KR20180125602A - 전자 디바이스를 위한 촉각적 사용자 인터페이스 - Google Patents

전자 디바이스를 위한 촉각적 사용자 인터페이스 Download PDF

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KR20180125602A
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케빈 디. 기브스
소영 김
칼 알. 피터슨
데릭 더블유. 라이트
스티븐 알. 맥클루어
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애플 인크.
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Abstract

국지적인 촉각적 출력을 제공하기 위한 시스템 및 방법과 국지적인 물리적 특성 정보를 획득하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 전자 디바이스는 전자 디바이스의 표면과 전자 디바이스와 접촉하는 객체 사이의 마찰을 증가 및/또는 검출하도록 구성된 마찰 변환기를 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 또한 객체가 디스플레이에 접촉하는 힘을 검출하도록 구성된 힘 변환기를 포함할 수 있다. 힘 변환기는 또한 기계적 출력을 제공할 수 있다. 전자 디바이스는 또한 디스플레이 상의 다양한 위치들의 온도를 증가 및/또는 검출하기 위한 열 변환기를 포함할 수 있다.

Description

전자 디바이스를 위한 촉각적 사용자 인터페이스
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허 협력 조약 출원은 2016년 9월 22일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Tactile User Interface for Electronic Devices"인 미국 정규 출원 제15/273,668호 및 2016년 4월 21일자로 출원되고, 발명의 명칭이 "Tactile User Interface for Electronic Devices"인, 미국 가특허 출원 제62/325,970호에 대한 우선권을 주장하며, 이들의 내용은 본 명세서에 전체적으로 참조로서 포함된다.
기술분야
본 명세서에 기재된 실시예들은 전자 디바이스를 위한 사용자 인터페이스들에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 전자 디바이스를 위한 촉각적 사용자 인터페이스를 제공하도록 협동하는 입력 및 출력 컴포넌트들에 관한 것이다.
전자 디바이스는 사용자의 촉감을 자극함으로써 사용자와 통신하는 진동 메커니즘을 포함할 수 있다. 전자 디바이스는 사용자의 관심을 유도하거나, 전자 디바이스와의 사용자의 상호작용 경험을 향상시키거나, 또는 임의의 기타 적합한 통지 또는 사용자 경험 목적으로 진동 메커니즘을 활성화할 수 있다.
그러나, 종래의 진동 메커니즘을 포함하는 종래의 전자 디바이스들은 단지 사용자에게 진동 형태의 출력만을 제공할 수 있는데; 이러한 디바이스들은 임의의 다른 방식으로 사용자의 촉감을 자극할 수 없다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 일반적으로 사용자 터치를 수신하도록 구성된 표면을 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다. 표면은 디스플레이 위에 배치된 커버 유리와 같은 전자 디바이스의 외측 보호층일 수 있다.
이러한 실시예들은 표면에 결합 및/또는 통신하는 마찰 변환기를 포함한다. 마찰 변환기는 정전기 플레이트 및 초음파 변환기를 포함할 수 있다. 마찰 변환기는 표면과, 표면과 접촉하여 그것을 가로질러 이동하는 객체 사이의 마찰의 양을 증가 또는 감소시키도록 구성될 수 있다. 이러한 실시예들은 또한 표면에 결합 및/또는 통신하는 힘 변환기를 포함할 수 있다. 힘 변환기는 국지적으로 표면을 변형하도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 실시예들은 또한 표면에 열적으로 결합 및/또는 통신하는 열 변환기를 포함할 수 있다. 열 변환기는 표면의 온도를 증가 또는 감소시키도록 구성될 수 있다.
일부 경우들에서, 전자 디바이스는 하나 초과의 정전기 플레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들은 정전기 플레이트들의 어레이를 포함할 수 있다. 정전기 플레이트들은 전자 디바이스의 외측 보호층의 외부 (또는 상부) 표면 상에 배치될 수 있다. 절연층이 정전기 플레이트들을 캡슐화할 수 있다. 정전기 플레이트들은 정전용량성 결합에 의해 구동될 수 있다. 다른 경우들에서, 정전기 플레이트들은 외측 보호층을 관통하여 연장되는 비아 또는 외측 보호층의 주연부 둘레에 연장되는 점퍼에 의해 구동 회로에 전기적으로 연결될 수 있다.
이제, 첨부 도면들에 도시된 대표적인 실시예들을 참조할 것이다. 하기의 설명이 개시내용을 바람직한 실시예들의 한정적인 세트에 한정하고자 하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 반대로, 하기의 설명은 대안예들, 수정예들, 및 등가물들을 기술 또는 도시된 실시예들의 기술적 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 것으로, 그리고 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 것으로 포괄하도록 의도된다.
도 1a는 터치 감응형 디스플레이와 연관된 촉각적 사용자 인터페이스를 구비한 전자 디바이스를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 전자 디바이스의 평면도를 도시하며, 촉각적 사용자 인터페이스의 어드레스가능 세그먼트들을 가상으로 도시한다.
도 2는 섹션(A-A)을 통해 취해진, 도 1b의 촉각적 사용자 인터페이스의 하나의 어드레스가능 세그먼트의 단순화된 단면을 도시한다.
도 3a는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스의 어드레스가능 세그먼트의 단면을 도시하며, 특히 사용자에 의해 터치 될 수 있는 표면에 배치된 변환기들의 그룹을 예시한다.
도 3b는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스의 다른 어드레스가능 세그먼트의 단면을 도시하며, 특히 사용자에 의해 터치 될 수 있는 표면을 정의하는 절연 코팅 아래에 배치된 변환기들의 그룹을 예시한다.
도 4는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스에 사용될 수 있는 정전기 플레이트의 단면을 도시한다.
도 5는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스에 사용될 수 있는 어드레스가능 및 세그먼트화된 정전기 플레이트의 단면을 도시한다.
도 6a는 전자 디바이스의 표면을 관통해 연장되는 스루-글래스 비아(through-glass via)의 단면을 도시하며, 스루-글래스 비아는 표면의 한 면에 대하여 배치된 어드레스가능 및 세그먼트화된 정전기 플레이트를 표면의 다른 면에 대하여 배치된 회로에 결합시킨다.
도 6b는 전자 디바이스의 표면의 에지 둘레에 연장되는 주연부 점퍼의 단면을 도시하며, 점퍼는 표면의 한 면에 대하여 배치된 어드레스가능 및 세그먼트화된 정전기 플레이트를 표면의 다른 면에 대하여 배치된 전기 회로에 결합시킨다.
도 7은 촉각적 사용자 인터페이스의 단순화된 시스템 다이어그램을 도시한다.
도 8은 촉각적 사용자 인터페이스를 이용하여 촉각적 출력을 제공하는 방법의 예시 동작들을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 촉각적 사용자 인터페이스를 이용하여 전자 디바이스의 표면과 접촉하는 객체와 연관된 물리적 특성 정보를 결정하는 방법의 예시 동작들을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 촉각적 사용자 인터페이스를 포함하는 둘 이상의 전자 디바이스들 간에 물리적 특성 정보를 거래하는 방법의 예시 동작들을 도시하는 흐름도이다.
상이한 도면들에서 동일한 또는 유사한 도면 부호들의 사용은 유사하거나, 관련되거나, 동일한 항목을 표시한다.
첨부 도면들에서 크로스-해칭(cross-hatching) 또는 음영의 사용은 일반적으로, 인접하는 요소들 사이의 경계들을 명확하게 하기 위해 그리고 또한 도면들의 가독성을 용이하게 하기 위해 제공된다. 따라서, 크로스-해칭 또는 음영의 존재이든 부재이든, 특정한 재료, 재료 특성, 요소 비율, 요소 치수, 유사하게 도시된 요소들의 공통점, 또는 첨부 도면들에 도시된 임의의 요소에 대한 임의의 다른 특성, 속성, 또는 성질에 대한 어떠한 선호도 또는 요건도 암시하거나 나타내지 않는다.
