위해 제공된다. 일반적으로, 이 절차는 하나 이상의 도전성 물체, 예를 들면, 동시에 센서(50)를 터치하는 및/또는 센서(50) 위에서 맴도는(다중 터치) 손가락 끝(46)의 좌표를 검출하기 위해 제공된다.
일부 예시적인 실시형태에 있어서, 센서(50)는 압력 감지 능력을 제공하기 위해 탄성 층(120)과 통합된다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 압력 감지 능력은 센서(50)와 디스플레이(45) 사이 또는 사용자가 예를 들면 손가락(46), 스타일러스(200) 및/또는 토큰(47)으로 상호작용하는 보호 커버와 센서(50) 사이에 에어 갭이 확립된 때 제공된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(50)는 스타일러스(200), 손가락(46) 및/또는 토큰(47)과 같은 도전성 물체의 위치를 감지하고 상호작용 물체, 예를 들면, 도전성 또는 비도전성 물체(48)에 의해 인가된 압력을 검출하도록 동작한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 위치와 압력은 둘 다 도전성 스트립(58)으로부터의 출력에 기초하여 감지된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(50)에 의해 감지되는 압력은 센서(50)와 상호작용하는 비도전성 물체(48)의 좌표를 검출하고 및/또는 센서(50)의 상호작용 표면이 물속에 침수되거나 및/또는 물방울을 포함하는 동안에 센서(50)와 상호작용하는 도정성 또는 비도전성 물체와 같은 물체의 좌표를 검출하기 위해 인가된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 디지타이저 회로(25)는 센서(50)로부터 샘플링된 데이터로부터 위치 및/또는 압력을 검출하기 위한 전용 위치 검출 회로(251) 및 전용 압력 검출 회로를 포함한다.
일반적으로, 디지타이저 회로(25)로부터의 출력은 호스트(22)에 보고된다. 일반적으로, 디지타이저 회로(25)에 의해 제공된 출력은 스타일러스(200)의 기록 팁(20)의 좌표, 스타일러스(200)에 의해 전송된 정보, 하나 이상의 손가락 끝(46)의 좌표, 하나 이상의 토큰(47)의 좌표, 스타일러스 팁(20), 손가락 끝(46) 및/또는 토큰(47)에 의해 인가된 압력 및/또는 비도전성 물체(48)에 의해 인가된 압력을 포함할 수 있다. 일반적으로, 디지타이저 회로(25)는 아날로그 처리와 디지털 처리 둘 다를 이용하여 디지타이저 센서(50)에 의해 검출된 신호들을 처리한다. 선택적으로, 전용 회로(251, 252)의 기능들 중의 일부 또는 전부는 디지타이저 센서(50)의 동작을 제어하도록 구성된 하나 이상의 처리 유닛에 통합된다. 선택적으로, 디지타이저 회로(25), 전용 회로(251, 252)의 기능들 중의 일부 또는 전부는 호스트(22)에 통합되거나 및/또는 포함된다.
