KR20220040486A - 노브 온 디스플레이 디바이스들을 위한 베이스 조립체들 및 관련 시스템들, 방법들 및 디바이스들 - Google Patents

노브 온 디스플레이 디바이스들을 위한 베이스 조립체들 및 관련 시스템들, 방법들 및 디바이스들 Download PDF

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Abstract

노브 온 디스플레이(KoD) 디바이스들 및 관련 시스템들, 방법들, 및 디바이스들이 개시된다. KoD 디바이스는 전기 전도성 재료를 포함하는 적어도 하나의 전극을 포함한다. KoD 디바이스는 또한 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린과 적어도 하나의 전극 사이에 위치되도록 구성된 베이스 조립체를 포함한다. 적어도 하나의 전극은 베이스 조립체를 통해 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된다.

Description

노브 온 디스플레이 디바이스들을 위한 베이스 조립체들 및 관련 시스템들, 방법들 및 디바이스들
우선권 주장
본 특허 출원은 2019년 8월 15일자로 출원되고 발명의 명칭이 "촉각 돔 스위치를 사용하는 푸시를 갖는 노브 온 디스플레이 및 관련 시스템들, 방법들, 및 디바이스들(KNOB ON DISPLAY WITH PUSH USING A TACTILE DOME SWITCH AND RELATED SYSTEMS, METHODS, AND DEVICES)"인 미국 가특허 출원 제62/887,657호; 및 2019년 9월 17일자로 출원되고 발명의 명칭이 "내부 전극들을 갖는 노브 온 디스플레이(KNOB ON DISPLAY WITH INTERNAL ELECTRODES)"인 미국 가특허 출원 제62/901,383호의 출원일의 이익을 주장하며, 이들 출원의 전체 개시 내용은 이에 의해 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 터치 스크린 디바이스들을 위한 노브 온 디스플레이(knob on display) 디바이스들에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 베이스 조립체(base assembly)들을 포함하는 노브 온 디스플레이 디바이스들에 관한 것이다.
노브 온 디스플레이들(KoD들, 본 명세서에서 "KoD 디바이스들"로도 상호교환적으로 지칭됨)은 터치 스크린 디바이스에 부착되는 물리적 노브이다. 예를 들어, 때때로 이러한 KoD들은 터치 스크린 디바이스에 접착된다. KoD들은 터치 스크린 디바이스의 터치 센서와 상호작용하도록 구성된다. 터치 스크린 디바이스는 KoD가 터치 센서를 통해 상호작용하는 데 사용될 수 있는 다양한 상이한 그래픽 사용자 인터페이스들을 제공할 수 있다.
본 개시가 특정 실시예들을 특별히 지적하고 명확하게 청구하는 청구항들로 마무리되지만, 본 개시의 범위 내의 실시예들의 다양한 특징 및 이점이 첨부 도면과 관련하여 읽을 때 하기 설명으로부터 더 쉽게 확인될 수 있다.
도 1은 몇몇 실시예들에 따른 KoD 시스템의 제1 실시예의 블록도이다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른, KoD를 위한 플랫 회로의 예의 저면도이다.
도 3a는 몇몇 실시예들에 따른, KoD의 상면 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 KoD의 저면도이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b의 KoD의 저면 사시도이다.
도 4는 몇몇 실시예들에 따른, KoD 시스템에서의 도 3a, 도 3b 및 도 3c의 KoD의 사시도이다.
도 5는 KoD가 해제된 위치(released position)에 있는, 도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 4의 KoD를 포함하는 KoD 시스템의 사시도이다.
도 6은 KoD가 눌린 위치(depressed position)에 있는, 도 4 및 도 5의 KoD 시스템의 사시도이다.
도 7은 몇몇 실시예들에 따른, KoD를 위한 플랫 연성 인쇄 회로의 예의 저면도이다.
도 8은 도 7의 연성 인쇄 회로를 포함하는 KoD의 예의 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 몇몇 실시예들에 따른, 2개의 PCB KoD의 일부분의 도면들의 세트이다.
도 10은 몇몇 실시예들에 따른, 도 9a 내지 도 9c의 부분을 포함하는 2개의 PCB KoD의 단면도이다.
도 11a는 몇몇 실시예들에 따른, 도 9a 내지 도 9c의 부분을 포함하는 다른 2개의 PCB KoD의 단면도이다.
도 11b는 도 11a의 KoD의 예의 분해도이다.
도 11c 내지 도 11h는 도 11a의 KoD의 다양한 도면들이다.
도 12는 몇몇 실시예들에 따른, 사출 성형된 KoD의 단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 도 12의 KoD의 기재(substrate) 및 오버몰드(overmold)의 예의 각자의 도면들이다.
도 14a 및 도 14b는 몇몇 실시예들에 따른, 다른 KoD의 도면들이다.
도 15a 내지 도 15c는 도 14a 및 도 14b의 KoD의 오버몰드 구조물의 예의 도면들이다.
도 16은 도 15a 내지 도 15c의 오버몰드 구조물의 오버몰드의 측면 사시도이다.
도 17은 도 15a 내지 도 15c의 오버몰드 구조물의 기재의 상면 사시도이다.
도 18a 내지 도 18f는 도 14a 및 도 14b의 KoD의 도면들이다
도 19는 몇몇 실시예들에 따른, KoD를 동작시키는 방법을 예시하는 플로차트이다.
도 20은 몇몇 실시예들에 따른 KoD 시스템의 제2 실시예의 블록도이다.
도 21a 내지 도 21j는 도 20의 KoD 디바이스의 예인, KoD 디바이스의 도면들이다.
도 22a 및 도 22b는 도 20의 KoD 시스템과 유사한 KoD 시스템의 도면들이다.
도 23은 몇몇 실시예들에 따른, KoD 시스템을 조립하는 방법을 예시하는 플로차트이다.
도 24는 몇몇 실시예들에서 사용될 수 있는 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다.
하기의 상세한 설명에서, 상세한 설명의 일부를 이루고, 본 개시가 실시될 수 있는 실시예의 구체적인 예가 예시로서 도시되어 있는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 이 분야의 통상의 기술자가 본 개시를 실시하는 것을 가능하게 하기에 충분히 상세히 설명된다. 그러나, 본 개시의 범위로부터 벗어남이 없이, 본 명세서에서 가능하게 되는 다른 실시예들이 이용될 수 있고, 구조, 재료 및 프로세스 변경들이 이루어질 수 있다.
여기에 제시된 예시들은 임의의 특정한 방법, 시스템, 디바이스 또는 구조의 실제 도면들인 것으로 의도되는 것이 아니라, 단지 본 개시의 실시예들을 설명하는 데 이용되는 이상화된 표현들이다. 몇몇 경우들에서, 다양한 도면들 내의 유사한 구조들 또는 컴포넌트들이 독자의 편의를 위해 동일한 또는 유사한 넘버링을 보유할 수 있지만, 넘버링에 있어서의 유사성은 구조들 또는 컴포넌트들이 크기, 조성, 구성 또는 임의의 다른 특성에 있어서 동일하다는 것을 반드시 의미하지는 않는다.
이하의 설명은 이 분야의 통상의 기술자가 개시된 실시예들을 실시할 수 있게 하는 것을 돕기 위한 예들을 포함할 수 있다. 용어 "예시적인", "예로서", 및 "예를 들어"의 사용은 관련 설명이 설명적인 것임을 의미하며, 본 개시의 범위가 예들 및 법적 등가물들을 포함하도록 의도되지만, 그러한 용어의 사용은 실시예 또는 본 개시의 범위를 명시된 컴포넌트들, 단계들, 특징들, 기능들 등으로 제한하도록 의도되지 않는다.
본 명세서에서 일반적으로 기술되고 도면들에 예시된 바와 같은 실시예의 컴포넌트들이 매우 다양한 상이한 구성들로 배열 및 설계될 수 있다는 것이 손쉽게 이해될 것이다. 따라서, 다양한 실시예들의 하기 설명은 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니라, 단지 다양한 실시예들을 나타낼 뿐이다. 실시예들의 다양한 태양들이 도면들에 제시될 수 있지만, 명확히 지시되지 않는 한 도면들은 반드시 일정한 축척으로 작성된 것은 아니다.
또한, 도시되고 설명되는 특정 구현예들은 단지 예일 뿐이며, 본 명세서에서 달리 명시되지 않는 한 본 개시를 구현하는 유일한 방법으로 해석되지 않아야 한다. 요소들, 회로들 및 기능들은 불필요한 상세로 본 개시를 모호하게 하지 않기 위해 블록도 형태로 도시될 수 있다. 반대로, 도시되고 설명된 특정 구현예들은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 명세서에서 달리 명시되지 않는 한 본 개시를 구현하는 유일한 방법으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 블록 정의들 및 다양한 블록들 사이의 논리의 분할은 특정 구현을 예시한다. 본 개시가 많은 다른 분할 솔루션에 의해 실시될 수 있다는 것을 이 분야의 통상의 기술자가 손쉽게 알 수 있을 것이다. 대부분, 타이밍 고려 사항 등에 관한 상세들은, 그러한 상세들이 본 개시의 완전한 이해를 얻는 데 필요하지 않고 관련 분야의 통상의 기술자의 능력 내에 있는 경우 생략되었다.
이 분야의 통상의 기술자는 정보 및 신호가 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 몇몇 도면들은 프레젠테이션 및 설명의 명료함을 위해 신호들을 단일 신호로서 예시할 수 있다. 신호는 신호들의 버스를 표현할 수 있으며, 여기서 버스는 다양한 비트 폭들을 가질 수 있고 본 개시는 단일 데이터 신호를 포함한 임의의 수의 데이터 신호에 대해 구현될 수 있다는 것이 이 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다.
본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 회로들은 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 집적 회로(IC), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능 논리 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리, 개별 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 이용하여 구현되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서(본 명세서에서 호스트 프로세서 또는 간단히 호스트로 또한 지칭될 수 있음)는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안에서, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 관련한 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다. 프로세서를 포함하는 범용 컴퓨터는 특수 목적 컴퓨터로 간주되는 반면, 범용 컴퓨터는 본 개시의 실시예들과 관련된 컴퓨팅 명령어들(예를 들어, 소프트웨어 코드)을 실행하도록 구성된다.
실시예들은 플로차트, 흐름도, 구조도, 또는 블록도로서 묘사되는 프로세스의 관점에서 설명될 수 있다. 플로차트가 동작 액트들을 순차적인 프로세스로서 설명할 수 있지만, 이러한 액트들 중 다수는 다른 시퀀스로, 병렬로, 또는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다. 게다가, 액트들의 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스는 방법, 스레드, 기능, 절차, 서브루틴, 서브프로그램, 다른 구조, 또는 그들의 조합들에 대응할 수 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 방법들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 둘 모두로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독 가능 매체에 하나 이상의 명령어 또는 코드로서 저장되거나 송신될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체와, 한 장소로부터 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함한 통신 매체 둘 모두를 포함한다.
"제1", "제2" 등과 같은 명칭을 사용한 본 명세서에서의 요소에 대한 임의의 언급은 그러한 요소들의 수량 또는 순서를 제한하지 않는다 - 그러한 제한이 명시적으로 언급되지 않는 한 -. 오히려, 이러한 명칭들은 본 명세서에서 둘 이상의 요소 또는 요소의 인스턴스들을 구별하는 편리한 방법으로서 사용될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 요소들에 대한 언급은 2개의 요소만이 거기에서 이용될 수 있거나 제1 요소가 소정 방식으로 제2 요소에 선행해야 한다는 것을 의미하지 않는다. 또한, 달리 언급되지 않는 한, 요소들의 세트는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 주어진 파라미터, 특성 또는 조건과 관련한 용어 "실질적으로"는, 이 분야의 통상의 기술자가 이해할 정도로, 주어진 파라미터, 특성 또는 조건이 예를 들어 허용 가능한 제조 공차들 이내와 같은 적은 정도의 변동을 갖고서 충족되는 것을 의미하고 포함한다. 예로서, 실질적으로 충족되는 특정 파라미터, 특성 또는 조건에 따라, 파라미터, 특성 또는 조건은 적어도 90% 충족되거나, 적어도 95% 충족되거나, 심지어 적어도 99% 충족될 수 있다. 본 개시에서 설명된 실시예들의 목적들을 위해 이해되는 바와 같이, 정전용량 센서(capacitive sensor)는 정전용량 센서의 접촉-감응 영역과의 물체(예컨대, 손가락 또는 스타일러스)의 접촉, 또는 접촉-감응 영역에 대한 물체의 근접에 응답할 수 있다. 본 개시에서, "접촉" 및 "터치"는 접촉-감응 영역(예컨대, 제한 없이, 전극, 또는 전극 또는 전극들의 그룹을 덮는 하나 이상의 오버레이(overlay))과의 물체의 물리적 접촉, 및 물리적 접촉 없이 접촉-감응 영역의 근방 내에의 물체의 존재 둘 모두를 포괄하는 것으로 의도된다. 정전용량 센서와의 실제 물리적 접촉이 반드시 요구되는 것은 아니다.