또한, 다양한 특징부들 및 요소들(및 이들의 집합들 및 그룹들) 및 그 사이에 제공된 경계들, 분리들, 및 위치 관계들의 비율들 및 치수들(상대적 또는 절대적인)은 첨부된 도면들에서 단지 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되고, 따라서 반드시 축척에 맞게 나타내어지거나 도시되지 않을 수 있으며, 도시된 실시예에 대해, 그를 참조하여 기술된 실시예들의 제외에 대한 어떠한 선호도 또는 요건도 나타내도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시예들은 일반적으로 촉각적 사용자 인터페이스를 동작시키기 위한 시스템 및 방법을 인용한다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스는 사용자에게 출력을 제공하도록 구성("출력 모드")될 수 있고/있거나 사용자로부터 입력을 수신하도록 구성("입력 모드")될 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 촉각적 사용자 인터페이스가 통상적으로 사용자에 의해 터치 될 수 있는 전자 디바이스의 외부 표면에 대하여 동작된다. 예를 들어, 전자 디바이스의 터치 감응형 디스플레이에 대하여 촉각적 사용자 인터페이스가 동작될 수 있다. 다른 예에서, 촉각적 사용자 인터페이스가 전자 디바이스 하우징의 후방 또는 측면에 대하여 동작될 수 있다. 또 다른 예에서, 촉각적 사용자 인터페이스가 버튼, 슬라이딩 스위치, 스타일러스, 노브, 크라운, 내부 이동 추적 디바이스 등과 같은 (이에 한정되지 않음) 전자 디바이스와 통신하는 입력 컴포넌트의 외부 표면에 대하여 동작될 수 있다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스가 하나 이상의 모드에서 그리고 독립적으로, 또는 전자 디바이스와 연관된 기타 입력 또는 출력 시스템들과 공조하여 동작될 수 있다. 예를 들어, 촉각적 사용자 인터페이스가 디스플레이, 스피커, 마이크로폰, 카메라, 터치 감응형 표면, 힘 감응형 표면, 또는 임의의 기타 입력 또는 출력 시스템과 공조하여 동작될 수 있는데, 이들은 전자 디바이스의 주변부에 있거나 또는 전자 디바이스 내에 통합된다. 촉각적 사용자 인터페이스를 포함 또는 동작시키는 예시 전자 디바이스들은 셀룰러 전화기, 태블릿 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 웨어러블 전자 디바이스, 주변기기 입력 디바이스, 콘솔 제어 시스템, 산업용 제어 디바이스, 의료 디바이스, 진단 디바이스 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
처음에, 촉각적 사용자 인터페이스의 출력 모드에 관련된 실시예들이 기재된다. 예를 들어, 전자 디바이스는 촉각적 사용자 인터페이스를 출력 모드에서 동작시켜 사용자에 의해 터치 될 수 있는 표면을 통해 촉각적 출력을 생성할 수 있다. 사용자가 표면을 터치하고/하거나 손가락을 표면에 걸쳐 끌면, 사용자는 표면이 따뜻함, 차가움, 매끄러움, 거침, 미끄러움, 끈적함, 축축함, 건조함 등 또는 이들의 임의의 조합과 같은 특성들 또는 속성들을 갖는다는 것을 인지할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 사용자는 표면의 이동, 진동, 변이, 병진, 침체, 돌출 등 또는 이들의 임의의 조합을 인지할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구절 "촉각적 출력"은 폭넓게 표면 온도의 감각, 표면 토폴로지의 감각, 표면 마찰의 감각, 마비의 감각, 기계적 압력의 감각, 기계적 뒤틀림의 감각, 모션의 감각, 진동의 감각, 끈적함의 감각, 미끄러움의 감각, 끌림의 감각 등 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 사용자의 촉감(이에 반드시 한정되지 않음)에 관련된 사용자의 촉감 및/또는 사용자의 인지를 자극하는 촉각적 사용자 인터페이스의 하나 이상의 컴포넌트에 의해 제공되는 출력을 포괄한다.
유사하게, 구절 "촉각적 사용자 인터페이스"는 본 명세서에 사용된 바와 같이 폭넓게 사용자의 촉감을 자극하고/하거나 사용자의 촉감에 관련된 사용자의 인지에 영향을 주기 위하여 출력 모드에서 동작하는 전자 디바이스에 의해 사용될 수 있는 컴포넌트들, 또는 컴포넌트들의 그룹들을 포괄한다.
일부 경우들에서, 전자 디바이스가 촉각적 사용자 인터페이스를 출력 모드에서 동작시켜 전자 디바이스와 연관된 기타 입력 또는 출력 시스템들에 독립적으로 촉각적 출력을 제공한다. 다른 경우들에서, 전자 디바이스는 촉각적 사용자 인터페이스를 출력 모드에서 동작시켜 전자 디바이스에 의해 제공되는 다른 출력과 공조하여 촉각적 출력을 제공한다. 이는 하나 초과의 사용자의 감각들을 동시에 또는 순차적으로 또는 패턴에 따라 자극함으로써 전자 디바이스를 동작시키는 사용자 경험을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
예를 들어, 전자 디바이스는 디스플레이 상에 도시된 하나 이상의 구성요소와 공조하여 촉각적 출력을 제공할 수 있다. 디스플레이 상에 도시된 다양한 구성요소들, 구성요소들 사이의 경계들, 구성요소들을 도시하지 않는 디스플레이의 영역들 등은 각각 특정 및/또는 상이한 촉각적 출력들 또는 촉각적 출력들의 조합들과 연관될 수 있다.
예를 들어, 얼음의 이미지가 전자 디바이스의 디스플레이 상에 도시되면 낮은 마찰 촉각적 출력 및 저온 촉각적 출력이 제공될 수 있다. 사용자는 사용자가 얼음 이미지를 터치하면 미끄럽고 차가운 표면을 인지한다. 다른 예에서, 해변 모래의 이미지가 디스플레이 상에 도시되면 높은 마찰 촉각적 출력 및 고온 촉각적 출력이 제공될 수 있다. 사용자가 해변 모래 이미지를 터치하면 사용자는 거칠고 뜨거운 표면을 인지한다.
다른 예들에서, 전자 디바이스는 버튼, 키, 다이얼 등과 같은 디스플레이 상에 도시된 가상 입력 지역들에 촉각적 출력을 제공할 수 있다. 이 예들에서, 전자 디바이스는 가상 입력 지역 내의 표면의 영역에 제1 촉각적 출력을 제공하고, 가상 입력 지역에 인접한 표면의 영역(예컨대, 가상 입력 지역 둘레의 가장자리 또는 주연부)에 제2 촉각적 출력을 제공할 수 있다. 상이한 촉각적 출력들은 사용자에 의해 느껴질 수 있는 가상 입력 지역의 경계 또는 주연부를 정의할 수 있다. 다른 경우들에서, 전자 디바이스는 사용자가 가상 입력 지역 상에서 키 또는 심볼을 인지할 수 있도록 촉각적 출력을 제공할 수 있다(예컨대, 양각).
추가적인 실시예들에서, 전자 디바이스는 추가적인 출력을 제공한다. 예를 들어, 전자 디바이스는 사용자 터치에 응답하여 디스플레이 상에 도시된 이미지를 변경 또는 애니메이션화할 수 있다. 다른 예에서, 전자 디바이스는 사용자 터치에 응답하여 소리를 생성할 수 있는데; 높은 마찰 촉각적 출력은 긁는 소리와 연관될 수 있고, 낮은 마찰 촉각적 출력은 미끄러지는 소리와 연관될 수 있다.
그 다음, 촉각적 사용자 인터페이스의 입력 모드에 관련된 실시예들이 기재된다. 이 실시예들에서, 전자 디바이스는 촉각적 사용자 인터페이스를 입력 모드에서 동작시켜 사용자로부터 사용자에 의해 터치 될 수 있는 표면을 통해 입력을 수신한다. 사용자가 표면을 터치하거나, 또는 객체를 표면과 접촉하여 배치하면, 전자 디바이스는 따뜻함, 차가움, 매끄러움, 거침, 미끄러움, 끈적함 등과 같은 객체의 표면, 재료, 또는 환경적 특성들에 관련된 정보를 수집하지만, 이에 한정되지 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 구절 "물리적 특성 정보"는 일반적으로 촉각적 사용자 인터페이스와 연관된 표면과 접촉하는 객체(예컨대, 사용자의 손가락 또는 손, 스타일러스 등)의 하나 이상의 물리적 속성의 데이터, 측정치, 결정, 및/또는 추정치를 포괄한다. 이러한 물리적 속성들은 온도, 색상, 표면 텍스처, 중량, 객체에 의해 표면에 가해지는 힘의 크기, 객체의 이동, 객체와 표면 사이의 마찰 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 본 명세서에 기재된 여러 실시예들에서, 입력 모드에서 동작될 때 촉각적 사용자 인터페이스에 의해 물리적 특성 정보가 획득된다.
이들 및 다른 실시예들은 도 1a 내지 도 10을 참조하여 하기에서 논의된다. 그러나, 당업자들은 이러한 도면들과 관련하여 본 명세서에서 제공되는 상세한 설명이 설명의 목적을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 쉽게 알 것이다.
일반적으로 그리고 폭넓게, 도 1a 및 도 1b는 촉각적 사용자 인터페이스를 포함하는 전자 디바이스를 도시한다. 촉각적 사용자 인터페이스는 입력 모드, 출력 모드, 또는 조합 모드에서 동작될 수 있다. 조합 모드에서, 촉각적 사용자 인터페이스는 입력 모드 및 출력 모드 둘 모두에서 동시에 동작하거나, 또는 입력 모드와 출력 모드 사이에서 신속하게 스위칭한다(예컨대, 시간 다중화). 도시된 실시예에서, 전자 디바이스는 태블릿 컴퓨터로 도시되지만, 이는 모든 실시예들에 필수적인 것은 아니며 전자 디바이스는 다른 형태들을 취할 수 있다.
도시된 실시예에서, 촉각적 사용자 인터페이스는 전자 디바이스의 터치 감응형 디스플레이에 대하여 배치될 수 있다. 이 구성에서, 촉각적 사용자 인터페이스가 출력 모드에서 동작하고 있을 때 사용자가 디스플레이를 터치하면 전자 디바이스는 촉각적 출력을 사용자에게 제공할 수 있다. 촉각적 출력은 터치 감응형 디스플레이의 특정 영역에 국한될 수 있거나, 또는 전체 터치 감응형 디스플레이에 걸쳐 제공될 수 있다.
일부 경우들에서, 하나 초과의 촉각적 출력이 동시에 제공될 수 있다. 사용자가 터치 감응형 디스플레이의 제1 위치를 터치하면, 사용자는 제1 촉각적 출력을 인지할 수 있다. 사용자가 터치 감응형 디스플레이의 제2 위치를 터치하면, 사용자는 제2 촉각적 출력을 인지할 수 있다. 사용자가 손가락을 제1 위치에서 제2 위치로 드래그하는 경우, 사용자는 이행을 인지할 수 있는데, 이는 제1 촉각적 출력과 제2 촉각적 출력 사이에 급격하거나 또는 점진적일 수 있다. 추가적인 실시예들에서, 경계 또는 가장자리는 다른 제3 촉각적 출력과 연관될 수 있다.