이제, 본 발명의 실시형태에 따른 탄성 상호작용 표면을 포함한 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 예시적인 개략도인 도 2를 참조한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(51)는 디스플레이(45) 위에 놓이고 탄성 층(120)으로 덮여진 감지 층(150)을 포함한다. 일반적으로, 센서(51)는 센서(50)와 유사하고 예컨대 상호 커패시턴스 및/또는 셀프 커패시턴스 검출과 같은 용량 검출을 수행하도록 제공된 감지 층(150) 위의 도전성 스트립(58)의 패턴을 포함한다. 선택적으로, 감지 층(150)은 아교 층(115)으로 디스플레이(45)에 고정된다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 감지 층(45)은 유리 기판 또는 다른 경성 기판이다. 선택적으로, 감지 층(150)은 두께가 0.1-3mm, 예를 들면 0.7mm이다. 도전성 스트립(58)은 유리 기판의 하나 이상의 표면 위에서 패터닝될 수 있다. 선택적으로, 감지 층(150)의 도전성 스트립(58)은 디스플레이(45)에 대면하는 표면 위에서 패터닝된다. 선택적으로, 감지 층(150)의 도전성 스트립(58)은 탄성 층(120)에 대면하는 표면 위에서 패터닝된다. 대안적으로, 일부 실시형태에 있어서, 감지 층(150)은 도전성 스트립(58)으로 패터닝되는 PET 호일의 하나 이상의 층을 포함한 플렉시블 감지 층으로 교체된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 탄성 층(120)은 사용자가 손가락 끝(46), 스타일러스 또는 다른 물체를 이용하여 센서(51)와 상호작용하는 상호작용 표면을 형성한다. 일반적으로, 탄성 층(120)은 감지 층(150)을 덮어서 보호한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 탄성 층(120)은 인가된 압력, 예를 들면, 손가락 끝(46)에 의해 인가된 압력에 응답하여 국부적으로 압축된다. 일반적으로, 탄성 층(120)의 국부적 압축은 감지 층(150)에 대한 손가락 끝(46)의 근접성을 증가시키고, 이것에 의해 감지 층(150)에서 손가락 끝(46)의 용량적 영향을 증가시킨다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 탄성 층(120)은 두께가 50-500㎛, 예를 들면 50-200㎛로 되도록 규정된다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 탄성 층(120)은 20-40 듀로미터(쇼어 A)의 실리콘 또는 유기 젤과 같은 연성 재료로 형성된다. 선택적으로, 탄성 층(120)은 경성 코팅막을 포함한다. 일반적으로, 경성 코팅막은 센서(51)의 상호작용 표면이다. 선택적으로, 탄성 층(120)은 경성 코팅막으로 코팅된 스페이서 도트의 어레이로 형성된다. 선택적으로 스페이서 도트(170)는 20-40 듀로미터(쇼어 A)의 경도를 가진 재료로 형성된다. 선택적으로, 스페이서 도트(170)의 직경은 20-200㎛이다. 선택적으로 스페이서 도트(170)는 저항형 디지타이저 센서에서 사용된 것과 유사하다.
일부 예시적인 실시형태에 있어서, 터치에 응답하여 센서(51)에 의해 제공되는 출력은 근접성의 증가에 기인하여 인가 압력으로 더욱 현저해진다. 일반적으로, 출력은 손가락 끝(46)에 의해 인가된 압력의 크기에 민감하다. 일반적으로, 사용자가 인가하는 압력을 증가시킬 때, 탄성 층(120)은 더욱 압축되고, 감지 층(150)에 대한 근접성이 증가하며 감지 층(150)과의 용량 결합이 증가한다. 일반적으로, 도전성 스트립(58)에 인가된 트리거링 신호의 신호 배출(drain)은 감지 층(150)에 대한 손가락 끝(46)의 근접성이 증가함에 따라 증가한다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(51)는 수중에서 사용되도록 구성된다. 일반적으로, 손가락 끝(46)이 탄성 층(120)을 압축할 때 만입부(indent) 또는 웰(125)이 생성된다. 센서(51)가 수중에 있는 동안 웰(125)은 일반적으로 물로 채워지고 만입부(125)에서 물의 추가적인 농도는 웰(125)의 위치에서 감지 층(150)과 함께 국부적 용량 효과를 도입한다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 상호작용 중에 웰(125)이 생성되고 물로 채워진 때 2개 이상의 상호작용 물체, 예를 들면, 도정성 및/또는 비도전성 물체가 검출 및/또는 추적될 수 있다. 일반적으로, 만입부(125)의 체적 및 깊이, 및 그에 따른 용량 효과는 인가 압력의 증가에 따라 증가한다.