예로서, 물체가 정전용량 센서와 접촉할 때, 접촉 위치에서 또는 그 부근에서 정전용량 센서 내에서 정전용량에 있어서의 변화가 발생할 수 있다. 접촉이 소정 임계치를 충족시키는 경우 아날로그 획득 프론트-엔드(analog acquisition front-end)가 접촉을 검출할 수 있다. "충전후 전송(charge-then-transfer)"은 정전용량 변화들을 검출하기 위해 몇몇 터치-획득 프론트-엔드들에서 구현되는 기법의 비제한적인 예이며, 그에 의해 감지 커패시터가 정전용량에 있어서의 변화에 응답하여 충전되고(예컨대, 더 빠르게 또는 더 느리게 충전됨) 전하가 다수의 전하-전송 사이클들에 걸쳐 적분 커패시터(integrating capacitor)로 전송된다. 그러한 전하-전송과 연관된 전하의 양은 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의해 디지털 신호들로 변환될 수 있고, 디지털 컨트롤러는 그러한 디지털 신호들(전형적으로 "델타 카운트(delta count)들" 또는 단지 "델타들"로 지칭됨)을 처리하여 측정치들을 결정하고/하거나 물체가 센서와 접촉했는지를 검출할 수 있다.
자기-정전용량 센서(self-capacitance sensor)(본 명세서에서 "self-cap sensor"로도 지칭됨)들은 접지에 대한 정전용량에 있어서의 변화들에 응답하는 정전용량 필드 센서들이다. 그들은 전형적으로 터치에 독립적으로 반응하는 행(row)들 및 열(column)들의 어레이로 레이아웃된다. 비제한적인 예로서, 자기-정전용량 센서는 플로팅 단자들을 갖는 공통 집적 CMOS 푸시-풀 드라이버 회로부를 사용한 반복적인 충전후 전송 사이클들을 이용하는 회로를 포함할 수 있다.
상호 정전용량 센서들은 2개의 전극, 즉 구동 전극과 감지 전극 간의 정전용량에 있어서의 변화들을 검출하는/변화들에 응답하는 정전용량 필드 센서들이다. 구동 및 감지 라인들의 각각의 교차점에서의 구동 전극 및 감지 전극 쌍들이 커패시터를 형성한다. 자기-정전용량 및 상호 정전용량 기법들은 동일한 터치 인터페이스 시스템에서 사용될 수 있고, 서로 상호보완적일 수 있는데, 예를 들어 자기-정전용량이 상호 정전용량을 사용하여 검출된 터치를 확인하는 데 사용될 수 있다.
예로서, 터치 센서들은, 예를 들어 터치 패드 또는 디스플레이 스크린의, 2차원(2D) 접촉 감응 표면에 대해 2D 배열로 오버레이될 수 있고(즉, 2D 터치 센서), 연관된 디바이스 또는 기기와의 사용자 상호작용을 용이하게 할 수 있다. 절연 보호 층들(예컨대, 제한 없이, 수지, 유리, 및/또는 플라스틱)이 터치 센서들을 덮는 데 사용될 수 있고, 본 명세서에서 "오버레이" 또는 "터치 스크린"으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "터치 스크린 디바이스"는 2D 터치 센서들(예를 들어, 때때로 터치 센서들 앞에 유리와 같은 추가적인 투명 매체를 포함하는 오버레이 또는 터치 스크린을 갖고서, 디스플레이 위의 투명 매체에 구현됨)을 포함하는 디스플레이(예컨대, 액정 디스플레이(LCD), 박막 트랜지스터(TFT) LCD, 또는 발광 다이오드(LED) 디스플레이)이다.
전하-전송 기법들을 채용하는 상호 정전용량 센서들의 매트릭스 센서 접근법을 사용하는 터치 스크린 센서의 예를 이용하여, N x M 노드들의 "매트릭스" 어레이를 정의하도록 구동 전극들이 기재의 일측에서 행들로 연장될 수 있고 감지 전극들이 기재의 다른 측에서 열들로 연장될 수 있다. 각각의 노드는 구동 전극과 감지 전극의 전기 전도성 라인들 사이의 교차점에 대응한다. 구동 전극이 주어진 행 내의 모든 노드들을 동시에 구동하고 감지 전극이 주어진 열 내의 모든 노드들을 감지한다. 노드 위치에서의, 구동 전극과 감지 전극의 정전용량 결합(상호 정전용량), 또는 감지 전극과 접지의 결합(자기-정전용량)이 터치 이벤트를 나타내는 정전용량 변화에 응답하여 개별적으로 측정되거나 둘 모두가 측정될 수 있다. 예를 들어, 구동 신호가 행 2의 구동 전극에 인가되고 열 3의 감지 전극이 활성이면, 노드 위치는 행 2, 열 3이다. 구동 및 감지 전극들의 상이한 조합들을 통해 시퀀싱함으로써 노드들이 스캐닝될 수 있다. 하나의 모드에서 감지 전극들이 모두 연속적으로 모니터링되는 동안 구동 전극들이 순차적으로 구동될 수 있다. 다른 모드에서 각각의 감지 전극이 순차적으로 샘플링될 수 있다.
자기-정전용량 센서들의 매트릭스 센서 접근법을 사용하는 터치 스크린의 예를 이용하여, 전극들은 N x M 노드들의 "매트릭스" 어레이를 정의하도록 행들 및 열들로 연장될 수 있다. 매트릭스 센서는 각각의 노드에서 전극들의 교차점을 갖도록 구성될 수 있거나 - 각각의 전극은 개별적으로 어드레스 가능함 -, 각각의 행 및 열이 어드레스 가능한 전극일 수 있고 각각의 노드가 고유의 행/열 쌍에 대응한다. 구동 신호(즉, A/C 자극)가 센서의 전극들에 반복적으로 제공된다. 물체가 센서와 접촉할 때, 물체와 전극들 사이의 결합은 전극들 상에서 인출되는 전류를 증가시키고 이는 겉보기 센서 정전용량을 증가시키며, 센서 정전용량에 있어서의 이러한 증가는 검출될 수 있다. 예를 들어, 구동 신호가 전극 행 2 및 전극 열 3에 인가되는 동안 정전용량에 있어서의 증가가 검출되면, 터치의 위치는 행 2, 열 3일 수 있다. 보간 기법들이 노드들 사이의 위치들을 식별하는 데 사용될 수 있다. 노드들은 전극들의 행들 및 열들의 조합들을 통해 시퀀싱함으로써 순차적으로 스캐닝될 수 있다.
전술된 구동 신호들(즉, AC 자극)은 전자기 방출(EME)의 하나의 원인이다. 정전용량은 전형적으로 구동 신호들과 동기식으로 측정된다. 따라서, 측정의 샘플링 레이트와 EME의 방출의 주파수 사이에 직접적인 관계가 있다.
본 명세서에 개시된 KoD 디바이스들은 터치 센서와 대면하는 KoD 디바이스의 측에서 하나 이상의 전도성 패드를 갖는다. 이러한 전도성 패드들은 KoD의 위치들, 각도들 및/또는 버튼 누름들을 보고하기 위해 터치 센서 패널을 통해 제어 회로부(예를 들어, 마이크로컨트롤러)에 의해 검출된다. 종래의 KoD 디바이스들과 비교할 때, 본 명세서에 개시된 KoD들은 하기의 이점들 중 하나 이상을 가질 수 있다:
감소된 기계적 컴포넌트들, 이는 설계를 단순화함
감소된 Z 푸시 이동 거리(여기서 Z는 터치 스크린 디바이스를 향하는 방향임)
전기 접속의 증가된 신뢰성
자동차 안전 규정들에 대한 10 밀리미터(10 mm) 미만의 KoD의 총 Z 높이
본 명세서에 개시된 KoD 디바이스들은 하기의 이점들 중 하나 이상을 제공할 수 있다:
KoD를 푸시할 때 사용자들에게 "클릭" 느낌을 주는 촉각 피드백으로서의 역할을 함
푸시에 대한 스프링 복귀를 제공함(돔 스위치의 돔 재료(예를 들어, 금속)가 편향되고 그의 자연적인 성형된 해제된 상태로 복귀함)
KoD의 터치 표면(예를 들어, KoD의 상부에 있는 표면)으로부터 회전 전극 패드까지의 전기 접속 경로를 제공함
일단, 예를 들어, 사용자가 KoD의 터치 표면을 푸시하는 것을 통해 돔이 눌리면 KoD의 터치 표면으로부터 푸시 전극 패드까지의 전기 접속 경로를 제공함
손가락이 그의 표면 위에서 이동할 때 심지어 푸시 느낌을 주는 KoD의 안정된 터치 표면을 생성함
전극 패드들에 대한 비교적 양호한 전기 접속을 제공함
KoD가 눌릴 때 터치 스크린을 향해 이동하는 전극 패드들을 갖는 KoD들과 비교할 때 기계적 구성을 단순화함
전통적인 완전 기계적 해법의 설계 원리들을 포함하는(즉, 터치 센서 상이 아님) KoD 센서를 생성함
전극 패드의 회전을 검출함
촉각 돔의 푸시를 검출함.
본 실시예들의 KoD의 전극 패드들은 사실상 항상 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 물리적으로 맞물림 근접(engagement proximity)하여 있다. 예를 들어, KoD의 전극 패드들은 KoD의 눌린 위치 또는 해제된 위치에 관계없이 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린 및 터치 센서로부터 일정한 거리들에 유지될 수 있다. 푸시 전극 패드가 KoD 스위치가 해제될 때, 즉 눌리지 않을 때 전기적으로 부유하는 상태(electrically floating state)에서 KoD의 터치 표면으로부터 전기적으로 접속 해제되고 이어서 KoD 스위치가 눌릴 때 KoD의 터치 표면에 전기적으로 접속되는 동안 회전 전극 패드는 항상 KoD의 터치 표면에 전기적으로 접속된다. 결과적으로, 사용자가 KoD의 터치 표면을 푸시할 때 그 자체가 물리적으로 터치 센서 표면을 향해 이동하는 푸시 전극 패드에 의존하는 것과는 대조적으로, 본 실시예들의 푸시 전극 패드는 터치 센서에 맞물림 근접하여 유지되지만, KoD의 누름에 응답하여 KoD의 터치 표면에 선택적으로 전기적으로 접속된다. 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드는 KoD가 눌린 위치와 해제된 위치 사이에서 전이할 때 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린 및 터치 센서로부터 일정한 각자의 거리들에 유지될 수 있다. 결과적으로, 본 명세서에 개시된 실시예들은 KoD 스위치가 눌릴 때 물리적으로 터치 센서를 향해 이동하는 푸시 전극 패드들과 연관된 문제들을 회피한다. 예를 들어, 종래 기술의 하나의 회피된 문제는 눌리지 않은 동안 푸시 전극이 터치 센서의 임계 거리를 검출하게 되지 않는 것을 보장하기 위해 KoD 스위치의 큰 Z 방향 이동 거리(예를 들어, 1 내지 2 밀리미터, 이는 전형적인 촉각 돔 스위치들에 요구되는 것보다 훨씬 더 큼)가 이동하는 푸시 전극 패드들에서 사용된다는 점이다. 종래 기술의 다른 회피된 문제는 터치 스크린 디바이스들의 터치 센서 표면들의 맞물림 근접으로 그리고 그로부터 벗어나 이동하는 푸시 패드들을 갖는 KoD들의 컴포넌트들의 기계적 허용오차 설정에 있어서의 어려움이다.
몇몇 실시예들에서, 인쇄 회로 보드(PCB) 또는 연성 인쇄 회로(FPC)가 터치 스크린 상에 직접 KoD의 베이스로서 사용될 수 있다. PCB/FPC는 촉각 돔 스위치에 접속된 회전 및 푸시 전극 패드들을 가질 수 있다. 회전 전극 패드는 돔의 외부 레그(leg)들에 접속되고, 돔의 중심이 푸시 전극 패드에 (예를 들어, 선택적으로 KoD의 눌린 상태 또는 눌리지 않은 상태에 기초하여) 스위칭 가능하게 접속된다. 따라서, 다시 KoD 터치 표면에 대한 스프링 접속을 갖는 별개의 물리적 회전 전극 패드가 사용될 필요가 없다. 또한, 그러한 실시예들에서의 Z 방향(터치 스크린 디바이스를 향하는 방향)은, 촉각 돔 스위치에 전형적인, 1 밀리미터보다 작을 수 있다(예를 들어, 0.3 밀리미터 내지 0.5 밀리미터).
몇몇 실시예들에서, KoD는 FPC의 다른 부분들이 터치 스크린 상의 여분의 전극들로서 거동함이 없이 FPC의 일부분이 터치 스크린에 근접하여 평평하게 놓일 수 있게 하기 위해 접힌 FPC를 포함한다. 또한, 접힌 FPC는 중심 허브를 수용하기 위한 구멍을 포함할 수 있으며, 이 중심 허브는 접착제로 터치 스크린에 접착될 수 있다. KoD는 중심 허브를 중심으로 한 회전 전극 패드의 회전을 가능하게 하도록 중심 허브를 중심으로 회전할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 트윈 샷 사출 성형(twin shot injection molding)이 전극 패드 부품들에 사용되는 전도성 플라스틱을 제조하는 데 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 인서트 성형(insert molding)이 플라스틱 사출 전에 금속 전극들을 주형 도구 내에 삽입하는 데 사용된다. 몇몇 실시예들에서, 2-재료 3차원(3D) 프린팅이 사용될 수 있으며, 여기서 하나의 필라멘트는 전도성 재료를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 레이저 직접 구조화(laser direct structuring)가 성형된 상호접속 디바이스를 생성하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 자동차 및 소비자 제품 시장들에서 사용될 수 있다. 비제한적인 예들로서, 본 명세서에 개시된 KoD들은 자동차 센터 스택(center stack)들 및 소비자 기기들에서 사용될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 개시된 실시예들은 터치 스크린 디바이스들 상의 KoD가 유용하거나 도움이 될 수 있는 임의의 환경에서 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
물 및 먼지 침입과 같은 이물 요소(foreign element)들에 대한 감소된 취약성, 및 터치 스크린 디바이스들의 터치 스크린들에 대한 부착을 위한 개선된 접착 영역을 갖는 강건한 전극 설계들을 갖는 KoD 디바이스들이 또한 본 명세서에 개시된다. KoD 디바이스의 후방에 있는 하나 이상의 전도성 패드들은 하나 이상의 전도성 패드들의 위치들/각도들을 보고하기 위해 (예를 들어, 터치 스크린 디바이스의 터치 센서를 통해) 터치 스크린 디바이스의 제어 회로부에 의해 검출된다.