추가적인 실시예들에서, 전자 디바이스는 또한 촉각적 사용자 인터페이스가 입력 모드에서 동작하고 있을 때 디스플레이를 터치하는 객체로부터 물리적 특성 정보를 수집할 수 있다. 사용자의 손가락과 같은 객체는 터치 감응형 디스플레이를 접촉할 수 있고, 객체의 다양한 속성들이 결정되고 전자 디바이스에 전달될 수 있다. 그 후에, 전자 디바이스는 객체의 다양한 속성들을 이용하여 전자 디바이스 또는 전자 디바이스와 통신하는 다른 디바이스의 하나 이상의 프로세스, 기능, 또는 동작을 수행, 스케줄, 조율, 변경, 또는 종료할 수 있다. 더 일반적으로, 전자 디바이스는 임의의 적합한 목적을 위하여 객체의 다양한 속성들을 이용할 수 있다.
이는 도 1a 및 도 1b가 제공되는 전술한 실시예들을 참조한다. 특히, 도 1a는 적어도 하우징(102) 및 디스플레이(104)를 포함하는 전자 디바이스(100)를 도시한다. 디스플레이(104)는 촉각적 사용자 인터페이스와 연관될 수 있다. 촉각적 사용자 인터페이스는 디스플레이(104) 위에 위치설정되거나, 그것과 통합되거나, 그 아래에 위치설정되거나, 그것의 주연부 둘레에 위치설정될 수 있다.
하우징(102)은 촉각적 사용자 인터페이스를 포함하는, 외측 표면 또는 전자 디바이스(100)의 내부 컴포넌트들을 위한 부분적으로 외측 표면 및 보호 케이스를 형성할 수 있다. 도시된 실시예에서, 하우징(102)은 실질적으로 직사각형 형상으로 형성되지만, 필수적인 것은 아니다. 하우징(102)은 전면 편부 및 후면 편부 또는 상부 클램셸 및 하부 클램셸과 같이, 서로 동작가능하게 연결된 하나 이상의 컴포넌트로 형성될 수 있다. 대안적으로, 하우징(102)은 단일 편부(예컨대, 균일한 본체)로 형성될 수 있다. 하우징(102)은 평면형일 수 있거나, 또는 부분적으로 또는 전체적으로 구부러질 수 있다. 많은 실시예들에서 하우징(102)은 경성이지만, 이는 필수적인 것은 아닐 수 있고; 일 실시예에서 하우징(102)은 탄성 방식으로 구부러지거나 또는 휘도록 구성된다.
디스플레이(104)는, 일반적으로 본 명세서에서 사용자에 의해 터치 될 수 있는 "표면"으로서 지칭되는, 디스플레이(104)의 표면 상의 사용자 터치 및 힘 입력의 다양한 조합들을 검출하도록 구성된 하나 이상의 터치 센서 및/또는 힘 센서와 통합될 수 있다. 디스플레이(104)와 연관된 터치 및/또는 힘 센서들은 터치의 위치, 가해지는 힘의 크기 및/또는 방향, 및/또는 디스플레이(104) 상의 터치의 이동을 검출하도록 구성된 터치 감응형 표면을 제공할 수 있다.
디스플레이(104)와 연관된 터치 및/또는 힘 센서들이 별개로 또는 조합하여 사용되어 터치 기반 제스처, 힘 기반 제스처, 터치 패턴, 탭 패턴, 단일 손가락 제스처, 다중 손가락 제스처, 다중 힘 제스처 등과 같은 광범위한 사용자 입력들을 해석할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
디스플레이(104)와 연관된 터치 및/또는 힘 센서들은 자기 정전용량 터치 감지, 상호 정전용량 터치 감지, 저항성 터치 감지, 광학 터치 감지, 음향 터치 감지, 정전용량성 힘 감지, 스트레인 기반 힘 감지, 광학 힘 감지, 음향 힘 감지 등, 또는 이들의 임의의 조합(이에 한정되지 않음)을 포함하는 임의의 적합한 기술 또는 기술들의 조합을 이용하여 임의의 수의 적합한 방법들로 구현될 수 있다. 터치 및/또는 힘 센서들은 독립적으로 또는 상호적으로 어드레스가능할 수 있고, 디스플레이(104)에 걸쳐 분포 및/또는 세그먼트화될 수 있다. 다른 실시예들에서, 터치 및/또는 힘 센서들은 디스플레이(104)의 주연부에 대하여 배치될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 터치 및/또는 힘 센서들은 디스플레이(104)를 둘러싸는 불투명 또는 반투명 베젤 아래에 배치될 수 있다.
디스플레이(104)는 액정 디스플레이 기술, 발광 다이오드 기술, 유기 발광 디스플레이 기술, 유기 전계발광 기술, 또는 다른 유형의 디스플레이 기술을 이용하는 다중 터치 또는 다중 힘 감지 터치스크린(이에 한정되지 않음)을 포함하는 임의의 적합한 기술로 구현될 수 있다.
촉각적 사용자 인터페이스가 디스플레이(104)를 동작시키는 방식은, 어느 정도, 디스플레이(104) 또는 디스플레이(104)에 통합된 터치 및/또는 힘 센서들을 구현하기 위하여 선택된 기술에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드로 구현된 디스플레이(104) 아래에 촉각적 사용자 인터페이스가 배치될 수 있다. 다른 예에서, 액정 기술로 구현된 디스플레이(104)의 백라이트 위에 촉각적 사용자 인터페이스가 배치될 수 있다. 이러한 예들은 단지 디스플레이 및 촉각적 사용자 인터페이스의 가능성있는 구성들의 예시일 뿐이고; 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스는 임의의 적합한 방식으로 구현되고/되거나 선택된 디스플레이 기술과 통합될 수 있다.
그러한 일 예시 구성이 도 1b에 도시되며, 이는 도 1a에 도시된 전자 디바이스(100)의 평면도를 도시한다. 이 실시예에서, 촉각적 사용자 인터페이스는 디스플레이(104) 위에 위치설정되고 가상으로 그려진, 외측 보호층 아래에 배치된다. 외측 보호층은 디스플레이(104)를 하우징(102) 내에 인클로징하고, 사용자가 디스플레이(104)를 터치하는 표면을 제공한다.
이 실시예에서, 촉각적 사용자 인터페이스는 세그먼트화된다. 특히, 촉각적 사용자 인터페이스의 48개의 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들이 도시된다. 이러한 두 구성요소들이 라벨링되는데; 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트(106)가 디스플레이(104)의 우측 주연부에 대하여 위치설정되고, 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트(108)가 동일한 주연부를 따라, 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트(106) 아래에 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 촉각적 사용자 인터페이스의 독립적으로 어드레스가능한 세그먼트들이 디스플레이(104)의 다른 구성요소들을 보호하고 인클로징하는 외측 보호층(예컨대, 커버 유리, 사파이어 등) 안에 포함될 수 있다. 다른 경우들에서, 촉각적 사용자 인터페이스의 독립적으로 어드레스가능한 세그먼트들이 디스플레이 스택(예컨대, 총체적으로 디스플레이(104)를 형성하는 층들의 스택) 내의 상이한 층들 안으로 포함될 수 있다.
촉각적 사용자 인터페이스의 독립적으로 어드레스가능한 세그먼트들은 각각 열 변환기, 힘 변환기, 및 마찰 변환기와 같은 하나 이상의 변환기를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 출력 모드에서, 촉각적 사용자 인터페이스와 연관된 프로세서(미도시)는 디스플레이(104)의 특정 위치에 국한된 촉각적 출력을 제공하기 위하여 변환기들 중 하나 이상에 전기 신호를 가할 수 있다. 유사하게, 입력 모드에서, 프로세서는 표면과 접촉하는 객체에 관한 국한된 물리적 특성 정보를 결정하기 위하여 변환기들 중 하나 이상으로부터 하나 이상의 전기 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트(106)는 출력 모드에서, 전자 디바이스(100)의 외측 보호층의 온도를 증가 또는 감소시키도록 구성된 열 변환기를 포함한다. 열 변환기는 펠티에(Peltier) 소자, 저항 소자, 또는 전자 신호에 응답하여 온도를 변화시키도록 구성된 임의의 기타 적합한 소자로서 구현될 수 있다. 일부 경우들에서, 열 변환기는 물리적으로 온도를 변경하지 않고, 예를 들어 뜨거운 석쇠 환상(thermal grill illusion)을 구현함으로써 온도를 모방할 수 있다.
입력 모드에서, 열 변환기는 촉각적 사용자 인터페이스와 연관된 프로세서에 의해 수신될 전기 신호를 출력할 수 있으며, 전기 신호는 그것의 온도에 대응한다.
다른 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트(106)는, 출력 모드에서, 양 또는 음의 크기의 힘을 전자 디바이스(100)의 외측 보호층에 가하도록 구성된 힘 변환기를 포함한다. 양 또는 음의 크기의 힘이 외측 보호층의 변형, 외측 보호층의 진동, 외측 보호층의 변이, 외측 보호층의 클릭 등으로서 전자 디바이스의 사용자에 의해 인지될 수 있다.