이제, 본 발명의 실시형태에 따른 디스플레이 위에 있는 센서의 표면을 덮는 탄성 층을 포함한 예시적인 플렉시블 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도인 도 3을 참조한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(52)는 플렉시블 감지 층(155), 디스플레이(45)와 감지 층(155) 사이에 배치된 탄성 층(120) 및 보호 커버(105)를 포함한다. 일반적으로, 센서(52)는 센서(50)와 유사하고, 용량 검출, 예를 들면, 상호 커패시턴스 및/또는 셀프 커패시턴스 검출을 수행하기 위해 제공된 감지 층(155) 위의 도전성 스트립(58)의 패턴을 포함한다. 선택적으로, 플렉시블 감지 층(155)은 하나 이상의 PET 호일 층으로 형성된다. 선택적으로, 2개 이상의 PET 호일 층을 사용하는 경우, 하나의 PET 호일 층은 행의 도전성 스트립을 포함하고 다른 하나의 PET 호일 층은 열의 도전성 스트립을 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 보호 커버(105), 감지 층(155) 및 탄성 층(120)은 사용자에 의해, 예컨대 손가락 끝(46)으로 압력이 인가된 때 변형된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 탄성 층(120)은 상호작용 영역(159)에서 국부적으로 압축되고, 감지 층(155)의 영역(159)은 디스플레이(45)에 접근한다. 일반적으로, 디스플레이(45)는 접지로서 작용하고 및/또는 접지된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 디스플레이(45)쪽으로의 영역(159)의 접근은 용량 검출 중에 영역(159)에서 결합 신호의 배출을 유도한다. 일반적으로, 손가락 끝(46)이 센서(52)와 상호작용할 때, 이 배출은 손가락 끝(46)의 존재에 기인하는 신호 배출에 추가된다. 선택적으로, 수중 상태에서, 배출은 웰(125) 내의 물의 존재에 기인하는 신호 배출에 추가된다. 일반적으로, 디스플레이(45)의 국부적 근접성에 기인하는 신호의 국부적 배출은 영역(159), 예를 들면, 터치된 영역에서의 결합 신호의 진폭을 더욱 감소시킨다. 일반적으로, 상기 배출은 감지 층(155)과 디스플레이(45) 사이의 거리에 민감하고 영역(159)과 디스플레이(45) 간의 근접성이 증가함에 따라 증가한다. 일반적으로, 이러한 증가는 샘플링된 출력으로부터 검출될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 디스플레이(45)의 국부적 근접성에 기인한 신호의 국부적 배출은 비도전성 물체의 위치를 검출하기 위해 및/또는 센서(52)가 수중에 있는 동안 위치를 검출하기 위해 제공된다. 일반적으로, 검출된 출력의 진폭은 비도전성 물체에 의해 인가된 압력과 관련이 있다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 센서와 디스플레이 사이에 에어 갭을 제공하는 스페이서를 센서의 에지를 따라 포함한 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도인 도 4를 참조한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(53)는 하나 이상의 스페이서 및/또는 프레임(140)에 의해 디스플레이(45) 위로 미리 규정된 높이에 설치된 감지 층(150)과 보호 커버(110)를 포함한다. 선택적으로, 상기 미리 규정된 높이는 디스플레이(45) 위로 0.1-0.8mm이다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 보호 커버(110)는 유리 또는 경질 프라스틱으로 형성되고 일반적으로 경성이다. 대안적으로, 커버(110)는 상호작용 물체에 의해 인가된 압력에 응답하여 국부적으로 압축되는 탄성 재료로 형성된 커버로 교체된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 감지 층(150)은 손가락 끝(46)에 의해 인가된 압력에 응답하여 구부려지고 및/또는 휘어진다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 감지 층(150)의 휘어짐은 휘어진 감지 층의 정점 쪽으로 및 정점 아래로 디스플레이(45)와 감지 층(150) 사이의 국부적 공기 체적을 감소시키고 정점 부근에서 디스플레이(45)와 감지 층(150) 사이의 변증 상수(dialectic constant)를 감소시킨다. 일반적으로, 감지 층(150)과 디스플레이(45) 사이의 용량 결합은 감지 층(150)의 휘어짐에 기인하여 에어 갭(130)이 감소함에 따라서 증가한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 감지 층(150)에서 검출된 용량 결합 효과 출력의 증가는 손가락 끝(46)에 의해 인가된 압력을 감지하기 위해 사용된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 손가락 끝(46)이 센서(53)를 터치하지만 압력을 인가하지 않은 때, 측정된 신호에서의 효과는 접촉 영역 주위에서 국부화되고, 손가락 효과에 의해 야기되는 커패시턴스의 변화에 기인한다. 그러나 손가락이 센서를 터치하고 압력을 인가하는 경우, 국부 효과에 중첩되는 감지 층(150)의 휘어짐에 기인하여 측정된 출력에서의 넓은 확산 효과가 또한 있다. 이것에 대해서는 도 8을 참조하면서 뒤에서 자세히 설명한다.