본 명세서에 개시된 몇몇 KoD 디바이스들은 이물 요소들(예를 들어, 물, 티끌, 먼지)로부터의 적어도 얼마간의 보호를 제공하는 전기기계적 해법들이다. 몇몇 실시예들에서, KoD 디바이스를 위한 베이스 조립체는 KoD 디바이스의 전극들을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 이러한 베이스 조립체는 베이스 조립체의 전체 표면적을 사용하여 터치 스크린에 직접 부착될 수 있으며, 그에 따라 접착력을 최대화할 수 있다(베이스 조립체의 표면적의 일부만이 터치 스크린에 접착되는 것을 사용하는 것과는 대조적으로). 물 및 먼지와 같은 임의의 이물 요소들이 전극 영역에 진입하는 것이 방지되는데, 왜냐하면 베이스 조립체의 에지 립(edge lip) 또는 측벽들이 물 및 먼지의 유입을 감소시킬 수 있기 때문이다. 몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체와 상부 회전 컴포넌트 사이의 시일(seal)(예를 들어, 고무 시일)을 사용하여 완전히 밀봉된 KoD 디바이스가 생성될 수 있다.
하나 이상의 전극 패드들을 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린 표면과 접촉하도록 배치하는 것과는 대조적으로, 본 명세서에 개시된 KoD 디바이스들을 티끌 및 액체와 같은 이물 요소들이 전극들 아래에서 그들의 방식으로 동작하여, 전기적 성능 및 기계적 성능 둘 모두를 저하시키는 것을 허용하는 것을 회피한다(즉, 억제함, 그러나 반드시 항상 방지하지는 않음). 또한, 본 명세서에 개시된 실시예들은, KoD를 터치 센서에 부착하기 위해 단지 내부 중심 영역에 이르는 접착 영역을 갖는 KoD 디바이스들과는 대조적으로, 접착제가 베이스 조립체의 전체 하부 측에 적용될 수 있게 한다. 결과적으로, 본 개시의 발명자들에게 알려져 있는 다른 KoD 디바이스들과는 대조적으로, 본 명세서에 개시된 KoD 디바이스들은 이물 요소들이 터치 스크린과 KoD 디바이스의 전극들 사이에 진입하는 것을 허용하지 않는다(즉, 억제함, 그러나 반드시 항상 방지하지는 않음). 결과적으로, 본 명세서에 개시된 실시예들은 액체 및 먼지 침입을 억제하고, 적어도 부분적으로 밀봉되고, 접착 표면적을 증가시켜 KoD 디바이스가 터치 스크린 디바이스에 잘 접합될 수 있게 하는 강건한 해법들에 이른다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 본 개시의 발명자들에게 알려져 있는 디바이스들과 비교해 개선된 성능 및 물 면역력을 제공한다. 또한, 먼지 또는 액체 침입이 회피될 수 있는데, 왜냐하면 먼지 및 액체가 베이스 조립체의 밑면을 완전히 덮는 접착제로 인해 본 명세서에 개시된 KoD 디바이스들 아래에 진입하는 것이 방지되기 때문이다. 이러한 개선된 접착 표면적은 KoD 디바이스와 터치 스크린 디바이스 사이의 접속들의 강도, 내구성 및 안정성 중 하나 이상을 향상시킬 수 있다.
도 1은 몇몇 실시예들에 따른, KoD 시스템(100)의 블록도이다. KoD 시스템(100)은 KoD(102) 및 터치 스크린 디바이스(104)를 포함한다. 터치 스크린 디바이스(104)는 터치 센서(106)에 동작 가능하게 결합된 제어 회로부(108) 및 터치 센서(106) 위의 터치 스크린(120)을 포함한다. KoD(102)는 터치 표면(116), 스위치(114), 회전 전극 패드(112), 및 푸시 전극 패드(110)를 포함한다. 터치 표면(116)은 회전 전극 패드(112)에 전기적으로 접속되고, 선택적으로 스위치(114)를 통해 푸시 전극 패드(110)에 전기적으로 접속된다. KoD(102)는 회전 전극 패드(112) 및 푸시 전극 패드(110)가 터치 센서(106)에 맞물림 근접(118)한 상태로 터치 스크린 디바이스(104)에 장착되도록 구성된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "맞물림 근접"은 푸시 전극 패드(예를 들어, 푸시 전극 패드(110)) 또는 회전 전극 패드(예를 들어, 회전 전극 패드(112))가 터치 표면(예를 들어, 터치 표면(116))에 전기적으로 접속되는 동안 터치 스크린 디바이스(예를 들어, 터치 스크린 디바이스(104))의 터치 센서(예를 들어, 터치 센서(106))가 터치 표면(예를 들어, 터치 표면(116)) 상의 접촉에 측정 가능하게 응답할 수 있는 터치 스크린(예를 들어, 터치 스크린(120))에의 근접을 지칭한다. 몇몇 경우들에서 전극 패드가 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 맞물림 근접한 것으로 지칭될 수 있고, 다른 경우들에서 전극 패드가 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접한 것으로 지칭될 수 있으며, 이들 둘 모두는 위에서 제공된 "맞물림 근접"의 정의를 상호교환적으로 지칭한다.
몇몇 실시예들에서, KoD(102)는 전도성 재료(도시되지 않음)를 포함하는 터치 표면(116)을 포함하며, 터치 표면(116)은 터치 표면이 디폴트로 해제된 위치에, 그리고 터치 표면(116)에 인가된 압력에 응답하여 눌린 위치에 위치되도록 동작 가능하도록 구성된다(그 압력은 스위치(114)를 트리거함). KoD(102)는 또한 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스(104)의 터치 센서(106)에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 푸시 전극 패드(110)를 포함한다. 푸시 전극 패드(110)는 KoD(102)의 해제된 위치 또는 눌린 위치에 관계없이 터치 스크린(120)으로부터 일정한 거리에 유지된다. 푸시 전극 패드(110)는 터치 표면(116)의 눌린 위치에 응답하여 터치 표면(116)의 전도성 재료에 전기적으로 접속되고, 터치 표면(116)의 해제된 위치에 응답하여 터치 표면(116)의 전도성 재료로부터 전기적으로 격리된다. 몇몇 실시예들에서, KoD(102)는 터치 표면(116)의 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스(104)의 터치 센서(106)에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 회전 전극 패드(112)를 추가로 포함한다. 회전 전극 패드(112)는 터치 표면(116)의 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 표면(116)의 전도성 재료에 전기적으로 접속된다. 따라서, 터치 스크린 디바이스(104)의 제어 회로부(108)는 사용자가 터치 표면(116)을 터치하는 것을 검출(예를 들어, "그랩 검출(grab detect)")하도록 (예를 들어, 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여) 프로그래밍될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, KoD(102)는 푸시 전극 패드(110) 및 회전 전극 패드(112)를 터치 표면(116)에 전기적으로 접속하도록 구성된 FPC를 추가로 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD(102)는 푸시 전극 패드(110) 및 회전 전극 패드(112)를 터치 표면(116)에 전기적으로 접속하도록 구성된 PCB를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD(102)는 푸시 전극 패드(110) 및 회전 전극 패드(112)를 터치 표면(116)에 전기적으로 접속하도록 구성된 접힌 FPC를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD(102)는 푸시 전극 패드(110) 및 회전 전극 패드(112)를 포함하는 전도성 오버몰드를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 터치 표면(116)의 해제된 위치와 터치 표면(116)의 눌린 위치 사이의 거리는 1 밀리미터 미만, 바람직하게는 3/10 밀리미터(0.3 mm)와 1/2 밀리미터(0.5 mm) 사이이다. 몇몇 실시예들에서, 터치 표면(116)의 해제된 위치와 터치 표면(116)의 눌린 위치 사이의 거리는 약 6/10 밀리미터(0.6 mm)이다. 몇몇 실시예들에서, 푸시 전극 패드(110)는 터치 표면(116)이 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 전기적으로 부유하는 상태(예를 들어, 터치 표면(116)에 전기적으로 접속되지 않음)에 유지되도록 구성된다. KoD(102)는 눌린 위치에 응답하여 푸시 전극 패드(110)를 터치 표면(116)의 전도성 재료에 선택적으로 동작 가능하게 결합하도록 구성된 스위치(114)를 추가로 포함한다(예를 들어, 스위치(114)는 그 상에 터치 표면(116)을 포함할 수 있다). 본 실시예들은 얼마간 상세히 설명되고 있으며, 여기서 푸시 전극 패드(110)는 눌린 위치에 응답하여 터치 표면(116)의 전도성 재료에 결합되고, 터치 표면(116)이 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 터치 표면(116)에 전기적으로 접속되지 않는다 - 있지는 않지만, 반대가 유사하게 달성될 수 있다는 것이 이해된다 -. 이에 따라, 일반적으로, 터치 표면(116)은 KoD 디바이스(102)의 제1 위치(예를 들어, 눌린)에 응답하여 푸시 전극 패드(110)에 전기적으로 접속되고, 터치 표면(116)은 KoD 디바이스(102)의 제2 위치(예를 들어, 해제된)에 응답하여 푸시 전극 패드(110)로부터 전기적으로 격리된다. 몇몇 실시예들에서, 스위치(114)는 돔 스위치를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 스위치(114)는 (예를 들어, 다수의 KoD들을 수용하기에 충분히 큰 KoD 디바이스들에 대해) 다수의 돔 스위치들을 포함한다.
도 2는 몇몇 실시예들에 따른, KoD를 위한 플랫 회로(200)의 예의 저면도이다. 플랫 회로(200)는 PCB(208), 및 하나 이상의 돔 스위치 패드들(210)을 통해 PCB(208)에 전기적으로 접속된 촉각 돔 스위치(206)를 포함한다. PCB(208)는 푸시 전극 패드(202) 및 회전 전극 패드(204)를 포함한다. 회전 전극 패드(204)는 회전 전극 패드(204)가 촉각 돔 스위치(206)의 위치에 관계없이 촉각 돔 스위치(206)의 터치 표면(212)에 전기적으로 접속되도록 돔 스위치 패드들(210)에 전기적으로 접속된다. 따라서, 사용자의 손가락, 스타일러스, 또는 다른 터치 기구가 촉각 돔 스위치(206)와 접촉하는 경우, 회전 전극 패드(204)는 돔 스위치 패드들(210) 및 터치 표면(212)을 통해 사용자의 손가락, 스타일러스, 또는 다른 터치 기구에 전기적으로 접속된다.
푸시 전극 패드(202)는 선택적으로 촉각 돔 스위치(206)의 눌린 위치에 응답하여 촉각 돔 스위치(206)의 터치 표면(212)에 전기적으로 접속되고, 촉각 돔 스위치(206)의 해제된 위치에 응답하여 터치 표면(212)으로부터 전기적으로 격리된다. 결과적으로, 사용자의 손가락, 스타일러스, 또는 다른 터치 기구가 촉각 돔 스위치(206)와 접촉하여 이를 눌린 위치로 누를 때, 푸시 전극 패드(202)는 터치 표면(212)을 통해 손가락, 스타일러스, 또는 다른 터치 기구에 전기적으로 접속된다. 반면에, 촉각 돔 스위치(206)가 해제된 위치에 있을 때, 푸시 전극 패드(202)는 사용자의 손가락, 스타일러스, 또는 다른 터치 기구가 터치 표면(212)과 접촉하는 경우에도 사용자의 손가락, 스타일러스, 또는 다른 터치 기구로부터 전기적으로 격리된다. 비제한적인 예로서, 푸시 전극 패드(202)에 전기적으로 접속된 트레이스(trace)가 촉각 돔 스위치(206) 아래의 콘택 패드(214)까지 촉각 돔 스위치(206) 아래로 연장될 수 있다. KoD가 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 적용된 상태에서, 촉각 돔 스위치(206)는 터치 스크린 디바이스의 터치 센서로부터 맞물림 근접 밖에 있다. 촉각 돔 스위치(206)가 눌릴 때, 촉각 돔 스위치(206)는 촉각 돔 스위치(206) 아래의 콘택 패드와 접촉할 수 있으며, 이는 촉각 돔 스위치(206)를 푸시 전극 패드(202)에 전기적으로 접속한다.
도 3a 내지 도 3c는 몇몇 실시예들에 따른, KoD(300)의 다양한 도면들이다. 도 3a는 KoD(300)의 상면 사시도이다. 도 3b는 도 3a의 KoD(300)의 저면도이다. 도 3c는 도 3a 및 도 3b의 KoD(300)의 저면 사시도이다.
KoD(300)는 푸시 전극 패드(310), 회전 전극 패드(312), 돔 스위치 패드(314), 푸시 콘택 트레이스(push contact trace)(308), 회전 트레이스(316), 전도성 구조물(402), 및 전도성 구조물(404)을 포함하는 전도성(예를 들어, 금속) 구조물들을 수용하는 몸체(306)를 포함한다. 몸체(306)는 강성의 전기 절연성 재료(예를 들어, 아크릴)를 포함할 수 있다. 푸시 전극 패드(310) 및 회전 전극 패드(312)는 KoD(300)의 하부 측에 위치될 수 있으며, 이 하부 측은 터치 스크린에 근접하게(예를 들어, 터치 스크린의 터치 센서에 맞물림 근접하여, 터치 스크린 상에 직접) 회전 가능하게 고정되도록 구성될 수 있다.