힘 변환기는 압전 소자, 초음파 변환기, 전기적으로 변형가능한 재료(예컨대, 니티놀), 전자기 및 어트랙터 플레이트, 또는 임의의 기타 적합한 구성요소일 수 있다. 다른 경우들에서, 힘 변환기는 편심 가중 모터, 리니어 액추에이터, 또는 임의의 기타 적합한 기계적 구성요소일 수 있다. 예를 들어, 힘 변환기는 외측 보호 표면의 일부분을 밖을 향해 비틀고, 외측 보호층의 다른 부분을 안을 향해 비틀도록 구성될 수 있다. 이 예에서, 텍스처 또는 표면 토폴로지를 나타내는 외측 보호층의 상이한 영역들을 사용자가 인지할 수 있다.
입력 모드에서, 힘 변환기는 촉각적 사용자 인터페이스와 연관된 프로세서에 의해 수신되는, 외측 보호층의 변형에 대응하는 전기 신호를 출력할 수 있다.
다른 실시예에서, 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트(106)는, 출력 모드에서, 전자 디바이스(100)의 외측 보호층에 근접한 객체를 정전기적으로 끌어당기거나 또는 음향적으로 밀어내도록 구성된 마찰 변환기를 포함한다. 끌어당기거나 또는 밀어내는 것은 전자 디바이스의 사용자에 의해 높은 마찰 또는 낮은 마찰로서, 각각 인지될 수 있다. 마찰 변환기는 정전기 플레이트 및 음향 구성요소, 예컨대, 초음파 변환기를 포함할 수 있다. 정전기 플레이트는 정전기 플레이트로 하여금 외측 보호층에 근접한 객체를 정전기적으로 끌어당기게 하는 높은 전압(예컨대, 75 볼트 초과)이 공급될 수 있다.
음향 구성요소는 음향 구성요소로 하여금 외측 보호층에 인접한 객체를 밀어내는 압력파를 생성하게 하는 교류가 공급될 수 있다. 다른 실시예들에서, 음향 구성요소 및 정전기 플레이트는 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 음향 구성요소는 전체 외측 보호층을 진동시켜 마찰의 전체적인 감소를 제공하도록 구성될 수 있는 반면, 정전기 플레이트들의 세트는 마찰의 부분적인 증가를 제공하도록 구성될 수 있다. 이 예에서, 외측 보호층의 상이한 영역들이 상이한 양의 마찰을 나타내는 것을 사용자가 인지할 수 있다.
입력 모드에서, 마찰 변환기는 외측 보호층에 인접한 객체 사이의 커패시턴스에 대응하는 전기 신호를 정전기 플레이트로부터 출력할 수 있고, 이는 결과적으로 객체와 외측 보호층 사이의 마찰에 관련될 수 있다. 이 커패시턴스는 촉각적 사용자 인터페이스와 연관된 프로세서에 의해 수신될 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예의 전술한 설명, 및 다양한 그것들의 대안예들 및 변형들이, 일반적으로, 설명을 목적으로 제시되어, 본 명세서에 제시된 상세한 실시예들의 완전한 이해를 가능하게 한다. 그러나, 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
따라서, 촉각적 사용자 인터페이스의 구체적인 실시예들에 대한 전술 및 후술 설명들이 도시 및 설명의 한정된 목적을 위해 제시됨을 이해하게 된다. 이러한 설명은 총망라하고자 하거나 개시내용을 본 명세서에 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 특히, 도 1a 및 도 1b에 도시된 촉각적 사용자 인터페이스의 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들의 다양한 컴포넌트들은 여러 적합하고 구현-특정 방법들로 구현될 수 있음이 이해될 수 있다.
일반적으로 그리고 폭넓게, 도 2 및 도 3b는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스의 하나 이상의 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들의 단면들을 도시한다. 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들은 입력 모드, 출력 모드, 또는 조합 모드에서 동작될 수 있다. 조합 모드에서, 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들은 입력 모드 및 출력 모드 둘 모두에서 동시에 동작하거나, 또는 입력 모드와 출력 모드 사이에서 신속하게 스위칭한다(예컨대, 시간 다중화).
특히, 도 2는 섹션(A-A)을 통해 취해진, 도 1b의 촉각적 사용자 인터페이스의 어드레스가능 세그먼트(200)의 단순화된 단면을 도시한다. 이 예에서, 촉각적 사용자 인터페이스의 어드레스가능 세그먼트(200)는 본 명세서에 기재된 바와 같은 마찰 변환기와 연관될 수 있는 정전기 플레이트(202)를 포함한다.
정전기 플레이트(202)는 외측 보호층(204) 위에 배치된다. 정전기 플레이트(202)는 정전기 플레이트(202)와 정전기 플레이트(202)에 전압이 가해지면 정전기 플레이트(202)에 끌릴 수 있는 객체 사이의 거리를 감소시키기 위하여 외측 보호층(204) 위에 배치될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서 정전기 플레이트(202)는 보호층(204) 아래에 배치될 수 있다.
정전기 플레이트(202)는 유전체 보호층(206)으로 코팅된다. 유전체 보호층(206)은 정전기 플레이트(202)와 사용자(미도시) 사이에 물리적 및 전기적 분리를 제공한다. 많은 실시예들에서, 유전체 보호층(206)은 투명하지만, 이것이 필수적인 것은 아니다.
유전체 보호층(206)은 임의의 수의 적합한 유전체 재료들로 형성될 수 있고, 임의의 적합한 두께로 배치될 수 있다. 많은 예들에서, 유전체 보호층(206)의 두께는 실질적으로 외측 보호층(204)의 두께보다 얇다. 유전체 보호층(206)을 형성하는 데 사용될 수 있는 재료들은 알루미늄 산화물, 이산화 티타늄, 오산화 니오븀, 또는 임의의 기타 적합한 재료를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
유전체 보호층(206)은 임의의 적합한 방식으로 정전기 플레이트(202) 상에 퇴적될 수 있다. 예를 들어, 유전체 보호층(206)은 스퍼터링, 물리 증착, 열 증발, 또는 임의의 기타 적합한 기술에 의해 형성될 수 있다.
이 구성에서, 정전기 플레이트(202)는 사용자로부터 그리고 디스플레이(208)와 같은 전자 디바이스 내의 추가적인 컴포넌트들로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 다시 말해서, 외측 보호층(204)은 전기 절연체의 역할을 한다.
정전기 플레이트(202)는 임의의 수의 적합한 재료들로 만들어질 수 있다. 많은 실시예들에서, 정전기 플레이트(202)는 광학적으로 투명한 재료로 형성될 수 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들어 정전기 플레이트(202)는 인듐 주석 산화물, 아연 산화물, 안티몬 주석 산화물 등과 같은 금속 산화물들로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 많은 예들에서, 정전기 플레이트(202)를 형성하는 데 사용되는 재료는 시트 저항에 대하여 선택된다. 더 높은 시트 저항은 더 큰 정전기 인력 효과를 만들어낼 수 있다.
정전기 플레이트(202)는 임의의 적합한 방식으로 외측 보호층(204) 상에 퇴적될 수 있다. 예를 들어, 정전기 플레이트(202)는 스퍼터링, 물리 증착, 열 증발, 또는 임의의 기타 적합한 기술에 의해 형성될 수 있다.
도 3a는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스의 어드레스가능 세그먼트의 단면을 도시하며, 특히 사용자에 의해 터치 될 수 있는 표면에 배치된 변환기들의 그룹을 예시한다. 이 도시된 실시예에서, 촉각적 사용자 인터페이스 단면(300)은 여러 개별적으로 어드레스가능한 정전기 구성요소들(304), 여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306), 여러 개별적으로 어드레스가능한 열 소자들(308), 및 여러 개별적으로 어드레스가능한 큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)을 포함한다.
일부 경우들에서, 여러 개별적으로 어드레스가능한 정전기 구성요소들(304)은 금속 산화물 및 금속 나노와이어와 같은 광학적으로 투명한 재료로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 경우들에서, 도시된 바와 같이, 여러 개별적으로 어드레스가능한 정전기 구성요소들(304)은 표면(302) 내에 내장될 수 있지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 표면(302)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 전자 디바이스(100)와 같은 전자 디바이스의 외측 보호층일 수 있다.
도시되지 않았지만, 여러 개별적으로 어드레스가능한 정전기 구성요소들(304)은 광학적으로 투명할 수 있는 하나 이상의 전기 트레이스를 통해 전자 디바이스 내의 하나 이상의 회로에 결합될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 여러 개별적으로 어드레스가능한 정전기 구성요소들(304)은 촉각적 사용자 인터페이스의 마찰 변환기와 연관될 수 있다. 여러 개별적으로 어드레스가능한 정전기 구성요소들(304) 중 하나 이상에 전기 신호가 가해지면, 구성요소들은 근처의 같은 극성의 전하들을 밀어내고, 근처의 반대 극성의 전하들을 끌어당기는 전기장을 생성할 수 있다. 따라서, 전기장의 결과로서, 사용자의 손가락이 표면(302)에 끌어당겨질 수 있다. 인력으로 인해, 사용자는 손가락과 표면(302) 사이의 마찰이 증가되었음을 인지할 수 있다.
여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306)은 금속 산화물과 같은 광학적으로 투명한 재료로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 경우들에서, 도시된 바와 같이, 여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306)은 표면(302)의 하부 표면 상에 위치설정될 수 있으나, 이것이 필수적인 것은 아니다. 도시되지 않았지만, 여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306)은 광학적으로 투명할 수 있는 하나 이상의 전기 트레이스를 통해 전자 디바이스 내의 하나 이상의 회로에 결합될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306)은 촉각적 사용자 인터페이스의 마찰 변환기와 연관될 수 있다. 다른 경우들에서, 여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306)은 또한 촉각적 사용자 인터페이스의 힘 변환기와 연관될 수 있다.