일부 예시적인 실시형태에 있어서, 비도전성 물체에 의해 인가된 압력은 센서(53)를 이용하여 검출될 수 있다. 선택적으로, 센서(53)를 압축하는 비도전성 물체의 위치는 손가락 끝(46)의 존재에 기인하여 달성되는 검출에 비하여 더 낮은 해상도로 검출된다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 보호 커버와 센서 사이에 에어 갭을 제공하는 스페이서를 센서의 에지를 따라 포함한 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도인 도 5를 참조한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 센서(54)는 경성 재료로 형성된 보호 층(110)과 감지 층(150) 사이의 에어 갭(130)을 포함한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 상호작용 위치에서 손가락 끝(46)과 감지 층(150) 사이의 용량 결합은 보호 커버(110)가 감지 층(150)에 접근함에 따라 증가한다.
일부 예시적인 실시형태에 있어서, 비도전성 물체에 의해 인가된 압력이 센서(54)를 이용하여 또한 검출될 수 있다. 선택적으로, 센서(54)에서 압축하는 비도전성 물체의 위치는 손가락 끝(46)의 존재에 기인하여 달성되는 검출에 비하여 더 낮은 해상도로 검출된다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른 스페이서 도트에 의해 분리된 2개의 감지 층으로 형성된 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도인 도 6a 및 도 6b를 참조한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 센서(55)는 스페이서 도트(170)의 어레이 및/또는 그리드에 의해 분리된 제1층(155A)과 제2층(155B)으로 형성된 플렉시블 감지 층(155)을 포함한다. 일반적으로, 층들 중의 하나는 행의 도전성 스트립(58)을 포함하고 다른 층은 열의 도전성 스트립(58)을 포함한다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 스페이서 도트(170)는 감지 층(155)들 중의 하나 위에서 패터닝된다. 일반적으로, 스페이서 도트(170)는 탄성재로 형성된다. 선택적으로 스페이서 도트(170)는 20-40 듀로미터(쇼어 A)의 경도를 가진 재료로 형성된다. 선택적으로, 스페이서 도트(170)의 직경은 20-200㎛이다. 선택적으로 스페이서 도트(170)는 저항형 디지타이저 센서에서 사용된 것과 유사하다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(55)는 사용자가 그 위에서 센서(55)와 상호작용하는 보호 층(105)을 추가로 포함한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 손가락 끝(46)에 의해 인가된 압력은 터치 위치에서 감지 층(155A)과 감지 층(155B) 사이의 거리를 국부적으로 감소시킨다. 층들 간의 거리 감소는 일반적으로 층들 간의 용량 결합을 증가시키고 결합 신호의 진폭을 증가시킨다. 일반적으로, 손가락 끝(46)의 존재는 결합 신호의 진폭을 감소시키는 반대 효과를 갖는다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 층(155A)과 층(155B) 사이의 물리적 접촉은 미리 규정된 압력 이상을 발생한다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 도전성 스트립이 층(155A)과 층(155B)의 마주보는 표면에서 패터닝된 때, 물리적 접촉(157)은 터치 위치에서 쇼트를 유도한다. 대안적으로, 도전성 스트립이 층(155A)과 층(155B)의 마주보지 않는 표면에서 패터닝된 경우, 층들 간의 근접성은 용량 결합을 증가시키고 층들은 접촉이 확립된 때 쇼트되지 않는다. 일반적으로, 쇼트에 기인하여 전도된 신호의 진폭은 인가된 트리거링 신호의 진폭과 동일하다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(55)는 비도전성인 상호작용 물체에 의해 인가된 압력과 위치 둘 다를 감지하기 위해 사용될 수 있다. 