돔 스위치 패드(314) 및 푸시 콘택 트레이스(308)는 KoD(300)의 상부 측에 위치될 수 있다. KoD(300)는 또한 돔 스위치 패드(314)에 동작 가능하게 결합된 돔 스위치(302)를 포함한다. 돔 스위치 패드(314)는 몸체(306)의 상부에 있는 회전 트레이스(316)를 통해 회전 전극 패드(312)에 전기적으로 접속된다. 비제한적인 예로서, 전도성 구조물(404)은 몸체(306)의 상부에 있는 회전 트레이스(316)를 몸체(306)의 하부 측에 있는 회전 전극 패드(312)에 접속할 수 있다. 푸시 콘택 트레이스(308)는 푸시 콘택(406)까지 돔 스위치(302) 아래로 연장될 수 있다. 푸시 콘택(406)은 돔 스위치(302)가 눌린 위치에 있는 것에 응답하여 돔 스위치(302)에 전기적으로 접속되고, 돔 스위치(302)가 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 돔 스위치(302)부터 전기적으로 격리되도록 구성된다. 푸시 콘택 트레이스(308)는 전도성 구조물(402)에 의해 푸시 전극 패드(310)에 전기적으로 접속된다.
KoD(300)는 돔 스위치(302) 및 돔 스위치(302) 상의 터치 표면(304)을 포함한다. 터치 표면(304)은 터치 표면(304)을 KoD(300)와 상호작용하는 사용자의 손가락 또는 스타일러스에 전기적으로 접속하기 위해 전기 전도성 재료를 포함한다. 돔 스위치(302)의 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서, 터치 표면(304)에 대한 터치는 돔 스위치(302), 돔 스위치 패드(314), 회전 트레이스(316), 및 전도성 구조물(404)을 통해 회전 전극 패드(312)에 전기적으로 결합될 수 있다. 돔 스위치(302)의 해제된 위치에서, 터치 표면(304)에 대한 터치는 푸시 전극 패드(310)로부터 전기적으로 격리될 수 있다. 돔 스위치(302)의 눌린 위치에서, 터치 표면(304)에 대한 터치는 돔 스위치(302), 푸시 콘택(406), 푸시 콘택 트레이스(308), 및 전도성 구조물(402)을 통해 푸시 전극 패드(310)에 전기적으로 접속될 수 있다.
KoD(300)는 중심 허브(도시되지 않음)를 수용하도록 구성된 리세스(recess)(408)를 추가로 포함한다. 중심 허브는 터치 스크린에 고정(예를 들어, 접착)될 수 있고 KoD(300)는 중심 허브를 중심으로 회전할 수 있다. 따라서, 동작 시, KoD(300)는 KoD(300)의 중심 축(410)을 중심으로 회전(412)할 수 있고, 푸시 전극 패드(310) 및 회전 전극 패드(312)의 위치들은 중심 축(410)을 중심으로 회전(412)할 수 있다.
도 4는 몇몇 실시예들에 따른, KoD 시스템(700)에서의 도 3a, 도 3b 및 도 3c의 KoD(300)의 사시도이다. KoD 시스템(700)은 터치 스크린(702)을 포함하는 터치 스크린 디바이스(예를 들어, 도 5의 터치 스크린 디바이스(806))를 포함한다. KoD(300)는 터치 스크린(702) 상에 고정된다(예컨대, 예를 들어, 접착제를 사용하여 터치 스크린(702)에 들러붙음). KoD(300)가 터치 스크린(702) 상에 위치된 상태에서, KoD(300)의 회전 전극 패드(312) 및 푸시 전극 패드(202)(도 3a)는 터치 스크린(702)과(예를 들어, 터치 스크린(702)의 터치 센서와) 끊임없이 맞물림 근접하여 있다. 회전 전극 패드(312)는 돔에 영구적으로 접속되고, 푸시 전극 패드(202)는 디폴트로 전기적으로 부유하는 상태에 있다(예를 들어, 터치 표면(304)(도 3a)으로부터 전기적으로 접속 해제됨). KoD(300)의 회전(706)은 KoD(300)와 함께의 회전 전극 패드(312)의 회전을 야기한다. 돔 스위치(302)(도 3a)의 푸싱은, 이전에 논의된 바와 같이, 푸시 전극 패드(202)를 터치 표면(304)에 전기적으로 접속한다.
도 5는 KoD(300)가 해제된 위치(808)에 있는 KoD 시스템(700)의 사시도이다. 도 5는 터치 스크린 디바이스(806), 터치 스크린 디바이스(806)의 터치 스크린(702), KoD(300), 및 돔 스위치(302)(도 3a)를 눌린 위치로 누름이 없이 터치 표면(304)(도 3a)을 터치하는 사용자의 손가락(804)을 예시한다. 다시 말해서, KoD는 해제된 위치(808)에 있다. 결과적으로, 회전 전극 패드(312)(도 3b)는 터치 표면(304)(도 3a), 그리고 결국, 사용자의 손가락(804)에 전기적으로 접속된다. 그 결과, 터치 스크린(702)은 회전 전극 패드(312)에 근접한 터치를 검출한다. 회전 전극 패드(312)를 통한 검출된 터치를 나타내기 위해 회전 전극 패드(312)에 근접하게 터치 스크린(702) 상에 디스플레이된 회전 링(802)이 도시된다. KoD(300)는 회전되어, 검출된 터치의 위치를 회전 전극 패드(312)의 회전으로 KoD(300)의 종방향 중심 축 주위로 방사상으로 이동시킬 수 있다.
도 6은 KoD(300)가 눌린 위치(904)에 있는 KoD 시스템(700)의 사시도이다. 도 6은 돔 스위치(302)(도 3a)에 압력을 인가(906)하는 사용자의 손가락(804)을 예시한다. 결과적으로, KoD(300)는 눌린 위치(904)에 있다. 돔 스위치(302)의 푸시는 터치 표면(304)(도 3a)을 푸시 전극 패드(310)(도 3a, 도 3b, 도 3c)에 전기적으로 접속하여, 사용자의 손가락(804)을 푸시 전극 패드(310)에 전기적으로 접속한다. 결과적으로, 터치 스크린 디바이스(806)의 터치 센서는 푸시 전극 패드(310)에 근접한 터치를 검출하며, 이는 푸시 전극 패드(310)에 응답하여 검출된 터치의 검출을 나타내기 위해 터치 스크린(702) 상에 디스플레이된 푸시 링(902)에 의해 예시된다. 회전 링(802)이 또한 예시되는데, 왜냐하면 회전 전극 패드(312)(도 3b)가 항상 터치 표면(304)에 전기적으로 접속되고, 따라서 또한 터치 표면(304)과 접촉할 때 사용자의 손가락(804)에 전기적으로 접속되어, 회전 전극 패드(312)의 위치에 근접한 터치 스크린(702)에 의해 터치가 검출되게 하기 때문이다. 몇몇 실시예들에서, 도 6에 예시된 바와 같이, 눌린 위치(904)는 해제된 위치(808)(도 5)에서의 터치 표면의 위치에 대한 터치 표면의 1 밀리미터 미만(예를 들어, 제한 없이, 0.3 밀리미터 내지 0.5 밀리미터)의 변위를 야기할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 터치 스크린 디바이스(806)는 사용자가 KoD(300)를 통해 상이한 시점들에서 상이한 그래픽 사용자 인터페이스 요소들과 상호작용할 수 있게 하기 위해 상이한 시간들에서 KoD(300)에 근접하게 다수의 상이한 그래픽 사용자 인터페이스 요소들을 디스플레이하도록 구성된다. 비제한적인 예로서, 터치 스크린 디바이스(806)는 상이한 시간들에서 다양한 상이한 자동차 그래픽 사용자 인터페이스 요소들을 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 특정한 비제한적인 예로서, 제1 세트의 그래픽 사용자 인터페이스 요소들은 기후 제어 사용자 인터페이스 요소들을 포함할 수 있고, 제2 세트의 그래픽 사용자 인터페이스 요소들은 스테레오 제어 사용자 인터페이스 요소들을 포함할 수 있고, 제3 세트의 그래픽 사용자 인터페이스 요소들은 카 시트(car seat) 및/또는 리어 뷰 미러(rear view mirror) 제어 요소들을 포함할 수 있다. 터치 스크린 디바이스(806)와 KoD(300)는 사용자가 KoD(300)의 회전 및 누름을 통해 이러한 요소들과 인터페이스할 수 있도록 함께 동작할 수 있다.
도 7은 몇몇 실시예들에 따른, KoD(예를 들어, 도 8의 KoD(1100))를 위한 편평한 FPC(1000)의 예의 저면도이다. FPC(1000)는 중심 구멍(1006), 돔 스위치 콘택(1008), 및 누름 콘택(1014)을 갖는다. FPC(1000)는 또한 푸시 전극 패드(1010) 및 회전 전극 패드(1012)를 포함하는 전극 패드들을 포함한다.
회전 전극 패드(1012)는 (예를 들어, FPC(1000)의 하나 이상의 전기 전도성 트레이스들을 통해) 돔 스위치 콘택들(1008)에 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서, 사용자가 돔 스위치 콘택들(1008)에 결합된 돔 스위치를 터치할 때, 사용자의 손가락은 KoD(예를 들어, 도 8의 KoD(1100))의 스위치(예를 들어, 도 1의 스위치(114))의 위치에 관계없이 회전 전극 패드(1012)에 전기적으로 접속될 수 있다.
푸시 전극 패드(1010)는 (예를 들어, FPC(1000)의 하나 이상의 전기 전도성 트레이스들을 통해) 누름 콘택(1014)에 전기적으로 접속될 수 있다. 따라서, 사용자가 돔 스위치 콘택들(1008)에 결합된 돔 스위치를 누를 때, 사용자의 손가락은 돔 스위치의 누름(예를 들어, 스위치의 눌린 위치에서 돔 스위치를 누름 콘택(1014)에 접촉시킴)에 응답하여 푸시 전극 패드(1010)에 전기적으로 접속될 수 있다.
도 8은 도 7의 FPC(1000)를 포함하는 KoD(1100)의 예의 단면도이다. FPC(1000)는 평평한 구성(즉, 접히지 않음)에 있는, 도 7의 편평한 FPC(1000)와는 대조적으로 접힌 FPC 구성으로 구성된다. KoD(1100)는 FPC(1000)의 돔 스위치 콘택들(1008)(도 7)에 동작 가능하게 결합된(예를 들어, 전기적으로 접속되고 기계적으로 접속된) 돔 스위치(1104)를 포함한다. KoD(1100)는 또한 FPC(1000)를 수용하도록 구성된 몸체(1110)를 포함한다. KoD(1100)는 FPC(1000)의 중심 구멍(1006)을 통해 연장되는 중심 유지 스피곳(center retaining spigot)(1106)을 추가로 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 몸체(1110)는 중심 유지 스피곳(1106)을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 따라서, KoD(1100)는 KoD(1100)의 중심 축(1112)을 중심으로 회전하도록 구성된다. 몸체(1110), 중심 유지 스피곳(1106), 또는 이들 둘 모두는 중심 유지 스피곳(1106)을 중심으로 한 몸체(1110)의 회전을 가능하게 하는 방식으로 중심 유지 스피곳(1106)을 몸체(1110)에 고정하기 위한 로킹 특징부(locking feature)들을 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 몸체(1110)를 중심 유지 스피곳(1106)에 기계적으로 접속하기 위해 몸체(1110) 또는 중심 유지 스피곳(1106)이 디텐트(detent)들(도시되지 않음)을 포함할 수 있고 몸체(1110) 또는 중심 유지 스피곳(1106) 중 다른 것이 디텐트 액추에이터(detent actuator)(도시되지 않음)들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 중심 유지 스피곳(1106)은 터치 스크린에 직접 고정(예를 들어, 접착)되도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 하나 이상의 개재 구조물들이 KoD(1100)와 터치 스크린 사이에 배치될 수 있다. 비제한적인 예로서, 베이스 조립체(예를 들어, 도 20의 베이스 조립체(2318), 도 21a의 베이스 조립체(2504), 도 21b의 베이스 조립체(2504))가 KoD(1100)와 터치 스크린 사이에 위치될 수 있다.