빠르게 변하는 전기 신호가 여러 개별적으로 어드레스가능한 압전 소자들(306) 중 하나 이상에 인가되면, 구성요소들은 표면(302)으로 하여금 신속하게 위아래로 이동하게 할 수 있다. 따라서, 표면(302)의 신속한 모션의 결과로서, 사용자는 손가락과 표면 사이의 마찰이 감소함을 인지할 수 있다.
촉각적 사용자 인터페이스의 다른 컴포넌트들과 같이,여러 개별적으로 어드레스가능한 열 소자들(308)은 금속 산화물 및 은 나노와이어와 같은 광학적으로 투명한 재료로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 경우들에서, 여러 개별적으로 어드레스가능한 열 소자들(308)은 펠티에 소자들을 형성할 수 있다. 일부 경우들에서, 도시된 바와 같이, 여러 개별적으로 어드레스가능한 열 소자들(308)은 표면(302)의 하부 표면 상에 위치설정될 수 있으나, 이것이 필수적인 것은 아니다. 도시되지 않았지만, 여러 개별적으로 어드레스가능한 열 소자들(308)은 광학적으로 투명할 수 있는 하나 이상의 전기 트레이스를 통해 전자 디바이스 내의 하나 이상의 회로에 결합될 수 있다.
여러 개별적으로 어드레스가능한 열 소자들(308) 중 하나 이상에 전기 신호가 인가되면, 구성요소들은 표면(302)의 온도가 증가 또는 감소하게 하여, 결과적으로 표면(302)으로 하여금 온도를 변하게 할 수 있다. 따라서, 사용자는 표면(302)의 일부분이 표면(302)의 다른 부분과 온도가 상이함을 인지할 수 있다.
큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)은 많은 상이한 방법들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)은 리니어 액추에이터, 편심 가중 모터, 솔레노이드, 강력한 솔레노이드, 형상 기억 와이어 등으로 구현될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 위에서 언급된 바와 같이, 큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)은 촉각적 사용자 인터페이스의 열 변환기와 연관될 수 있다. 일부 예들에서, 큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)은 표면의 국지적인 높이를 조정하는 데 사용될 수 있고; 큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)의 활성화는 표면이 구부러지거나 또는 국지적으로 변형되어, 국지적으로 그것들의 높이를 증가하게 할 수 있다. 유사하게, 큰 규모의 힘 출력 구성요소들(310)은 표면의 소정 영역의 국지적인 높이를 감소시키는 데 사용될 수 있다.
다른 실시예들에서, 표면(302) 위에 절연 코팅(312)이 배치될 수 있으며, 도 3b에 도시된 바와 같다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들에 대하여 언급된 바와 같이, 절연 코팅(312)은 촉각적 사용자 인터페이스의 다양한 부분들과 사용자 사이의 전기적 분리를 보장할 수 있다.
다른 실시예들과 마찬가지로, 도 2 및 도 3b에서 도시된 실시예들, 및 그것들의 다양한 대안예들 및 그것들에 대한 변형들에 관련된 전술한 설명은 단지 설명을 위하여 제시된다. 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 구체적인 실시예들에 대한 전술 및 후술 설명들이 도시 및 설명의 한정된 목적을 위해 제시됨을 이해하게 된다. 이러한 설명은 총망라하고자 하거나 개시내용을 위에서 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.
일반적으로 그리고 폭넓게, 도 4 내지 도 6b는 촉각적 사용자 인터페이스의 마찰 변환기의 정전기 플레이트를 전자 디바이스의 보호 외부층 안에 통합한 전자 디바이스의 단면을 도시한다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 같이, 정전기 플레이트는 입력 모드, 출력 모드, 또는 조합 모드에서 동작될 수 있다. 조합 모드에서, 촉각적 사용자 인터페이스는 입력 모드 및 출력 모드 둘 모두에서 동시에 동작하거나, 또는 입력 모드와 출력 모드 사이에서 신속하게 스위칭한다(예컨대, 시간 다중화). 도시된 실시예는 도 1b에 도시된 촉각적 사용자 인터페이스와 같은, 임의의 적합한 촉각적 사용자 인터페이스에 사용될 수 있다.
도 4 내지 도 6b에 도시된 것과 같은 정전기 플레이트는 임의의 수의 적합한 재료들로 형성될 수 있다. 많은 실시예들에서, 정전기 플레이트는 높은 시트 저항을 갖는 재료로 형성되지만, 이것이 필수적인 것은 아니다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 같이, 정전기 플레이트는 전자 디바이스와 연관된 외측 보호층의 외측 표면 바로 안에 배치될 수 있다. 정전기 플레이트는 임의의 적합한 기술을 이용하여 외측 표면에 부착, 퇴적, 배치, 고정, 또는 접착될 수 있다. 이러한 기술들은 스퍼터링, 라미네이션, 물리 증착, 열 증착 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
많은 이러한 실시예들에서, 정전기 플레이트 위에 절연 코팅이 배치된다. 절연 코팅은 임의의 적합한 두께로 형성될 수 있고, 임의의 수의 적합한 재료들을 이용하여 만들어질 수 있다.
정전기 플레이트는 구동 회로에 결합될 수 있다. 구동 회로는 전기 신호를 정전기 플레이트에 전달하도록 구성될 수 있다. 구동 회로는, 많은 실시예들에서, 외측 보호층 아래에 배치된다. 따라서, 정전기 플레이트와 구동 회로 사이에 전기 접속이 이루어져야 한다. 일부 실시예들에서, 전기 접속은 외측 보호층을 관통하여 형성되는 비아일 수 있다. 다른 실시예에서, 전기 접속은 외측 보호층의 주연부 둘레에 연장되는 점퍼일 수 있다. 더 추가적인 실시예들에서, 전기 접속은 필수적인 것은 아닐 수 있다 - 정전기 플레이트가 정전용량성 결합에 의해 구동될 수 있다. 일부 예들에서, 정전기 플레이트는 직접 정전용량성 결합(예컨대, 구동 플레이트와 정전기 플레이트 사이의 단일 커패시터에 의해 모델링됨)에 의해 구동될 수 있는 반면에, 다른 예들에서, 정전기 플레이트는 간접 정전용량성 결합(예컨대, 구동 플레이트와 정전기 플레이트 사이의 둘 이상의 직렬 커패시터들로 모델링됨)에 의해 구동될 수 있다.
많은 경우들에서, 단일 정전기 플레이트가 외측 보호층의 외측 표면 상에 형성될 수 있는 반면, 다른 경우들에서, 정전기 플레이트는 각각의 세그먼트에 의해 세그먼트화되어 개별적으로 어드레스가능할 수 있다. 이 실시예들에서, 외측 보호층 안에 전도성 트레이스들이 또한 형성될 수 있다. 전도성 트레이스들은 정전기 플레이트의 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들을 구동 회로에 전기적으로 결합시키는 역할을 할 수 있다. 이 예들에서, 전도성 트레이스들은 정전기 플레이트보다 더 낮은 저항성을 나타내도록 형성될 수 있다. 더 구체적으로, 전도성 트레이스들은 정전기 플레이트와 동일한 재료로 형성될 수 있지만, 정전기 플레이트보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 다른 예에서, 전도성 트레이스들은 상이한 재료로 형성될 수 있는데; 전도성 트레이스들은 정전기 플레이트보다 더 낮은 시트 저항을 나타내는 재료로 형성될 수 있다.
그것은 도 4 내지 도 6b가 제공되는 이들 및 다른 실시예들에 관한 것이다. 그러나, 이러한 기재되고 도시된 실시예들은 단지 본 명세서에 기재된 바와 같은 정전기 플레이트의 가능성있는 구성들의 예들일 뿐이고, 개시내용을 총망라하거나 또는 본 명세서에 인용된 정확한 형태들에 한정하려는 것은 아님을 이해할 수 있다.
도 4는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스(400)에 사용될 수 있는 정전기 플레이트의 단면을 도시한다. 촉각적 사용자 인터페이스(400)는 전자 디바이스의 외측 보호층(402)과 연관될 수 있다. 외측 보호층(402)은 터치 감응형 구성요소 위에 배치된 커버 유리일 수 있다. 터치 감응형 구성요소는 접착제(404)에 의해 외측 보호층(402)의 밑면에 접착될 수 있다. 터치 감응형 구성요소는 유전체 재료에 의해 분리되는 두 세트의 전극들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 전극 세트(406)(세트 중 하나만 보임)가 유전체(408)의 상부 표면 상에 배치된다. 하부 전극 세트(410)(세트 중 7개의 전극들이 보임)가 유전체(408)의 하부 표면 상에 배치된다. 상부 전극 세트(406)와 하부 전극 세트(410) 사이의 커패시턴스의 변화를 이용하여 외측 보호층(402)에 근접하거나 또는 접촉하는 객체(예컨대, 사용자의 손가락)의 위치를 결정할 수 있다.