인가된 압력에 응답하는 출력의 진폭은 압력이 증가함에 따라 증가할 것이다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 센서(55)는 수중에서 및/또는 사용자가 장갑을 끼고 또한 수동 펜을 이용할 때 사용될 수 있다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 도전성인 탄성 상호작용 표면을 포함한 예시적인 용량 센서와의 상호작용을 보이는 단순화한 개략도인 도 7을 참조한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 센서(56)는 디스플레이(45) 위에 놓이고 손가락 끝(46) 또는 다른 상호작용 물체가 그 위에서 상호작용하는 상호작용 표면을 제공하는 탄성 층(120)으로 덮여진 감지 층(150)을 포함한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 탄성 층(120)은 도전성 재료(170)로 코팅된다. 일반적으로, 도전성 재료(170)는 상호작용 표면 위에 코팅된다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 용량 효과가 도전성 표면(170)을 감지 층(150) 쪽으로 국부적으로 압축함으로써 달성된다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 도전성 표면(170)이 떠 있고 손가락 끝(46)이 용량 검출 중에 도전성 표면(170)을 압축하는 경우, 손가락 끝(46)이 접지되고 결합 신호의 진폭이 감소되기 때문에 결합 신호가 배출된다. 대안적으로, 용량 검출 중에 비도전성 물체 또는 비접지 물체에 의해 인가된 압력은 결합 신호의 진폭을 증가시킨다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 2개의 예시적인 압력 감지 센서에 의해 검출된 예시적인 압력 감지 출력의 단순화한 개략적 그래프인 도 8a 및 도 8b를 참조한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 그래프(850)는 센서(51), 센서(52) 및/또는 센서(56)로부터 획득된 예시적인 출력을 표시한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 압력을 인가함이 없이 센서 위에 손가락(46)이 있으면 상호작용의 위치에서 예리한 피크를 야기한다. 일반적으로, 피크의 폭은 손가락 끝(46)의 폭에 의해 실질적으로 규정된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 피크(808)의 높이는 예를 들면 손가락 끝(46)이 센서 위에서 압력을 인가할 때의 피크(808')의 높이까지 증가한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 손가락 끝(46)의 좌표는 피크(808)의 위치로부터 검출되고 손가락 끝(46)에 의해 인가된 압력은 피크(808)의 진폭에 기초하여 검출된다. 선택적으로, 압력이 인가되지 않은 때 피크(808)의 검출된 높이는 미리 정해지고 인가 입력을 결정하기 위해 검출된 높이와 비교된다.
본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 그래프(851)는 센서(53)로부터 획득된 예시적인 출력을 표시한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 손가락(46)의 존재에 기인하는 용량 효과는 터치의 위치에서 예리한 피크(810)를 야기하고, 인가 압력에 기인하는 용량 효과는 인가 압력에 응답한 감지 층(150)의 휘어짐에 기인하여 발생하는 더 넓게 퍼진 돔(820)이다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 돔(820)의 높이는 압력이 증가함에 따라 증가한다. 돔(820')은 손가락 끝(46)이 돔(820)에 비하여 더 큰 압력으로 센서(53)를 압축할 때의 출력을 표시한다. 일반적으로, 피크(810)의 높이는 압력이 증가함에 따라 역시 증가한다. 피크(810')는 손가락 끝(46)이 피크(810)에 비하여 더 큰 압력으로 센서(53)를 압축할 때의 출력을 표시한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시형태에 따르면, 압력 검출은 돔(820)의 높이에 기초를 두고 좌표 검출은 피크(810)의 위치에 기초를 둔다.
그래프(850) 및 그래프(851)에서, 손가락 끝(46)에 기인하는 결합 신호는 손가락 끝이 접지되고 결합 신호를 배출하기 때문에 감소한다. 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 예컨대 상호작용을 위해 토큰을 사용할 때, 결합 신호는 증가하고, 예를 들면, 피크는 양의 방향에 있다. 그래프(850) 및 그래프(851)는 행 방향 또는 열 방향 중의 하나에서의 프로파일을 보여준다. 일반적으로, 대칭 물체의 경우에는 행 방향 또는 열 방향 중의 다른 방향에서 실질적으로 동일한 프로파일이 획득된다. 일반적으로, 피크(810)의 형상은 상호작용 물체의 형상에 의존한다.