KoD(1100)는 또한 돔 스위치(1104)에 동작 가능하게 결합된 액추에이터(1108)를 포함한다. 액추에이터(1108)는 터치 표면(1102)(예를 들어, 액추에이터(1108)의 상부 표면 및/또는 측부 표면들)을 포함한다. 따라서, 사용자가 터치 표면(1102)을 터치할 때, 사용자의 손가락은 액추에이터(1108)를 통해 돔 스위치(1104) 및 돔 스위치 콘택들(1008)에 전기적으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 터치 표면(1102)에 대한 터치에 응답하여, 사용자의 손가락은, FPC(1000)를 통해 돔 스위치 콘택들(1008)에 전기적으로 접속된(예를 들어, 끊임없이), 회전 전극 패드(1012)(도 7)에 전기적으로 접속될 수 있다. 결과적으로, 사용자가 KoD(1100)를 회전시킬 때, 회전 전극 패드(1012)는 KoD(1100)의 위치(예를 들어, 눌린 위치, 해제된 위치)에 관계없이 KoD(1100)가 고정된 터치 스크린의 터치 센서에 의해 끊임없이 검출될 수 있다. 결과적으로, 회전 전극 패드(1012)가 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린의 앞에서 이동할 때, 터치 스크린 디바이스의 터치 센서는 회전 전극 패드(1012)의 위치를 추적할 수 있다. 돔 스위치(1104)는 또한 KoD(1100)가 눌린 위치에 있을 때 누름 콘택(1014)을 통해 터치 표면(1102)을 FPC(1000)의 푸시 전극 패드(1010)(도 7)에 선택적으로 전기적으로 접속하도록 구성된다. 결과적으로, KoD(1100)가 눌린 위치에 있는 상태에서 사용자가 액추에이터(1108)를 누르는 것에 응답하여, 터치 표면(1102)은 푸시 전극 패드(1010)에 전기적으로 접속되어, 푸시 전극 패드(1010)가 사용자의 손가락에 전기적으로 접속되는 것에 응답하여 터치 센서에 의해 터치를 등록한다. 푸시 전극 패드(1010)가 KoD(1100)의 회전과 함께 회전할 수 있지만, KoD(1100)의 푸시가 푸시 전극 패드(1010) 및 회전 전극 패드(1012) 둘 모두의 검출에 응답하여 검출될 수 있다. 단지 하나의 패드의 검출은 KoD(1100)의 해제된 상태와 연관될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 몇몇 실시예들에 따른, 2개의 PCB KoD의 일부분(1208)의 도면들의 세트이다. 도 9a는 상면 사시도이고, 도 9b는 저면 사시도이고, 도 9c는 부분(1208)의 돔 스위치(1228)를 갖는 상면 사시도이다. 부분(1208)은 하부 PCB(1214), 상부 PCB(1218), 및 하부 PCB(1214)와 상부 PCB(1218) 사이의 디텐트 액추에이터들(1216)을 포함한다. 접착제가 부분(1208)의 다양한 층들을 접속하는 데 사용될 수 있다. 비제한적인 예로서, 접착제가 하부 PCB(1214)를 디텐트 액추에이터들(1216)에 고정하기 위해 하부 PCB(1214)와 디텐트 액추에이터들(1216) 사이에서 사용될 수 있다. 또한, 접착제가 디텐트 액추에이터들(1216)을 상부 PCB(1218)에 고정하기 위해 디텐트 액추에이터들(1216)과 상부 PCB(1218) 사이에서 사용될 수 있다.
도 9b는 하부 PCB(1214)가 회전 전극 패드(1210) 및 푸시 전극 패드(1212)(예를 들어, 구리 전극들과 같은 금속 전극들)를 포함하는 것을 예시한다. 따라서, 상이한 수, 크기, 또는 구성의 전극 패드들이 요구되는 경우, 하부 PCB(1214)는 원하는 수, 크기, 및 구성의 전극 패드들을 갖는 상이한 하부 PCB로 용이하게 교체될 수 있다. 도 9a 및 도 9c는 상부 PCB(1218)가 돔 스위치(1228)를 그에 장착하도록 구성된 돔 스위치 패드(1222), 및 돔 스위치 패드(1222)를 회전 전극 패드(1210)에 전기적으로 접속하도록 구성된 회전 트레이스(1226)를 포함하는 것을 예시한다. 상부 PCB(1218)는 또한 돔 스위치(1228)의 눌린 위치에 응답하여 돔 스위치(1228)에 전기적으로 접속되도록, 그리고 돔 스위치(1228)의 해제된 위치에 응답하여 돔 스위치(1228)로부터 전기적으로 격리되도록 구성된 푸시 콘택(1220)을 포함한다. 상부 PCB(1218)는 푸시 콘택(1220)을 푸시 전극 패드(1212)에 전기적으로 접속하도록 구성된 푸시 콘택 트레이스(1224)를 추가로 포함한다.
도 10은 몇몇 실시예들에 따른, 도 9a 내지 도 9c의 부분(1208)을 포함하는 2개의 PCB KoD(1300)의 단면도이다. 도 11a는 몇몇 실시예들에 따른, 다른 2개의 PCB KoD(1400)의 단면도이다. 도 10의 KoD(1300)는 쿠션(cushion)(1304) 상의 터치 캡(touch cap)(1306)을 포함한다. 도 11a의 KoD(1400)는 클립(clip)들(1320)을 통해 제 위치에 유지되는 터치 캡(1308)을 포함한다. KoD(1300) 및 KoD(1400)는 하부 PCB(1214), 디텐트 액추에이터들(1216), 및 상부 PCB(1218), 및 상부 PCB(1218) 상의 돔 스위치(1228)를 포함하는 부분(1208)을 예시한다. KoD(1300) 및 KoD(1400)는 또한 하부 PCB(1214)를 통해 연장되는 허브(1310)를 포함한다. 허브(1310)는 터치 스크린(예를 들어, 도 4의 터치 스크린(702))에 고정되도록 구성될 수 있다. 비제한적인 예로서, 허브(1310)는 허브(1310)의 하부 상의 접착제(1316)에 의해 터치 스크린에 고정될 수 있다. 도 8의 중심 유지 스피곳(1106)을 중심으로 한 KoD(1100)의 회전과 유사하게, 부분(1208)은 부분(1208)이 회전할 때 허브(1310)를 중심으로 회전하여 회전 전극 패드(1210)(도 9b)의 이동을 가능하게 하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 허브(1310)는 부분(1208)이 허브(1310)에 대해 회전할 때 디텐트 액추에이터들(1216)에 대한 기계적 저항을 제공하도록 구성된 디텐트들(1312)을 포함할 수 있다. 디텐트 액추에이터들(1216) 및 디텐트들(1312)은 또한 허브(1310)를 중심으로 한 부분(1208)의 회전을 가능하게 하는 방식으로 부분(1208)을 허브(1310)에 고정하기 위해 부분(1208)과 허브(1310) 사이의 로킹 특징부들(1330)로서 기능할 수 있다.
KoD(1300)는 돔 스위치(1228)에 동작 가능하게 결합된 터치 캡(1306)을 포함하여, 사용자가 터치 캡(1306)을 누름으로써 돔 스위치(1228)를 눌린 위치로 누를 수 있게 한다. KoD(1300)는 또한 상부 PCB(1218)의 주변부(perimeter)에서 상부 PCB(1218) 상에 위치된 쿠션(1304)을 포함한다. 쿠션(1304)은 터치 캡(1306)의 누름에 응답하여 압축되어, 터치 캡(1306)이 부분(1208)에 대해 변위될 수 있게 하도록 구성된다. 비제한적인 예로서, 쿠션(1304)은 개방 셀 폼(open cell foam) 또는 다른 재료(예를 들어, 탄성 중합체), 또는 압축되고 그의 사전-압축된 체적 및 형상으로 복귀하는 물체(예를 들어, 스프링)를 포함할 수 있다.
터치 캡(1306)은 그 상에 터치 표면(1314)을 포함한다. 터치 캡(1306)의 적어도 일부분은 터치 표면(1314)을 돔 스위치(1228)에 전기적으로 접속하기 위해 전기 전도성 재료를 포함한다. 따라서, 사용자가 터치 표면(1314)을 터치할 때, 사용자의 손가락은 돔 스위치(1228)에 전기적으로 접속된다. 돔 스위치(1228)가 회전 전극 패드(1210)에 끊임없이 전기적으로 접속되기 때문에, 사용자의 손가락은 KoD(1300)의 눌린 위치 및 KoD(1300)의 해제된 위치 둘 모두에서 회전 전극 패드(1210)에 전기적으로 접속된다. 또한, 사용자의 손가락은 KoD(1300)가 눌린 위치에 있을 때 푸시 전극 패드(1212)(도 9b)에 전기적으로 접속되고, KoD(1300)가 해제된 위치에 있을 때 푸시 전극 패드(1212)부터 전기적으로 격리된다.
KoD(1400)는 또한 돔 스위치(1228)에 동작 가능하게 결합된 터치 캡(1308)을 포함하여, 사용자가 터치 캡(1308)을 누름으로써 돔 스위치(1228)를 눌린 위치로 누를 수 있게 한다. 터치 캡(1308)은 터치 캡이 눌린 위치로 눌릴 때 터치 캡(1308)을 안내하기 위해 부분(1208)의 측부들 주위로 아래로 연장되는 터치 캡 측부들(1318)을 포함한다. KoD(1400)는 또한 터치 캡(1308)을 부분(1208)에 대해 제 위치에 유지하기 위해 상부 PCB(1218)를 통해 연장되는 클립들(1320)을 포함한다. 디텐트 액추에이터들(1216)은 클립들(1320)이 디텐트 액추에이터들(1216)을 통해 횡단할 수 있게 하는 통로들(1322)을 포함할 수 있다. 상부 PCB(1218)가 또한 클립들(1320)이 관통 연장되는 통로들을 포함할 수 있지만, 클립들(1320) 각각의 원위 단부(distal end)는 터치 캡(1308)이 부분(1208)으로부터 떼어지는 것을 방지하기 위해 상부 PCB(1218)를 통한 통로들보다 더 큰 수평 치수를 가질 수 있다. 클립들(1320) 각각의 근위 단부(proximal end)는 터치 캡(1308)에 고정될 수 있다.
터치 캡(1308)은 그 상에 터치 표면(1324)을 포함한다. 터치 표면(1324)은 터치 캡(1308)의 상부 표면을 따라 그리고/또는 터치 캡(1308)의 측부들(1318)의 외측 표면들을 따라 연장될 수 있다. 터치 캡(1308)의 적어도 일부분은 터치 표면(1324)을 돔 스위치(1228)에 전기적으로 접속하기 위해 전기 전도성 재료를 포함한다. 따라서, 사용자가 터치 표면(1324)을 터치할 때, 사용자의 손가락은 돔 스위치(1228)에 전기적으로 접속된다. 돔 스위치(1228)가 회전 전극 패드(1210)에 끊임없이 전기적으로 접속되기 때문에, 사용자의 손가락은 KoD(1400)의 눌린 위치 및 KoD(1400)의 해제된 위치 둘 모두에서 회전 전극 패드(1210)에 전기적으로 접속된다. 또한, 사용자의 손가락은 KoD(1400)가 눌린 위치에 있을 때 푸시 전극 패드(1212)에 전기적으로 접속되고, KoD(1400)가 해제된 위치에 있을 때 푸시 전극 패드(1212)부터 전기적으로 격리된다.
도 11b는 도 11a의 KoD(1400)의 예의 분해도이다. 이전에 논의된 바와 같이, KoD(1400)는 그 상에 터치 표면(1324)을 갖는 터치 캡(1308), 돔 스위치(1228), 클립들(1320)(예를 들어, 전기 전도성 클립들), 상부 PCB(1218), 디텐트 액추에이터들(1216), 하부 PCB(1214), 허브(1310), 및 접착제(1316)(예를 들어, KoD(1400)를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 적용하기 위한 접착제)를 포함한다.
도 11c 내지 도 11h는 도 11a 및 도 11b의 KoD(1400)의 다양한 도면들이다. 도 11c는 저면도이고, 도 11d는 도 11c의 단면 D-D를 통해 취해진 단면도이고, 도 11e는 평면도이고, 도 11f는 도 11c의 단면 F-F를 통해 취해진 단면도이고, 도 11g는 상면 사시도이고, 도 11h는 저면 사시도이다.
도 12는 몇몇 실시예들에 따른, 사출 성형된 KoD(1600)의 단면도이다. 비제한적인 예로서, KoD(1600)는 트윈-샷 사출 성형된 KoD를 포함할 수 있다. KoD(1600)는 도 10의 KoD(1300)와의 얼마간의 유사성을 가질 수 있다. 예를 들어, KoD(1600)는, 각각, 도 10의 KoD(1300)의 디텐트 액추에이터들(1216), 허브(1310), 디텐트들(1312), 접착제(1628), 터치 캡(1306), 터치 표면(1314), 돔 스위치(1228), 및 쿠션(1304)과 유사한 디텐트 액추에이터들(1606), 허브(1610), 디텐트들(1612), 접착제(1628), 터치 캡(1616), 터치 표면(1618), 돔 스위치(1608), 및 쿠션(1614)을 포함한다. 그러나, 도 10의 KoD(1300)의 하부 PCB(1214) 및 상부 PCB(1218)보다는, KoD(1600)는 기재(1604)(예를 들어, ABS 기재) 및 오버몰드(1602)(예를 들어, 전도성 오버몰드)를 포함한다.
오버몰드(1602)는 도 9a 내지 도 9c의 푸시 전극 패드(1212), 회전 전극 패드(1210), 돔 스위치 패드(1222), 및 푸시 콘택(1220)과 유사한 푸시 전극 패드(1624), 회전 전극 패드(1626), 돔 스위치 패드(1622), 및 푸시 콘택(1620)과 같은 전기 전도성 구조물들을 포함한다. 그러나, 도 10의 KoD(1300)에서의 그들의 상대물들과 같은, PCB 상의 전도성 트레이스 재료와는 대조적으로, 푸시 전극 패드(1624), 회전 전극 패드(1626), 돔 스위치 패드(1622), 및 푸시 콘택(1620)은 사출 재료를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 사출 재료는 전기 전도성 중합체, 전기 전도성 재료 안에 코팅된 전기 절연성 중합체, 또는 다른 전도성 오버몰드 재료를 포함할 수 있다. 푸시 전극 패드(1624)는 오버몰드(1602)를 통해 푸시 콘택(1620)에 전기적으로 접속된다. 또한, 회전 전극 패드(1626)가 오버몰드(1602)를 통해 돔 스위치 패드(1622)에 전기적으로 접속된다. 그러나, 푸시 전극 패드(1624) 및 푸시 콘택(1620)은 기재(1604)에 의해 회전 전극 패드(1626) 및 돔 스위치 패드(1622)부터 전기적으로 절연된다. 간략함을 위해, 도 12에 예시된 바와 같은, 푸시 전극 패드(1624), 푸시 콘택(1620), 회전 전극 패드(1626), 및 돔 스위치 패드(1622)는 그들의 별개의 구조들을 예시하기 위해 상세히 도시되지 않는다는 점에 유의한다. 그러나, 그러한 상세가 도 13a 및 도 13b에 도시된다.