이 실시예에서 외측 보호층(402)의 상면 상에 정전기 플레이트(412)가 배치된다. 정전기 플레이트(412) 위에 절연 코팅(414)이 배치된다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예들에 대하여 언급된 바와 같이, 정전기 플레이트(412)는 구동 전압이 정전기 플레이트(412)에 인가될 때 촉각적 사용자 인터페이스(400)에 근접한 객체를 끌어당길 수 있다. 구동 전압은 임의의 수의 적합한 방법들로 정전기 플레이트(412)에 인가될 수 있다. 예를 들어, 정전기 플레이트(412)에 전기 트레이스(미도시)가 결합될 수 있고, 이어서 구동 전압이 전기 트레이스에 인가될 수 있다.
다른 실시예들에서, 구동 전압은 정전용량성 결합을 통해 정전기 플레이트(412)에 인가될 수 있다. 예를 들어, 상부 전극 세트(406)에 제1 전압에 인가될 수 있다. 정전기 플레이트(412)와 상부 전극 세트(406)가 근접한 결과로서, 커패시턴스(416)가 정전기 플레이트(412)와 상부 전극 세트(406) 사이에 발생할 수 있다. 커패시턴스(416)는 정전기 플레이트(412)가 상부 전극 세트(406)와 공동 접지를 공유하는지 여부에 상관없이 발생할 수 있다.
정전기 플레이트(412)가 구동 전압에 있으면, 정전기 플레이트(412)와 촉각적 사용자 인터페이스(400)에 근접한 객체(420) 사이에 제2 커패시턴스(418)가 발생한다. 구동 전압이 충분히 높은 경우, 객체(420)는 정전기 플레이트(412)에 끌릴 수 있다.
도 5는 본 명세서에 기재된 바와 같은 촉각적 사용자 인터페이스(500)에 사용될 수 있는 어드레스가능 및 세그먼트화된 정전기 플레이트의 단면을 도시한다. 도 4에 도시된 실시예와 같이, 촉각적 사용자 인터페이스(500)는 전자 디바이스의 외측 보호층(502)과 연관될 수 있다. 외측 보호층(502)은 터치 감응형 구성요소 위에 배치된 커버 유리일 수 있다. 터치 감응형 구성요소는 접착제(504)에 의해 외측 보호층(502)의 밑면에 접착될 수 있다. 터치 감응형 구성요소는 유전체 재료에 의해 분리되는 두 세트의 전극들을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 전극 세트(506)(세트 중 하나만 보임)가 유전체(508)의 상부 표면 상에 배치된다. 하부 전극 세트(510)(세트 중 7개의 전극들이 보임)가 유전체(508)의 하부 표면 상에 배치된다. 상부 전극 세트(506)와 하부 전극 세트(510) 사이의 커패시턴스의 변화를 이용하여 외측 보호층(502)에 근접하거나 또는 접촉하는 객체(예컨대, 사용자의 손가락)의 위치를 결정할 수 있다.
이 실시예에서, 외측 보호층(502)의 상면 상에 세그먼트화된 정전기 플레이트가 배치될 수 있다. 도 5에서, 4개의 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트들이 도시된다. 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트들의 각각은 동일한 방식으로 형성될 수 있고, 이것이 필수적인 것은 아니다. 단일의 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)가 식별된다. 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트들, 예컨대, 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512) 위에 절연 코팅(514)이 배치된다.
본 명세서에 기재된 다른 실시예들에 대하여 언급된 바와 같이, 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)는 구동 전압이 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)에 인가될 때 촉각적 사용자 인터페이스(500)에 근접한 객체를 끌어당길 수 있다. 구동 전압은 임의의 수의 적합한 방법들로 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)에 인가될 수 있다. 예를 들어, 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)에 전기 트레이스(516)가 결합될 수 있고, 이어서 구동 전압이 전기 트레이스(516)에 인가될 수 있다.
많은 경우들에서, 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)는 높은 시트 저항을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 전기 트레이스(516)는 낮은 시트 저항을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 이 방식으로, 전기 트레이스(516) 내의 전기 손실이 최소화될 수 있다.
도시된 바와 같이, 전기 트레이스(516)는 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)의 상면 상에 형성될 수 있다. 이것은 단지 하나의 가능성있는 구성일 뿐이고, 전기 트레이스(516)가 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)에 인접하게 위치설정되거나, 전기 트레이스(516)가 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512) 아래에 위치설정되거나, 전기 트레이스(516)가 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512) 내에 위치설정되거나, 전기 트레이스(516)가 개별적으로 어드레스가능하고 세그먼트화된 정전기 플레이트(512)의 주연부 둘레에 위치설정되는 등의 다른 구성들이 가능하지만, 이에 한정되지 않는다.
도 6a는 전자 디바이스의 표면을 관통해 연장되는 스루-글래스 비아의 단면을 도시하며, 스루-글래스 비아는 표면의 한 면에 대하여 배치된 어드레스가능 및 세그먼트화된 정전기 플레이트를 표면의 다른 면에 대하여 배치된 회로에 결합시킨다.
특히, 촉각적 사용자 인터페이스(600)는, 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 마찬가지로, 외측 보호층(602)과 연관된다. 외측 보호층(602)은 글래스, 사파이어, 플라스틱, 세라믹, 금속(양극산화층과 같은 유전체 외측 코팅을 구비함) 등과 같은 임의의 수의 적합한 재료들로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 외측 보호층(602)은 투명하거나 또는 불투명할 수 있다. 외측 보호층(602)은 단일층의 재료일 수 있거나 또는 다중층들의 재료로 형성될 수 있다.
정전기 플레이트(604)가 외측 보호층(602)의 상면과 연관될 수 있다. 정전기 플레이트(604)는 세그먼트화될 수 있으며, 각각의 세그먼트는 개별적으로 어드레스가능하다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 같이, 정전기 플레이트(604)는 임의의 적합한 프로세스를 이용하여 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
정전기 플레이트(604) 위에 절연 코팅(606)이 배치됨으로써, 정전기 플레이트(604)를 캡슐화한다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 같이, 절연 코팅(606)은 임의의 적합한 프로세스를 이용하여 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
외측 보호층(602) 아래에 구동 회로(608)가 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 회로(608)는 적어도 부분적으로 장식 잉크층(610) 아래에 배치될 수 있다. 구동 회로(608)는 하나 이상의 프로세서, 전기 회로 구성요소들, 가요성 회로 기판들, 회로 커넥터들 등을 포함할 수 있다.
장식 잉크층(610)은 외측 보호층(602)의 하면의 주연부를 따라 배치될 수 있다. 일부 예들에서, 외측 보호층(602)은 디스플레이 위에 위치설정된다. 이 예에서, 장식 잉크층(610)은 디스플레이의 베젤을 정의할 수 있다. 장식 잉크층(610)은 임의의 수의 적합한 재료들로 형성될 수 있고, 임의의 적합한 방식으로 하면 상에 퇴적될 수 있다. 장식 잉크층(610)은 통상적으로 불투명하지만, 이것이 모든 실시예들에 필수적인 것은 아니다.
구동 회로(608)는 정전기 플레이트(604)의 전기 컨택(612)에 전기적으로 결합될 수 있다. 도시된 실시예에서, 전기 컨택(612)은 제1 비아(614)와 전기적으로 접촉한다. 제1 비아(614)는 장식 잉크층(610)을 통과하도록 정의된다. 제1 비아(614)는 임의의 수의 적합한 전기 전도성 재료들로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 비아(614)는 장식 잉크층(610)이 외측 보호층(602) 상에 형성된 후에 형성된다. 이 예에서, 제1 비아(614)는 식각-충전 프로세스를 이용하여 형성된다. 다른 예들에서, 제1 비아(614)는 다른 방식으로 형성될 수 있다.
제1 비아(614)는 정전기 플레이트(604)에 전기적으로 연결되는 제2 비아(616)에 전기적으로 결합될 수 있다. 이 방식으로, 구동 회로(608)는 정전기 플레이트(604)에 전기적으로 연결된다.
제2 비아(616)는 외측 보호층(602)을 통과하도록 정의된다. 제2 비아(616)는 임의의 수의 적합한 전기 전도성 재료들로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 비아(616)는 외측 보호층(602)을 형성하는 데 사용되는 재료(들)에 적합한 기술을 이용하여 외측 보호층(602)을 천공 또는 식각한 후에 형성된다.
도 6b는 전자 디바이스의 표면의 에지 둘레에 연장되는 주연부 점퍼의 단면을 도시하며, 점퍼는 표면의 한 면에 대하여 배치된 어드레스가능 및 세그먼트화된 정전기 플레이트를 표면의 다른 면에 대하여 배치된 전기 회로에 결합시킨다.
특히, 촉각적 사용자 인터페이스(600)는, 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 마찬가지로, 외측 보호층(602)과 연관된다. 외측 보호층(602)은 글래스, 사파이어, 플라스틱, 세라믹, 금속(양극산화층과 같은 유전체 외측 코팅을 구비함) 등과 같은 임의의 수의 적합한 재료들로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 외측 보호층(602)은 투명하거나 또는 불투명할 수 있다. 외측 보호층(602)은 단일층의 재료일 수 있거나 또는 다중층들의 재료로 형성될 수 있다.
도 6a에 도시된 실시예와 같이, 정전기 플레이트(604)가 외측 보호층(602)의 상면과 연관될 수 있다. 정전기 플레이트(604)는 세그먼트화될 수 있으며, 각각의 세그먼트는 개별적으로 어드레스가능하다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 같이, 정전기 플레이트(604)는 임의의 적합한 프로세스를 이용하여 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
정전기 플레이트(604) 위에 절연 코팅(606)이 배치됨으로써, 정전기 플레이트(604)를 캡슐화한다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들과 같이, 절연 코팅(606)은 임의의 적합한 프로세스를 이용하여 임의의 적합한 재료 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
외측 보호층(602) 아래에 구동 회로(608)가 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 구동 회로(608)는 적어도 부분적으로 장식 잉크층(610) 아래에 배치될 수 있다. 구동 회로(608)는 하나 이상의 프로세서, 전기 회로 구성요소들, 가요성 회로 기판들, 회로 커넥터들 등을 포함할 수 있다.