이제, 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 상호작용 좌표와 상호작용 중에 인가되는 압력을 검출하는 예시적인 방법의 단순화한 흐름도인 도 9를 참조한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 여기에서 설명하는 압력 감지 용량 센서로부터의 출력을 검출하기 위해 용량 검출이 적용된다(블록 905). 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 상호작용 위치에 관한 정보를 제공하는 출력이 식별된다(블록 910). 일부 예시적인 실시형태에 있어서, 상호작용 물체와 용량 센서 사이의 용량 결합에 기인하여 획득된 출력이 검출되고, 및/또는 용량 센서의 구부러짐 및/또는 용량 센서에 대한 압축에 기인하여 획득된 출력으로부터 구별된다. 대안적으로 및/또는 일부 다른 실시형태에 있어서, 인가 압력으로부터 발생하는 출력과 상호작용 물체의 존재에 기인하는 용량 결합으로부터 발생하는 출력 사이에는 차별이 없다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 상호작용 물체에 의해 인가된 압력에 관한 정보를 제공하는 출력이 식별된다(블록 915). 일반적으로, 출력의 진폭은 상호작용 물제에 의해 인가된 압력과 관련된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 터치 상호작용의 좌표는 터치 정보와 압력 정보 중의 하나 이상에 기초하여 결정된다(블록 920). 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 상호작용 중에 인가된 압력이 검출된다(블록 925). 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 위치 및/또는 압력 중의 적어도 하나가 호스트 컴퓨터에 보고된다(블록 930).
비록 본 발명의 대부분의 실시형태가 용량 기반 센서와 상호작용하는 손가락 끝과 관련하여 설명되었지만, 손가락 끝 상호작용은 단지 예를 든 것이고 여기에서 설명한 용량 센서는 다른 물체와의 상호작용을 검출하도록 또한 동작한다는 것을 이해할 것이다.
본 발명의 일부 실시형태의 양태는 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소로 패터닝된 센서 층으로서, 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성되는 것인, 상기 센서 층과; 상기 센서 층에 근접한 탄성 층을 포함하고, 상기 센서 층은 상기 탄성 층에 인가된 압력에 기초하여 국부적 압축을 검출하도록 구성된 것인 센서를 제공한다.
선택적으로, 상기 탄성 층은 차별적 압력에 응답하여 차별적으로 압축하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 탄성 층은 두께가 50-500㎛이다.
선택적으로, 상기 탄성 층은 스페이서 도트로 형성된다.
선택적으로, 상기 탄성 층은 도전성 재료로 코팅된다.
선택적으로, 상기 도전성 재료는 상기 센서 층으로부터 먼 쪽의 상기 탄성 층의 표면에 코팅된다.
선택적으로, 상기 센서 층은 도전성 요소로 패터닝된 경성 기판으로 형성된다.
선택적으로, 상기 센서 층은 두께가 0.1-1mm이다.
선택적으로, 상기 센서 층은 압력 감응성이다.
본 발명의 일부 실시형태의 양태는 플렉시블 기판으로 형성되고 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소 - 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성된 것임 - 로 패터닝된 센서 층과; 상기 센서 층에 근접하고 센서 층이 위에 설치되는 표면을 제공하는 스페이서 도트의 어레이를 포함한 센서를 제공한다.
선택적으로, 상기 스페이서 도트는 차별적 압력에 응답하여 차별적으로 압축하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 스페이서 도트의 직경은 20-200㎛이다.
선택적으로, 상기 센서 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 압력에 응답하여 상호작용 위치에서 구부러지도록 동작한다.
본 발명의 일부 실시형태의 양태는 경성 기판으로 형성되고 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소 - 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성된 것임 - 로 패터닝된 센서 층과; 상기 센서 층의 주변을 따라 배치되고 상기 센서 층과 디스플레이 사이에 형성된 에어 갭 층과 함께 상기 디스플레이 위로 미리 규정된 높이에 상기 디스플레이 위에 상기 센서 층을 설치하기 위해 구성된 스페이서를 포함한 센서를 제공한다.