기재(1604)는 오버몰드(1602)에 구조적 지지를 제공하고, 푸시 전극 패드(1624) 및 푸시 콘택(1620)을 회전 전극 패드(1626) 및 돔 스위치 패드(1622)로부터 절연하도록 구성된다. 기재(1604)는 전기 절연성 재료를 포함한다. KoD(1600)에 관한 더 많은 상세들이 도 13a 및 도 13b에 예시된다.
도 13a 및 도 13b는 도 12의 KoD(1600)의 기재(1604) 및 오버몰드(1602)의 예의 도면들이다. 도 13a는 기재(1604) 및 오버몰드(1602)의 저면 사시도이고 도 13b는 그들의 상면 사시도이다. 도 13a는 푸시 전극 패드(1624) 및 회전 전극 패드(1626)를 예시한다. 도 13b는 푸시 콘택(1620) 및 돔 스위치 패드(1622)를 예시한다.
도 14a 및 도 14b는 몇몇 실시예들에 따른, 다른 KoD(2000)의 도면들의 세트이다. 도 14a는 KoD(2000)의 저면 사시도이고 도 14b는 그의 상면 사시도이다. KoD(2000)는 오버몰드 구조물(1806) 및 터치 캡(1808)을 포함한다. 터치 캡(1808)은 터치 표면(1810)을 포함한다. 오버몰드 구조물(1806)은 푸시 전극 패드(1812) 및 회전 전극 패드(1814)를 포함한다. 터치 표면(1810)은 KoD(2000)가 눌린 위치에 있는지 또는 해제된 위치에 있는지에 관계없이 회전 전극 패드(1814)에 전기적으로 접속된다. 터치 표면(1810)은 KoD(2000)가 눌린 위치에 있는 것에 응답하여 푸시 전극 패드(1812)에 전기적으로 접속된다. 터치 표면(1810)은 KoD(2000)가 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 푸시 전극 패드(1812)부터 전기적으로 격리된다.
KoD(2000)는 또한 오버몰드 구조물(1806) 내에 삽입된 허브(1816)를 포함한다. 허브(1816)는 터치 스크린에 고정되도록 구성되고, 오버몰드 구조물(1806)은 허브(1816)를 중심으로 회전하도록 구성된다. 따라서, 회전 전극 패드(1814)는 허브(1816)를 중심으로 한 오버몰드 구조물(1806)의 회전에 응답하여 허브(1816)를 중심으로 한 회전 방향으로 터치 스크린을 따라 이동하도록 구성된다. 푸시 전극 패드(1812)가 또한 허브(1816)를 중심으로 회전할 수 있다. 결과적으로, 푸시 전극 패드(1812) 및 회전 전극 패드(1814) 둘 모두가 KoD(2000)의 눌린 위치 및 터치 표면(1810)에 대한 터치에 응답하여 검출될 수 있다. KoD(2000)의 그러한 눌린 위치에서, KoD의 회전은 회전 전극 패드(1814), 푸시 전극 패드(1812), 또는 이들 둘 모두의 회전을 추적함으로써 추적될 수 있다.
도 15a 내지 도 15c는 도 16a 및 도 16b의 KoD(2000)의 오버몰드 구조물(1806)의 예의 도면들이다. 도 15a는 기재(1918) 내에 위치된 오버몰드(1916)를 포함하는 오버몰드 구조물(1806)의 상면 사시도이고, 도 15b는 그의 저면 사시도이고, 도 15c는 그의 측면 사시도이다. 오버몰드 구조물(1806)은 오버몰드(1916), 및 오버몰드(1916)를 수용하도록 구성된 기재(1918)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 오버몰드(1916)는 기재(1918) 내에 스냅-끼워맞춤되도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 오버몰드(1916) 및/또는 기재(1918)는 기재(1918) 및/또는 오버몰드(1916)의 하나 이상의 리세스들과 정합하도록 구성된 하나 이상의 구조물들을 포함한다.
도 16은 도 15a 내지 도 15c의 오버몰드 구조물(1806)의 오버몰드(1916)의 측면 사시도이다. 오버몰드(1916)는 회전 전극 패드(1814)에 전기적으로 접속된 돔 스위치 패드(1922)를 포함한다. 돔 스위치 패드(1922)는 돔 스위치가 그에 장착될 수 있게 하도록 구성된다. 돔 스위치는 터치 캡(1808)에 동작 가능하게 결합되어, 터치 캡(1808)의 터치 표면(1810)이 KoD(2000)의 눌린 위치 및 해제된 위치 둘 모두에 응답하여 돔 스위치를 통해 돔 스위치 패드(1922) 및 회전 전극 패드(1814)에 전기적으로 접속되게 한다.
오버몰드(1916)는 또한 푸시 전극 패드(1812)에 전기적으로 접속된 푸시 콘택(1920)을 포함한다. 푸시 콘택(1920)은 KoD(2000)(도 14a 및 도 14b)의 눌린 위치에 응답하여 터치 캡(1808)(도 14a 및 도 14b)의 터치 표면(1810)(도 14b)에 전기적으로 접속되도록 구성된다. 비제한적인 예로서, 돔 스위치는 KoD(2000)의 눌린 위치에 응답하여 푸시 콘택(1920)과 접촉하도록 구성될 수 있다. 또한, 돔 스위치는 KoD(2000)의 해제된 위치에 응답하여 푸시 콘택(1920)과 접촉하지 않도록 구성될 수 있다.
도 17은 도 15a 내지 도 15c의 오버몰드 구조물(1806)의 기재(1918)의 상면 사시도이다. 기재(1918)는 터치 캡(1808)(도 14a 및 도 14b)을 오버몰드 구조물(1806)에 고정하도록 구성된 캡 클립(cap clip)(1912)들을 포함한다. 기재(1918)는 또한 허브(1816)(도 14a) 내의 디텐트들과 정합하도록 구성된 디텐트 액추에이터들(1914)(예를 들어, 스프링 디텐트 액추에이터들)을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 디텐트 액추에이터들(1914)은 KoD(2000)의 둘 모두의 회전 방향들에서 KoD(2000)를 회전시키는 사용자에게 유사한 경험을 제공하기 위해 도 17에 예시된 바와 같이 거울 같다(예를 들어, 좌우 대칭이다).
도 18a 내지 도 18f는 도 14a 및 도 14b의 KoD(2000)의 도면들이다. 도 18a는 도 14a 및 도 14b의 KoD(2000)의 분해도이다. 이전에 논의된 바와 같이, KoD(2000)는 터치 표면(1810)을 갖는 터치 캡(1808), 돔 스위치(2004), 오버몰드 구조물(1806), (도 17의 디텐트 액추에이터들(1914)과 정합하도록 구성된) 디텐트들(2006)을 갖는 허브(1816), 및 (예를 들어, 허브(1816)를 터치 스크린 디바이스에 고정하기 위한) 접착제(2002)를 포함한다.
도 18b 내지 도 18f는 도 14a 및 도 14b와 도 18a의 KoD(2000)의 다른 도면들이며, 이때 콜아웃들은 위에서 나타낸 바와 같은 다양한 요소들을 식별한다. 도 18b는 저면도이고, 도 18d는 평면도이고, 도 18c는 도 18b의 선 C-C를 따라 취해진 단면도이고, 도 18e는 도 18b의 단면 E-E를 따라 취해진 단면도이고, 도 18f는 도 18b의 단면 F-F를 따라 취해진 단면도이다.
도 19는 몇몇 실시예들에 따른, KoD 디바이스(예를 들어, 본 명세서에 개시된 KoD 디바이스들 중 임의의 것)를 동작시키는 방법(2200)을 예시하는 플로차트이다. 동작(2202)에서, 방법(2200)은 KoD 디바이스의 눌린 위치 또는 KoD 디바이스의 해제된 위치에 관계없이 터치 표면에 대한 손가락의 터치에 응답하여 KoD 디바이스의 터치 표면과 접촉하는 사용자의 손가락을 회전 전극 패드에 전기적으로 접속하는 것을 포함한다.
동작(2204)에서, 방법(2200)은 KoD 디바이스의 눌린 위치에 응답하여 손가락을 KoD 디바이스의 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 눌린 위치에 응답하여 손가락을 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속하는 것은 푸시 콘택으로의 돔 스위치의 누름에 응답하여 푸시 콘택을 터치 표면에 전기적으로 접속된 돔 스위치와 접촉시키는 것 - 푸시 콘택은 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속됨 - 을 포함한다.
동작(2206)에서, 방법(2200)은 KoD 디바이스의 해제된 위치에 응답하여 손가락을 KoD 디바이스의 푸시 전극 패드로부터 전기적으로 격리하는 것을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 해제된 위치에 응답하여 손가락을 푸시 전극 패드로부터 전기적으로 격리하는 것은 푸시 콘택을 터치 표면에 전기적으로 접속된 돔 스위치로부터 전기적으로 격리하는 것 - 푸시 콘택은 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속됨 - 을 포함한다.
동작(2208)에서, 방법(2200)은 KoD 디바이스의 눌린 위치 및 해제된 위치에 관계없이 푸시 전극 패드를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린으로부터 일정한 거리에 유지하는 것을 포함한다.
도 20은 몇몇 실시예들에 따른, KoD 시스템(2300)의 블록도이다. KoD 시스템(2300)은 도 1의 KoD 시스템(100)과 유사할 수 있다. 예를 들어, KoD 시스템(2300)은 도 1의 KoD(102) 및 터치 스크린 디바이스(104)와 유사한 KoD 디바이스(2302) 및 터치 스크린 디바이스(2304)를 포함한다. 도 1의 터치 스크린 디바이스(104)의 제어 회로부(108) 및 터치 센서(106)와 유사하게, 터치 스크린 디바이스(2304)는 터치 센서(2306)에 동작 가능하게 결합된 제어 회로부(2308)를 포함한다. KoD 디바이스(2302)는 도 1의 터치 표면(116), 스위치(114), 회전 전극 패드(112), 및 푸시 전극 패드(110)와 유사한 터치 표면(2316), 스위치(2314), 회전 전극 패드(2312), 및 푸시 전극 패드(2310)를 포함한다. 적어도 하나의 전극(예를 들어, 푸시 전극 패드(2310), 회전 전극 패드(2312))은 전기 전도성 재료를 포함한다. 터치 표면(2316)은 회전 전극 패드(2312)에 전기적으로 접속되고, 선택적으로 스위치(2314)를 통해 푸시 전극 패드(2310)에 전기적으로 접속된다. KoD 디바이스(2302)는 적어도 하나의 전극(예를 들어, 회전 전극 패드(2312) 및 푸시 전극 패드(2310))이 터치 센서(2306)에 맞물림 근접한 상태로 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 스크린(2320)에 장착되도록 구성된다. 비제한적인 예로서, 회전 전극 패드(2312) 및 푸시 전극 패드(2310)는 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 스크린(2320)으로부터 일정한 거리에 위치될 수 있다.
KoD 디바이스(2302)는 또한 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 스크린(2320)과 푸시 전극 패드(2310) 및 회전 전극 패드(2312) 사이에 위치되도록 구성된 베이스 조립체(2318)를 포함한다. 적어도 하나의 전극은 베이스 조립체(2318) 및 터치 스크린(2320)을 통해 터치 센서(2306)와 상호작용하도록 구성된다. 예를 들어, 베이스 조립체(2318)는 터치 센서(2306)가 베이스 조립체(2318) 및 터치 스크린(2320)을 통해 적어도 하나의 전극(예를 들어, 푸시 전극 패드(2310) 및 회전 전극 패드(2312))을 검출할 수 있게 하기에 충분히 얇을 수 있다 다시 말해서, 적어도 하나의 전극은 베이스 조립체를 통해 터치 센서(2306)에 맞물림 근접(2322)하여 있다. 몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체(2318)는 하나 이상의 전극들을 포함하는 KoD 디바이스(2302)의 단부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성된다. 베이스 조립체(2318)를 터치 스크린 디바이스(2304)에 고정하는 접착제를 포함한, 베이스 조립체(2318)의 두께는, 제한 없이, 약 0.5 밀리미터(0.5 mm) 이하일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체(2318)는 (예를 들어, 도 21b의 내부 하우징(2626)과 같은 내부 하우징을 적어도 부분적으로 수용하는) KoD 디바이스(2302)의 전도성 캡을 향해 연장되는 하나 이상의 측벽을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD 디바이스(2302)는 (예를 들어, 액체, 티끌, 먼지, 또는 다른 오염물질에 대해) KoD 디바이스(2302)의 내부를 밀봉하기 위해 베이스 조립체(2318)의 하나 이상의 측벽과 전도성 캡 사이에 하나 이상의 시일을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체(2318)는 그로부터 KoD 디바이스(2302)의 내부 하우징(예를 들어, 도 21b의 내부 하우징(2626)) 내로 연장되도록 구성된 포스트(post)(예를 들어, 도 21b의 포스트(2630))를 포함하여, 내부 하우징이 포스트를 중심으로 회전할 수 있게 한다. 내부 하우징의 회전은 내부 하우징과 함께 포스트를 중심으로 한, 내부 하우징에 기계적으로 결합된, 회전 전극 패드(2312) 및 푸시 전극 패드(2310)의 회전을 가능하게 할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체는 디텐트들(예를 들어, 도 21b의 디텐트들(2628))을 포함하고, 내부 하우징은 포스트를 중심으로 한 내부 하우징의 회전에 대한 기계적 저항, 및 몇몇 경우들에서 촉각 "클릭" 피드백을 제공하기 위한 디텐트 액추에이터들(예를 들어, 도 21b의 디텐트 볼(2618) 및 디텐트 스프링(2622))을 포함한다. 디텐트들 및 디텐트 액추에이터들은 내부 하우징이 포스트를 중심으로 그리고 베이스 조립체 내에서 회전할 수 있게 하면서 베이스 조립체를 내부 하우징에 고정하기 위한 로킹 메커니즘으로서 기능할 수 있다.