도 6a에 대하여 언급된 바와 같이, 장식 잉크층(610)은 외측 보호층(602)의 하면의 주연부를 따라 배치될 수 있다. 장식 잉크층(610)은 임의의 수의 적합한 재료들로 형성될 수 있고, 임의의 적합한 방식으로 하면 상에 퇴적될 수 있다. 장식 잉크층(610)은 통상적으로 불투명하지만, 이것이 모든 실시예들에 필수적인 것은 아니다.
구동 회로(608)는 주연부 점퍼(618)를 통해 정전기 플레이트(604)에 전기적으로 결합될 수 있다. 주연부 점퍼(618)는 외측 보호층(602)의 에지 둘레에 연장될 수 있다. 주연부 점퍼(618)는 임의의 수의 적합한 전기전도성 재료들 또는 재료들의 조합으로 형성될 수 있다.
다른 실시예들과 마찬가지로, 도 5 내지 도 6b에서 도시된 실시예들, 및 그것들의 다양한 대안예들 및 그것들에 대한 변형들에 관련된 전술한 설명은 단지 설명을 위하여 제시된다. 본 명세서에 제시된 특정 상세사항들 중 일부는 특정 기술된 실시예들 또는 그들의 등가물을 실시하는 데 필요하지 않을 수도 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 구체적인 실시예들에 대한 전술 및 후술 설명들이 도시 및 설명의 한정된 목적을 위해 제시됨을 이해하게 된다. 이러한 설명은 총망라하고자 하거나 개시내용을 위에서 인용된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 반대로, 많은 수정들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.
도 7은 예시 촉각적 사용자 인터페이스의 시스템 다이어그램을 도시한다. 촉각적 사용자 인터페이스(700)는 마찰 변환기(704), 힘 변환기(706), 및 열 변환기(708)에 결합된 프로세서와 같은 제어기(702)를 포함한다.
제어기(702)는 데이터 또는 명령어들을 처리, 수신, 또는 전송할 수 있는 임의의 전자 디바이스로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어기(702)는 마이크로프로세서, 중앙 프로세싱 유닛, 주문형 집적 회로, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이, 디지털 신호 프로세서, 아날로그 회로, 디지털 회로, 또는 그러한 디바이스들의 조합일 수 있다. 프로세서는 단일 스레드 또는 멀티 스레드 프로세서일 수 있다. 프로세서는 단일 코어 또는 멀티 코어 프로세서일 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기술되는 바와 같이, 구문 "프로세싱 유닛", 또는 보다 일반적으로 "프로세서"는 메모리 내에 저장될 수 있고 그로부터 액세스될 수 있는 프로그램 내에 포함된 코드 및/또는 명령어들로서 표현되는 데이터 동작들을 포함하는 데이터의 특정 변환들을 실행하도록 물리적으로 구조화된 하드웨어 구현 데이터 프로세싱 디바이스 또는 회로를 지칭한다. 그 용어는 단일 프로세서 또는 프로세싱 유닛, 다수의 프로세서들, 다수의 프로세싱 유닛들, 아날로그 또는 디지털 회로들, 또는 다른 적합하게 구성된 컴퓨팅 요소 또는 요소들의 조합을 포괄하도록 의도된다.
제어기(702)는, 많은 실시예들에서, 전용 프로세서 및 메모리와 같은 회로 및/또는 로직 컴포넌트들을 포함할 수 있거나 또는 그들과 통신가능하게 결합될 수 있다. 제어기(702)의 회로부는 다음을 포함하지만, 이에 한정되지 않는, 촉각적 사용자 인터페이스와 연관된 기능 또는 동작들 중 하나 이상을 수행, 조율, 및/또는 모니터할 수 있다: 표면의 소정 영역의 온도를 증가; 표면의 소정 영역의 온도를 감소; 표면의 소정 영역 둘레의 온도를 감소; 표면의 소정 영역 둘레의 온도를 증가; 표면의 소정 영역의 온도를 검출, 근사화, 및/또는 측정; 표면의 소정 영역에 의해 나타나는 마찰을 증가; 표면의 소정 영역에 의해 나타나는 마찰을 감소; 표면의 소정 영역 둘레에 나타나는 마찰을 증가; 표면의 소정 영역 둘레에 나타나는 마찰을 감소; 표면의 소정 영역에 의해 나타나는 마찰을 검출, 근사화, 및/또는 측정; 표면의 소정 영역에 의한 힘 출력을 증가; 표면의 소정 영역에 의한 힘 출력을 감소; 사용자에 의해 표면의 소정 영역에 가해지는 힘을 검출, 근사화, 및/또는 측정; 표면의 소정 영역의 국지적인 높이를 증가; 표면의 소정 영역의 국지적인 높이를 감소; 표면의 소정 영역의 국지적인 높이를 측정; 표면의 국지적인 영역에서 발산하는 진동을 증가; 표면의 국지적인 영역에서 발산하는 진동을 감소; 표면의 소정 영역에 전파되는 진동을 보강 간섭하는 진동을 생성; 표면의 소정 영역에 전파되는 진동을 상쇄 간섭하는 진동을 생성; 표면의 소정 영역에 전파되는 진동의 주파수, 진폭 및/또는 위상을 측정, 추정 및/또는 결정; 기타 등등 또는 이들의 임의의 조합. 일부 예들에서, 제어기(702)는 시간 다중화 기술을 이용하여 촉각적 사용자 인터페이스의 각각의 부분의 각각의 독립적인 구성요소에서 측정치를 획득 및 신호를 적용할 수 있다.
도 8은 촉각적 출력을 제공하는 방법의 예시 동작들을 도시하는 흐름도이다. 도시된 방법은, 일부 실시예들에서, 도 7에 도시된 제어기(702)에 의해 (적어도 부분적으로) 수행될 수 있다. 다른 경우들에서, 방법은 다른 프로세서 또는 회로, 또는 프로세서들 또는 회로들의 조합에 의해 수행된다.
방법(800)은 촉각적 출력 파라미터 세트가, 예를 들어, 도 7의 제어기(702)에 의해 획득되는 동작(802)에서 시작된다. 일부 경우들에서, 파라미터 세트는 그래픽, 비디오, 오디오, 또는 기타 파일을 이용하여 저장되거나 또는 연관될 수 있다. 다음, 동작(804)에서, 촉각적 출력 위치들이 결정될 수 있다. 일부 경우들에서, 촉각적 사용자 인터페이스 그룹의 특정 부분의 좌표는 촉각적 출력 파라미터들에서 식별될 수 있는 반면, 다른 경우들에서, 촉각적 사용자 인터페이스 그룹들의 여러 개별적인 부분 사이의 협동이 요구될 수 있다(예컨대, 촉각적 출력 위치의 보간). 다음, 동작(806)에서, 촉각적 사용자 인터페이스의 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들의 적절한 부분은, 동작(802)에서 수신된 촉각적 출력 파라미터들에 의해 기재된 촉각적 출력을 제공하기 위하여 활성화될 수 있다.
도 9는 전자 디바이스의 표면과 연관되는 객체의 표면 특성들을 검출하는 방법(900)의 예시 동작들을 도시하는 흐름도이다. 도시된 방법은, 일부 실시예들에서, 도 7에 도시된 제어기(702)에 의해 (적어도 부분적으로) 수행될 수 있다. 다른 경우들에서, 방법은 다른 프로세서 또는 회로, 또는 프로세서들 또는 회로들의 조합에 의해 수행된다.
방법(900)은 표면의 표면 특성이 검출되는 동작(902)에서 시작한다. 표면 특성은 온도 측정치 또는 추정치, 힘 측정치 또는 추정치, 마찰 측정치 또는 추정치, 또는 임의의 기타 적합한 특성일 수 있다. 방법은 표면 특성에 가장 근사하게 모방하는 데 요구되는 촉각적 출력 파라미터들이 결정되는 동작(904)에 계속될 수 있다. 마지막으로 동작(906)에서, 상기 촉각적 출력 파라미터들은 (옵션적으로) 다른 전자 디바이스에 전송될 수 있다.
더 구체적으로는, 일 실시예에서, 비디오 채팅 애플리케이션이 두 전자 디바이스들 사이에 실행될 수 있다. 전자 디바이스의 제1 사용자가 디바이스의 스크린을 터치할 수 있으며, 이는 결과적으로 다섯 곳의 온도 증가 및 다섯 곳의 변형을 검출할 수 있는데, 하나는 사용자의 다섯 손가락의 각각과 연관된다. 이어서 제1 사용자의 전자 디바이스는 이러한 검출된 표면 특성들에 대응하는 촉각적 출력 파라미터들을 전송할 수 있는데, 이는, 그 후에, 제2 사용자의 디바이스 상의 촉각적 사용자 인터페이스의 개별적으로 어드레스가능한 세그먼트들의 일부분에 의해 생성될 수 있다. 이 방식으로, 제1 및 제2 사용자가 지리적으로 떨어져 있을 수 있어도, 제2 사용자는 제1 사용자의 손의 온기 및 위치를 느낄 수 있다.