선택적으로, 상기 센서 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 압력에 기초하여 휘어지도록 구성된다.
선택적으로, 상기 에어 갭 내의 공기의 체적은 상기 센서의 휘어짐에 기초하여 변화된다.
선택적으로, 상기 센서 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 차별적 압력에 응답하여 차별적으로 휘어지도록 구성된다.
선택적으로, 상기 센서 층은 두께가 0.3-0.1mm이다.
선택적으로, 상기 센서 층은 압력 감응성이다.
본 발명의 일부 실시형태의 양태는 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소 - 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성된 것임 - 로 패터닝된 센서 층과; 상기 센서 층을 덮고 사용자가 센서와 상호작용하는 표면을 제공하도록 동작하는 경성 재료로 형성된 커버 층과; 상기 커버 층의 주변을 따라 배치되고 상기 커버 층과 상기 센서 층 사이에 형성된 에어 갭 층과 함께 상기 센서 층 위로 미리 규정된 높이에 상기 커버 층을 설치하기 위해 구성된 스페이서를 포함한 센서를 제공한다.
선택적으로, 상기 센서 층은 경성 재료로 형성된다.
선택적으로, 상기 센서 층은 두께가 0.3-0.1mm이다.
선택적으로, 상기 커버 층은 두께가 0.3-0.1mm이다.
본 발명의 일부 실시형태의 양태는 센서 층 전역에 퍼져있는, 제1 도전성 요소 어레이로 패터닝된 제1 서브 층(sub-layer) 및 제2 도전성 요소 어레이로 패터닝된 제2 서브 층 - 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성된 것임 - 을 포함한 센서 층과; 상기 제2 서브 층으로부터 상기 제1 서브 층을 분리하는 스페이서 도트의 어레이를 포함하고, 상기 스페이서 도트는 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 압력에 기초하여 압축되도록 구성된 것인 센서를 제공한다.
선택적으로, 상기 제1 서브 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 상기 센서에 인가된 미리 규정된 압력에 기초하여 상호작용 위치에서 상기 제2 서브 층을 터치하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 도전성 요소는 격자 형태로 패터닝된다.
선택적으로, 상기 센서는 사용자가 상기 센서와 상호작용하는 표면 위에 물이 존재하는 동안 상호작용하는 물체를 검출하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 센서는 비도전성인 물체를 검출하도록 구성된다.
명확성을 위해 별도의 실시형태의 관계로 여기에서 설명된 실시예의 임의의 특징들은 단일 실시형태로 조합하여 또한 제공될 수 있다. 반대로, 간결성을 위해 단일 실시형태의 관계로 여기에서 설명된 실시예의 각종 특징들은 별도로 또는 임의의 적당한 부조합으로 또는 발명의 임의의 다른 설명된 실시형태로 적당하게 또한 제공될 수 있다. 각종 실시형태의 관계로 설명된 임의의 특징들은 실시형태가 이러한 요소들이 없으면 동작하지 않는 경우를 제외하고 그 실시형태의 본질적인 특징으로 고려되지 않아야 한다.

Claims (28)

  1. 센서에 있어서,
    센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소로 패터닝된 센서 층으로서, 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지(capacitive based sensing)용으로 구성되는 것인, 상기 센서 층과,
    상기 센서 층에 근접한 탄성 층(resilient layer)
    을 포함하고,
    상기 센서 층은 상기 탄성 층에 인가된 압력에 기초하여 국부적 압축을 검출하도록 구성되는 것인 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 층은 차별적(differential) 압력에 응답하여 차별적으로 압축하도록 구성되는 것인 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성 층은 두께가 50-500㎛인 것인 센서.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 층은 스페이서 도트로 형성되는 것인 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탄성 층은 도전성 재료로 코팅되는 것인 센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 도전성 재료는 상기 센서 층으로부터 먼 쪽의 상기 탄성 층의 표면에 코팅되는 것인 센서.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 도전성 요소로 패터닝된 경성(rigid) 기판으로 형성되는 것인 센서.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 두께가 0.1-1mm인 것인 센서.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 압력 감응성인 것인 센서.