KoD 디바이스(2302)는 전도성 재료를 포함하는 터치 표면(2316)을 포함하며, 터치 표면(2316)은 디폴트로 해제된 위치에, 그리고 터치 표면(2316)에 인가된 압력에 응답하여 눌린 위치에 위치되도록 구성된다(그 압력은 스위치(2314)를 닫아서 터치 표면(2316)을 푸시 전극 패드(2310)에 전기적으로 접속한다). KoD 디바이스(2302)는 또한 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 센서(2306)에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 푸시 전극 패드(2310)를 포함한다. 예를 들어, 터치 푸시 전극 패드(2310)는 KoD 디바이스(2302)의 해제된 위치 및 눌린 위치에 관계없이 터치 스크린(2320) 및 터치 센서(2306)로부터 일정한 거리들에 위치될 수 있다. 푸시 전극 패드(2310)는 눌린 위치에 응답하여 터치 표면(2316)의 전도성 재료에 전기적으로 접속되고, 해제된 위치에 응답하여 터치 표면(2316)의 전도성 재료로부터 전기적으로 격리된다. KoD 디바이스(2302)는 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 센서(2306)에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 회전 전극 패드(2312)를 추가로 포함한다. 예를 들어, 회전 전극 패드(2312)는 KoD 디바이스(2302)의 해제된 위치 및 눌린 위치에 관계없이 터치 스크린(2320) 및 터치 센서(2306)로부터 일정한 거리들에 위치될 수 있다. 회전 전극 패드(2312)는 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 표면(2316)의 전도성 재료에 전기적으로 접속된다.
몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체(2318)는 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 베이스 조립체(2318)의 측(예를 들어, 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 스크린(2320)과 대면하는 베이스 조립체(2318)의 표면)에서 접착제(예를 들어, 도 21b의 접착제(2624))를 수용하도록 구성된다. 접착제는 KoD 디바이스(2302)를 터치 스크린 디바이스(2304)의 터치 스크린(2320)에 고정하도록 구성된다. 따라서, 베이스 조립체(2318)는 터치 스크린(2320)에 고정되도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 베이스 조립체의 측의 적어도 실질적으로 전체가 접착제를 수용하도록 구성된다.
몇몇 실시예들에서, KoD 디바이스(2302)는 푸시 전극 패드(2310) 및 회전 전극 패드(2312)를 터치 표면(2316)에 전기적으로 접속하도록 구성된 FPC를 추가로 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD 디바이스(2302)는 회전 전극 패드(2312)를 터치 표면(2316)에 전기적으로 접속하고 또한 푸시 전극 패드(2310)를 터치 표면(2316)에 스위칭 가능하게 접속하도록 구성된 PCB를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD 디바이스(2302)는 회전 전극 패드(2312)를 터치 표면(2316)에 전기적으로 접속하고 또한 푸시 전극 패드(2310)를 터치 표면(2316)에 스위칭 가능하게 접속하도록 구성된 접힌 FPC를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, KoD 디바이스(2302)는 푸시 전극 패드(2310) 및 회전 전극 패드(2312)를 포함하는 전도성 오버몰드를 포함한다.
몇몇 실시예들에서, 터치 표면(2316)의 해제된 위치와 터치 표면(2316)의 눌린 위치 사이의 거리는 1 밀리미터 미만(예를 들어, 0.3 mm 내지 0.5 mm)이다. 몇몇 실시예들에서, 터치 표면(2316)의 해제된 위치와 터치 표면(2316)의 눌린 위치 사이의 거리는 약 0.6 mm이다. 몇몇 실시예들에서, 푸시 전극 패드(2310)는 터치 표면(2316)이 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 전기적으로 부유하는 상태에 유지되도록 구성된다. KoD 디바이스(2302)는 눌린 위치에 응답하여 푸시 전극 패드(2310)를 터치 표면(2316)의 전도성 재료에 선택적으로 동작 가능하게 결합하도록 구성된 스위치(2314)를 추가로 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 스위치(2314)는 돔 스위치를 포함한다.
도 1의 KoD(102)와 유사하게, KoD 디바이스(2302)는 베이스 조립체(2318)의 추가와 함께 KoD(300), KoD(1100), KoD(1300), KoD(1400), KoD(1600), KoD(2000), 또는 다른 KoD 디바이스들과 같은 임의의 KoD를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, KoD 디바이스(2302)는 베이스 조립체의 추가와 함께 (예를 들어, KoD(1600) 또는 KoD(2000)와 유사하게) 오버몰드 내부 하우징 구현을 포함할 수 있다.
도 21a 내지 도 21j는 도 20의 KoD 디바이스(2302)의 예인, KoD 디바이스(2500)의 도면들이다. 도 21a는 KoD 디바이스(2500)의 사시도이다. KoD 디바이스(2500)는 터치 표면(2502) 및 베이스 조립체(2504)를 포함한다. 베이스 조립체(2504)는 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 접착되도록 구성된 측(2506)을 포함한다. 베이스 조립체(2504)의 측(2506)은 터치 스크린과 대면하도록 구성되고, KoD 디바이스(2500)의 하나 이상의 전극들과 대면하는 베이스 조립체(2504)의 측 반대편에 있다. KoD 디바이스(2500)를 터치 스크린에 접착시키기 위해, 접착제가 하나 이상의 전극들과 대면하는 베이스 조립체(2504)의 측 반대편에 있는 베이스 조립체(2504)의 측(2506)의 표면의 적어도 실질적으로 전체에 적용될 수 있다.
도 21b는 도 21a의 KoD 디바이스(2500)의 분해도이다. KoD 디바이스(2500)는 전도성 장식 링(2602)(예를 들어, 레이저 컷 금속을 포함함), 링 접착제(2604)(예를 들어, 전도성 장식 링(2602)을 전도성 캡(2606)에 클립 고정하기 위해 클립들로 교체될 수 있음), 전도성 캡(2606)(예를 들어, 터치 표면(2502)을 포함함), 돔 스위치(2608), 돔 PCB(2610), 스타록 리테이너(starlock retainer)(2612), 베어링(2614), 접속 스프링들(2616)(예를 들어, 2개의 접속 스프링들), 디텐트 볼(2618)(예를 들어, 디텐트 액추에이터로서의 역할을 하는 볼, 몇몇 경우들에서 델린(Delrin)(등록상표)과 같은 열가소성 물질로 형성된 3 mm 볼), 전극 PCB(2620)(예를 들어, 도 20의 회전 전극 패드(2312) 및/또는 푸시 전극 패드(2310)와 같은 적어도 하나의 전극을 포함함), 디텐트 스프링(2622), 베이스 조립체(2504)(예를 들어, ABS로 형성됨), 및 접착제(2624)(예를 들어, 쓰리엠(3M)에 의한 467 접착제)를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 접착제(2624)는 전극 PCB(2620)의 하나 이상의 전극들 반대편에 있는 베이스 조립체(2504)의 측(2506)(즉, 터치 스크린 디바이스와 대면하도록 구성된 베이스 조립체(2504)의 측(2506))의 표면의 적어도 실질적으로 전체를 덮도록 크기 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 21b에 예시된 바와 같이, 접착제(2624)는 베이스 조립체(2504)의 측(2506)과 동일한 크기이다.
베이스 조립체(2504) 및 전도성 캡(2606)은 함께 다른 컴포넌트들(예를 들어, 전극 PCB(2620), 내부 하우징(2626), 디텐트 스프링(2622), 디텐트 볼(2618), 베어링(2614), 접속 스프링들(2616), 스타록 리테이너(2612), 돔 PCB(2610), 및 돔 스위치(2608))을 둘러싼다. 베이스 조립체(2504)는 접착제(2624)로 터치 스크린(예를 들어, 도 20의 터치 스크린(2320))에 직접 고정될 수 있다. 베이스 조립체(2504)는 또한 디텐트 볼(2618)과 맞물리고, KoD 디바이스(2500)의 회전에 대한 기계적 저항을 제공하고, 베이스 조립체(2504)를 내부 하우징(2626)에 기계적으로 고정하기 위한 디텐트(2628)를 포함할 수 있다. 베이스 조립체(2504)는 베어링(2614)에 결합되도록 구성된 포스트(2630)를 추가로 포함하며, 이는 내부 하우징(2626) 및 그에 결합된 컴포넌트들(예를 들어, 전극 PCB(2620), 돔 PCB(2610), 돔 스위치(2608), 전도성 캡(2606), 링 접착제(2604), 전도성 장식 링(2602))이 포스트(2630)에 대해 회전할 수 있게 한다.
몇몇 실시예들에서, 접속 스프링들(2616)은 돔 PCB(2610)를 내부 하우징(2626)에 접속하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 조립체는 스타록 리테이너(2612) 및 접속 스프링들(2616)을 사용하여 베이스 조립체(2504)에 고정될 수 있다. 그러나, 몇몇 실시예들에서, 솔더(solder)가 돔 PCB(2610)를 전극 PCB(2620)에 접속하는 데 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서 1 내지 2 mm 두께의, 비교적 얇은 베어링(2614)이 KoD 디바이스(2500)의 전체 높이를 감소시키는 데 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 베어링(2614)을 사용하기보다는, 2개의 상이한 플라스틱들 사이의 계면(interface)이 베어링으로서 사용될 수 있으며, 이는 비교적 낮은-비용 구현일 수 있다. 위에서 나타낸 바와 같이, KoD 디바이스(2500)의 전체 높이는 바람직하게는 10 mm를 초과하지 않아야 한다.
전극 PCB(2620)의 적어도 하나의 전극(예를 들어, 도 20의 푸시 전극 패드(2310), 회전 전극 패드(2312))은 베이스 조립체(2504) 및 접착제(2624)를 통해 감지될 수 있다. 베이스 조립체(2504)의 두께는 성능에 영향을 미칠 수 있는데, 왜냐하면 베이스 조립체가 터치 센서 표면까지의 연장부가 되기 때문이다.
도 21c 내지 도 21h는, 위에서 식별된 바와 같은 콜아웃들을 갖고서, KoD 디바이스의 다양한 도면들을 예시한다. 도 21c는 KoD 디바이스(2500)의 저면도이고, 도 21e는 그의 평면도이고, 도 21g는 그의 사시도이다. 도 21d는 도 21c의 단면 D-D를 통해 취해진 단면도이고, 도 21f는 도 21c의 단면 F-F를 통해 취해진 단면도이고, 도 21h는 도 21c의 단면 H-H를 통해 취해진 단면도이다.
도 21i 및 도 21j는 KoD 디바이스(2500)의 단면도들이다. 도 21i는 베이스 조립체(2504)의 측벽(2812)의 내부 벽의 디텐트들(2628)과 맞물린 디텐트 볼(2618)을 예시한다. 디텐트 스프링(2622)은 디텐트 볼(2618)과 디텐트들(2628) 사이의 맞물림을 유지하기 위해 디텐트 볼(2618)에 외향 힘을 인가하도록 구성된다. 도 21i는 또한 터치 스크린 디바이스와 대면하도록 구성된 베이스 조립체(2504)의 측(2506)에 적용된(그에 의해 수용된) 접착제(2624)를 예시한다. 비제한적인 예로서, 접착제(2624)는, 도 21i에 예시된 바와 같이, 베이스 조립체(2504)의 측(2506)의 적어도 실질적으로 전체에 걸쳐 있도록 구성될 수 있다. 또한 비제한적인 예로서, 베이스 조립체(2504)의 두께(2810)는 실질적으로 0.5 mm 이하일 수 있다.
도 21j에 예시된 바와 같이, KoD 디바이스(2500)는 이물질들이 KoD 디바이스(2500)에 진입하는 것을 방지하기 위해 베이스 조립체(2504)와 전도성 캡(2606) 사이에 적어도 하나의 시일(2806)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 전도성 캡(2606)은, 도 21j에 예시된 바와 같이, 전도성 캡(2606)을 내부 하우징(2626)에 고정하도록 구성된 하나 이상의 클립들(2808)을 포함한다.
도 22a 및 도 22b는 도 20의 KoD 시스템(2300)과 유사한 KoD 시스템(3002)의 도면들이다. KoD 시스템(3002)은 도 20의 터치 스크린 디바이스(2304)와 유사한 터치 스크린 디바이스(3008)를 포함한다. 터치 스크린 디바이스(3008)는 도 20의 터치 스크린(2320)과 유사한 터치 스크린(3010)을 포함한다. 터치 스크린 디바이스(3008)는 또한 도 20의 터치 센서(2306) 및 제어 회로부(2308)와 유사한 터치 센서 및 제어 회로부(도시되지 않음)를 포함한다. KoD 시스템(3002)은 터치 스크린(3010)에 고정된 도 21a의 KoD 디바이스(2500)를 추가로 포함한다. 비제한적인 예로서, KoD 디바이스(2500)의 베이스 조립체(2504)(도시되지 않음)는 접착제(2624)(도 21b)를 사용하여 터치 스크린(3010)에 고정될 수 있다. 전도성 캡(2606)의 회전(3018)은 KoD 디바이스(2500)의 회전 전극 패드가 전도성 캡(2606)과 함께 회전하게 할 수 있다. KoD 디바이스(2500)의 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드는 터치 스크린 디바이스(3008)의 터치 센서에 맞물림 근접(3016)하여 있을 수 있다.