도 10은 제1 디바이스의 표면에 관여하는 객체의 표면 특성들을 검출하고, 이러한 표면 특성들을 제2 디바이스의 표면 상의 촉각적 출력을 모방하는 방법(1000)의 예시 동작들을 도시하는 흐름도이다. 도시된 방법은, 일부 실시예들에서, 도 7에 도시된 제어기(702)에 의해 (적어도 부분적으로) 수행될 수 있다. 다른 경우들에서, 방법(1000)은 다른 프로세서 또는 회로, 또는 프로세서들 또는 회로들의 조합에 의해 수행된다.
방법(1000)은 터치 이벤트가 로컬 전자 디바이스의 표면에서 수신되는 동작(1002)에서 시작된다. 본 명세서에 기재된 다른 실시예들에 대하여 언급된 바와 같이, 로컬 전자 디바이스는 데스크톱 컴퓨터, 텔레비전, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 셀룰러 전화기, 웨어러블 전자 디바이스 등과 같은 임의의 적합한 전자 디바이스일 수 있다. 터치 이벤트는 터치 감응형 입력 구성요소에 의해 인식될 수 있다.
다음, 동작(1004)에서, 촉각적 출력 파라미터들이 결정된다. 이러한 촉각적 출력 파라미터들은 검출된 표면 특성들에 대응한다. 다음, 동작(1006)에서, 결정된 촉각적 출력 파라미터들은 원격 디바이스에 전송될 수 있다. 다음, 동작(1008)에서 원격 디바이스 상에서 모방하기 위한 촉각적 출력 파라미터들이 결정되고, 원격 디바이스의 입력 표면에서 터치 이벤트를 모방하는 데 사용될 수 있다.
본 개시내용은 본 기술에서 사적인 개인간 통신을 포함하는 개인 정보 데이터는 사용자들의 이익에 사용될 수 있음을 인식하게 한다. 예를 들어, 전자 디바이스의 표면 상의 촉각적 모방의 사용은 더 몰입되는 컴퓨팅 경험을 제공하는 데 사용될 수 있다.
본 개시내용은 그러한 개인 정보 또는 통신 데이터의 수집, 분석, 공개, 전달, 저장, 또는 다른 이용을 책임지고 있는 엔티티들이 잘 확립된 프라이버시 정책들 및/또는 프라이버시 관례들을 준수할 것이라는 것을 추가로 고려한다. 특히, 그러한 엔티티들은 개인정보 데이터를 사적이고 안전하게 유지하기 위한 산업적 또는 행정적 요건들을 충족하거나 초과하는 것으로서 일반적으로 인식되는 프라이버시 정책 및 관행들을 구현하고, 지속적으로 이용해야 하며, 이는 산업적 또는 행정적 표준을 충족하거나 또는 초과하는 데이터 암호화 및 보안 방법들의 사용을 포함한다. 예를 들어, 사용자들로부터의 개인 정보는 엔티티의 적법하며 적정한 사용들을 위해 수집되어야 하고, 이들 적법한 사용들을 벗어나서 공유되거나 판매되지 않아야 한다. 또한, 그러한 수집은 단지 사용자들의 고지에 입각한 동의를 수신한 후에만 발생해야 한다. 부가적으로, 그러한 엔티티들은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 보호하고 안전하게 하며 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 갖는 다른 사람들이 그들의 프라이버시 정책들 및 절차들을 고수한다는 것을 보장하기 위한 임의의 필요한 단계들을 취할 것이다. 게다가, 그러한 엔티티들은 널리 인정된 프라이버시 정책들 및 관례들에 대한 그들의 고수를 증명하기 위해 제3자들에 의해 그들 자신들이 평가를 받을 수 있다.
전술한 것에도 불구하고, 본 개시내용은 또한 사용자가 사적인 개인간 통신을 포함하는 개인 정보 데이터의 사용, 또는 그에 대한 액세스를 선택적으로 차단하는 실시예들을 고려한다. 즉, 본 개시내용은 그러한 개인 정보 데이터에 대한 액세스를 방지하거나 차단하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어 요소들이 제공될 수 있다는 것을 고려한다.
그에 부가하여, 많은 실시예들이 위에 개시되어 있으나, 본 명세서에 기재된 방법들 및 기술들에 관련하여 제시된 동작들 및 단계들은 예시로서 의도된 것이며 따라서 총망라하는 것이 아니라는 것을 이해할 수 있다. 당업자는 또한, 대안적인 단계 순서 또는 더 적거나 추가적인 단계들이 특정 실시예들에 대해 필요하거나 바람직할 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
전술한 개시내용이 다양한 예시적 실시예들 및 구현예들과 관련하여 기술되었으나, 하나 이상의 개별적 실시예들에 기술된 다양한 특징들, 양태들 및 기능성은 그들이 기술된 특정 실시예에서의 적용가능성에 제한이 없으며, 오히려 이러한 실시예들이 기술되었는지 여부, 그리고 이러한 특징들이 기술된 실시예의 일부로서 제시되었는지 여부와 관계없이, 단일 또는 다양한 조합으로서 본 발명의 일부 실시예들 중 하나 이상에 적용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명의 범위 및 범주는 전술한 예시적인 실시예들 중 어떠한 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 대신에 본 명세서에서 제시된 청구항들에 의해 한정된다.

Claims (22)

  1. 전자 디바이스로서,
    사용자 터치를 수용하도록 구성된 표면;
    상기 표면과 통신하고,
    정전기 플레이트; 및
    초음파 변환기를 포함하는 마찰 변환기;
    상기 표면과 통신하는 힘 변환기; 및
    상기 표면과 열적으로 통신하는 열 변환기를 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표면은 디스플레이 위에 위치설정되는, 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마찰 변환기, 상기 힘 변환기, 및 상기 열 변환기와 통신하는 제어기를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어기는 높은 전압 신호를 상기 정전기 플레이트에 제공하여 사용자의 손가락과 상기 표면 사이의 마찰을 증가시키도록 구성된, 전자 디바이스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제어기는 높은 주파수 신호를 상기 초음파 변환기에 제공하여 사용자의 손가락과 상기 표면 사이의 마찰을 감소시키도록 구성된, 전자 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 힘 변환기는 압전 소자를 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 표면은 디스플레이 위에 위치설정된 외측 보호층의 상면인, 전자 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 정전기 플레이트는 상기 외측 보호층의 상면 상에 배치되는, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 정전기 플레이트 위에 배치되는 절연층을 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외측 보호층 아래에 배치되는 구동 회로를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 외측 보호층을 관통하여 연장되는 비아에 의해 상기 정전기 플레이트에 전기적으로 결합되는, 전자 디바이스.
  12. 제10항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 외측 보호층의 주연부 둘레에 연장되는 점퍼에 의해 상기 정전기 플레이트에 전기적으로 결합되는, 전자 디바이스.
  13. 전자 디바이스로서,
    디스플레이;
    상기 디스플레이 위에 위치설정되는 외측 보호층;
    상기 외측 보호층의 상면 상에 형성된 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이;
    상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이 위에 배치되는 절연층; 및
    상기 외측 보호층 아래에 위치설정되고, 상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이와 통신하는 구동 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 외측 보호층의 두께를 관통하여 연장되는 비아에 의해 상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이 중 적어도 하나의 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트에 전기적으로 결합되는, 전자 디바이스.
  15. 제13항에 있어서, 상기 구동 회로는 상기 외측 보호층의 주연부 둘레에 연장되는 주연부 점퍼에 의해 상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이 중 적어도 하나의 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트에 전기적으로 결합되는, 전자 디바이스
  16. 제13항에 있어서, 상기 외측 보호층은 글래스 또는 사파이어를 이용하여 형성되는, 전자 디바이스.
  17. 제13항에 있어서, 상기 외측 보호층의 상기 상면 상에 형성되는 전기 트레이스들의 어레이를 추가로 포함하고, 상기 전기 트레이스들의 어레이 중 각각의 전기 트레이스는 상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이 중 각각의 하나의 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트에 전기적으로 결합되는, 전자 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전기 트레이스들의 어레이 중 적어도 하나의 전기 트레이스는 제1 시트 저항을 갖는 재료를 이용하여 형성되고;
    상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이 중 적어도 하나의 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트는 제2 시트 저항을 갖는 재료를 이용하여 형성되고;
    상기 제1 시트 저항은 상기 제2 시트 저항보다 낮은, 전자 디바이스.
  19. 제13항에 있어서, 상기 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트들의 어레이 중 각각의 개별적으로 어드레스가능한 정전기 플레이트는 광학적으로 투명한 재료로 형성되는, 전자 디바이스.
  20. 휴대용 전자 디바이스로서,
    전극들의 세트를 포함하는 터치 감응형 디스플레이;
    상기 터치 감응형 디스플레이 위에 위치설정되는 외측 보호층; 및
    상기 외측 보호층 상의 정전기 플레이트를 포함하고,
    출력 모드에서, 상기 전극들의 세트 중 적어도 하나의 전극은 상기 정전기 플레이트에 축전 결합되어 상기 정전기 플레이트의 상기 전압을 증가시키는, 휴대용 전자 디바이스.
  21. 제20항에 있어서, 상기 정전기 플레이트를 캡슐화하는 절연층을 추가로 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
  22. 제20항에 있어서, 상기 정전기 플레이트는 상기 전극들의 세트로부터 전기적으로 절연되는, 휴대용 전자 디바이스.
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