  10. 센서에 있어서,
    플렉시블 기판으로 형성되고 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소로 패터닝된 센서 층으로서, 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성되는 것인, 상기 센서 층과,
    상기 센서 층에 근접하고 상기 센서 층이 위에 설치되는 표면을 제공하는 스페이서 도트의 어레이를 포함하는 센서.
  11. 제10항에 있어서, 상기 스페이서 도트는 차별적 압력에 응답하여 차별적으로 압축하도록 구성되는 것인 센서.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스페이서 도트의 직경은 20-200㎛인 것인 센서.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 압력에 응답하여 상호작용 위치에서 구부러지도록 동작하는 것인 센서.
  14. 센서에 있어서,
    경성 기판으로 형성되고 센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소로 패터닝된 센서 층으로서, 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성되는 것인, 상기 센서 층과,
    상기 센서 층의 주변을 따라 배치되고, 상기 센서 층과 디스플레이 사이에 형성된 에어 갭 층과 함께 상기 디스플레이 위로 미리 규정된 높이에 상기 디스플레이 위에 상기 센서 층을 설치하기 위해 구성된 스페이서를 포함하는 센서.
  15. 제14항에 있어서, 상기 센서 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 압력에 기초하여 휘어지도록 구성되는 것인 센서.
  16. 제15항에 있어서, 상기 에어 갭 내의 공기의 체적은 상기 센서의 휘어짐에 기초하여 제거되는 것인 센서.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 차별적 압력에 응답하여 차별적으로 휘어지도록 구성되는 것인 센서.
  18. 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 두께가 0.3-0.1mm인 것인 센서.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 층은 압력 감응성인 것인 센서.
  20. 센서에 있어서,
    센서 층 전역에 퍼져있는 도전성 요소로 패터닝된 센서 층으로서, 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성되는 것인, 상기 센서 층과,
    상기 센서 층을 덮고, 사용자가 상기 센서와 상호작용하는 표면을 제공하도록 동작하는 경성 재료로 형성된 커버 층과,
    상기 커버 층의 주변을 따라 배치되고, 상기 커버 층과 상기 센서 층 사이에 형성된 에어 갭 층과 함께 상기 센서 층 위로 미리 규정된 높이에 상기 커버 층을 설치하기 위해 구성된 스페이서를 포함하는 센서.
  21. 제20항에 있어서, 상기 센서 층은 경성 재료로 형성되는 것인 센서.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 센서 층은 두께가 0.3-0.1mm인 것인 센서.
  23. 제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 층은 두께가 0.3-0.1mm인 것인 센서.
  24. 센서에 있어서,
    센서 층 전역에 퍼져있는, 제1 도전성 요소 어레이로 패터닝된 제1 서브 층(sub-layer) 및 제2 도전성 요소 어레이로 패터닝된 제2 서브 층을 포함한 센서 층으로서, 상기 도전성 요소는 서로 전기적으로 절연되고 상기 센서 층은 용량 기반 감지용으로 구성되는 것인, 상기 센서 층과,
    상기 제2 서브 층으로부터 상기 제1 서브 층을 분리하는 스페이서 도트의 어레이
    를 포함하고,
    상기 스페이서 도트는 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 인가된 압력에 기초하여 압축되도록 구성되는 것인 센서.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 서브 층은 상기 센서와 상호작용하는 물체에 의해 상기 센서에 인가된 미리 규정된 압력에 기초하여 상호작용 위치에서 상기 제2 서브 층을 터치하도록 구성되는 것인 센서.
  26. 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도전성 요소는 격자 형태로 패터닝되는 것인 센서.
  27. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 사용자가 상기 센서와 상호작용하는 표면 위에 물이 존재하는 동안 상호작용하는 물체를 검출하도록 구성되는 것인 센서.
  28. 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서는 비도전성인 물체를 검출하도록 구성되는 것인 센서.
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