도 22b는 KoD 디바이스(2500)의 터치 표면(2502)과 접촉하는 사용자의 손가락(3012)을 예시한다. 손가락(3012)이 터치 표면(2502)과 접촉하는 것에 응답하여, 터치 스크린 디바이스(3008)는 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드 중 하나 이상의 검출에 대응하는 링(3014)을 터치 스크린(3010) 상에 디스플레이하도록 배열된다. 이러한 검출은 위에서 논의된 바와 같이 회전 전극 패드에 대한 터치 표면(2502)의 전기 접속 및 푸시 전극 패드에 대한 터치 표면(2502)의 스위칭 가능 접속으로부터 기인한다. 따라서, KoD 디바이스(2500)는 손가락(3012)을 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드 중 하나 이상에 전기적으로 접속하도록 구성된다.
터치 스크린 디바이스(3008)의 제어 회로부(예를 들어, 도 20의 제어 회로부(2308))의 펌웨어는 적절한 성능을 제공하기 위해 베이스 조립체(2504)의 존재를 고려해 KoD 디바이스(2500)의 감도 성능에 기초하여 튜닝될 수 있다.
도 23은 몇몇 실시예들에 따른, KoD 시스템(예를 들어, 도 20의 KoD 시스템(2300))을 조립하는 방법(3100)을 예시하는 플로차트이다. 동작(3102)에서, 방법(3100)은 KoD 디바이스(예를 들어, 도 20의 KoD 디바이스(2302), 도 21a의 KoD 디바이스(2500))의 베이스 조립체(예를 들어, 도 20의 베이스 조립체(2318), 도 21a의 베이스 조립체(2504))에 접착제(예를 들어, 도 21b의 접착제(2624))를 적용하는 것을 포함하며, 베이스 조립체는 터치 스크린 디바이스(예를 들어, 도 20의 터치 스크린 디바이스(2304), 도 22a 및 도 22b의 터치 스크린 디바이스(3008))의 터치 센서(예를 들어, 도 20의 터치 센서(2306))와 상호작용하도록 구성된 하나 이상의 전극들(예를 들어, 도 20의 푸시 전극 패드(2310) 및/또는 회전 전극 패드(2312))을 적어도 부분적으로 수용한다. 비제한적인 예로서, 도 21b는 베이스 조립체(2504)에 적용될 접착제(2624)를 예시한다. 몇몇 실시예들에서, 베이스 조립체에 접착제를 적용하는 것은 터치 스크린 디바이스와 대면하도록 구성된 베이스 조립체의 표면의 실질적으로 전체에 접착제를 적용하는 것을 포함한다.
동작(3104)에서, 방법(3100)은 베이스 조립체가 하나 이상의 전극들과 터치 스크린 사이에 있는 상태로 KoD 디바이스를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 고정하는 것을 포함한다. 비제한적인 예로서, 도 22a 및 도 22b는 도 21b의 접착제(2624)를 통해 터치 스크린 디바이스(3008)에 고정된 KoD 디바이스(2500)를 예시한다.
도 24는 몇몇 실시예들에서 사용될 수 있는 컴퓨팅 디바이스(3200)의 블록도이다. 컴퓨팅 디바이스(3200)는 하나 이상의 데이터 저장 디바이스들(때때로 본 명세서에서 "저장소(3204)"로 지칭됨)에 동작 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세서들(3202)(때때로 본 명세서에서 "프로세서들(3202)"로 지칭됨)을 포함한다. 저장소(3204)는 그에 저장된 컴퓨터-판독 가능 명령어들(예를 들어, 소프트웨어, 펌웨어)을 포함한다. 컴퓨터-판독 가능 명령어들은 프로세서들(3202)에게 본 명세서에 개시된 실시예들의 동작들을 수행하라고 명령하도록 구성된다. 비제한적인 예로서, 컴퓨터-판독 가능 명령어들은 프로세서들(3202)에게 도 1의 제어 회로부(108)의, 그리고/또는 도 20의 제어 회로부(2308)의 적어도 일부 또는 전체를 수행하라고 명령하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 프로세서들(3202)은 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로컨트롤러, 프로그래밍 가능 로직 컨트롤러(PLC), 다른 프로그래밍 가능 디바이스, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 저장소(3204)는 휘발성 데이터 저장소(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM)), 비휘발성 데이터 저장소(예를 들어, 제한 없이, 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 소거 가능 프로그래밍 가능 판독 전용 메모리(EPROM))를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 프로세서들(3202)은 비휘발성 데이터 저장소에 저장된 컴퓨터-판독 가능 명령어들을 실행을 위해 휘발성 데이터 저장소로 전송하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서, 프로세서들(3202) 및 저장소(3204)는 단일 디바이스(예컨대, 반도체 디바이스 제품, 시스템 온 칩(SOC))로 구현될 수 있다.
돔 스위치와 푸시 전극 패드 사이의 정전용량 결합이 허위 푸시 검출을 트리거하는 것을 회피하기 위해 주의를 기울여야 한다는 점에 유의해야 한다. 이러한 정전용량이 눌린 상태에서 전극 노드 정전용량보다 적어도 4배(또는 심지어 10배) 적은 경우, 허위 검출들이 최소이거나 제거되어야 한다. 또한, 중심 돔을 터치 스크린에 너무 가까이 배치하여서 터치 스크린을 방해하는 것을 회피하기 위해 주의를 기울여야 한다. 게다가, 극히 낮은 프로파일 KoD들에 대해, 터치 표면 자체가 터치 센서에 의한 터치를 트리거하는 것을 회피하기 위해 특히 해제된 위치에서, 터치 표면을 터치 센서의 맞물림 근접으로부터 벗어난 상태로 유지하도록 주의를 기울여야 한다. 더욱이, 비교적 큰 직경들을 갖는 KoD들에서, 직경 주위의 다수의 푸시 전극 패드들이 사용될 수 있다. KoD 상의 푸시에 응답하여, 푸시 위치에 가장 가까운 푸시 전극 패드가 KoD의 터치 표면에 전기적으로 접속될 수 있다.
예들
예시적인 실시예들의 총망라하는 것이 아닌, 비제한적인 목록이 뒤따른다. 아래에 열거된 예시적인 실시예들 각각은 아래에 열거된 예시적인 실시예들 및 위에서 논의된 실시예들 중 다른 것들 모두와 조합 가능한 것으로 명시적으로 그리고 개별적으로 표시되지 않는다. 그러나, 이들 예시적인 실시예는, 실시예들이 조합 가능하지 않다는 것이 당업자에게 명백하지 않는 한, 모든 다른 예시적인 실시예들 및 위에서 논의된 실시예들과 조합 가능한 것으로 의도된다.
예 1: 노브 온 디스플레이(KoD) 디바이스로서, 전도성 재료를 포함하는 터치 표면 - 터치 표면은 디폴트로 해제된 위치에, 그리고 터치 표면에 인가된 압력에 응답하는 눌린 위치에 위치되도록 구성됨 -; 및 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 푸시 전극 패드 - 푸시 전극 패드는 눌린 위치에 응답하여 터치 표면의 전도성 재료에 전기적으로 접속되고, 해제된 위치에서 터치 표면의 전도성 재료로부터 전기적으로 격리됨 - 를 포함하는, KoD 디바이스.
예 2: 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 회전 전극 패드를 추가로 포함하며, 회전 전극 패드는 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 표면의 전도성 재료에 전기적으로 접속되는, 예 1의 KoD 디바이스.
예 3: 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 표면에 전기적으로 접속하도록 구성된 연성 인쇄 회로를 추가로 포함하는, 예 2의 KoD 디바이스.
예 4: 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 표면에 전기적으로 접속하도록 구성된 인쇄 회로 보드를 추가로 포함하는, 예 2의 KoD 디바이스.
예 5: 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 표면에 전기적으로 접속하도록 구성된 접힌 연성 인쇄 회로를 추가로 포함하는, 예 2의 KoD 디바이스.
예 6: 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 포함하는 전도성 오버몰드를 추가로 포함하는, 예 2의 KoD 디바이스.
예 7: 터치 표면의 해제된 위치와 터치 표면의 눌린 위치 사이의 거리는 1 밀리미터(1 mm) 미만(예를 들어, 0.3 내지 0.5 mm)인, 예 1 내지 예 6 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 8: 터치 표면의 해제된 위치와 터치 표면의 눌린 위치 사이의 거리는 3/10 밀리미터(0.3 mm) 내지 5 밀리미터(5 mm)인, 예 1 내지 예 7 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 9: 푸시 전극 패드는 터치 표면이 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 전기적으로 부유하는 상태에 유지되도록 구성되는, 예 1 내지 예 8 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 10: 눌린 위치에 응답하여 푸시 전극 패드를 터치 표면의 전도성 재료에 선택적으로 동작 가능하게 결합하도록 구성된 스위치를 추가로 포함하는, 예 1 내지 예 9 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 11: 스위치는 돔 스위치를 포함하는, 예 10의 KoD 디바이스.
예 12: 노브 온 디스플레이(KoD) 디바이스로서, 전기 전도성 재료를 포함하는 적어도 하나의 전극 - 적어도 하나의 전극은 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성됨 -; 및 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린과 적어도 하나의 전극 사이에 위치되도록 구성된 베이스 조립체 - 적어도 하나의 전극은 베이스 조립체를 통해 터치 센서와 상호작용하도록 구성됨 - 를 포함하는, KoD 디바이스.
예 13: 베이스 조립체는 KoD 디바이스를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 고정하기 위해 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 베이스 조립체의 터치 센서 측에 접착제를 수용하도록 구성되는, 예 12의 KoD 디바이스.
예 14: 베이스 조립체의 터치 센서 측의 적어도 실질적으로 전체가 접착제를 수용하도록 구성되는, 예 13의 KoD 디바이스.
예 15: 베이스 조립체는 적어도 하나의 전극을 포함하는 KoD 디바이스의 단부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성되는, 예 12 내지 예 14 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 16: 베이스 조립체는 약 0.5 밀리미터(0.5 mm) 두께인, 예 12 내지 예 15 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 17: 베이스 조립체는 KoD 디바이스의 전도성 캡을 향해 연장되는 하나 이상의 측벽들을 포함하는, 예 12 내지 예 16 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 18: 베이스 조립체의 하나 이상의 측벽들과 KoD 디바이스의 전도성 캡 사이에 하나 이상의 시일들을 추가로 포함하는, 예 17의 KoD 디바이스.
예 19: 적어도 하나의 전극은 사용자가 KoD 디바이스의 전도성 캡을 누르는 것에 응답하여 터치 센서와 상호작용하도록 구성된 푸시 전극 패드를 포함하는, 예 12 내지 예 18 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 20: 적어도 하나의 전극은 사용자가 KoD 디바이스의 전도성 캡을 회전시키는 것에 응답하여 터치 센서의 맞물림 근접 내에서 회전하도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, 예 12 내지 예 19 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 21: KoD 시스템을 포함하는 차량으로서, KoD 시스템은 터치 스크린 디바이스, 및 예 12 내지 예 20 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스를 포함하는, 차량.
예 22: 노브 온 디스플레이(KoD) 디바이스로서, 전기 전도성 재료를 포함하는 적어도 하나의 전극 - 적어도 하나의 전극은 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성됨 -; 및 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린과 적어도 하나의 전극 사이에 위치되도록 구성된 베이스 조립체 - 적어도 하나의 전극은 베이스 조립체를 통해 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성됨 - 를 포함하는, KoD 디바이스.
예 23: KoD 디바이스를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 고정하기 위해 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 베이스 조립체의 측에 접착제를 추가로 포함하는, 예 22의 KoD 디바이스.
예 24: 접착제는 접착제가 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 베이스 조립체의 측 전체와 동일한 크기가 되도록 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 베이스 조립체의 측의 적어도 실질적으로 전체에 적용되는, 예 23의 KoD 디바이스.
예 25: 베이스 조립체는 KoD 디바이스의 단부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성되는, 예 22 내지 예 24 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 26: 베이스 조립체는 0.5 밀리미터 이하의 두께를 나타내는, 예 22 내지 예 25 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 27: 베이스 조립체는 KoD 디바이스의 전도성 캡을 향해 연장되는 하나 이상의 측벽들을 포함하는, 예 22 내지 예 26 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 28: 베이스 조립체의 하나 이상의 측벽들과 KoD 디바이스의 전도성 캡 사이에 하나 이상의 시일들을 추가로 포함하는, 예 27의 KoD 디바이스.
예 29: 적어도 하나의 전극은 KoD 디바이스의 전도성 캡이 눌리는 것에 응답하여 터치 센서와 상호작용하도록 구성된 푸시 전극 패드를 포함하는, 예 22 내지 예 28 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 30: 적어도 하나의 전극은 KoD 디바이스의 전도성 캡의 회전에 응답하여 터치 센서의 맞물림 근접 내에서 회전하도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, 예 22 내지 예 29 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 31: 적어도 하나의 전극에 결합된 내부 하우징; 및 내부 하우징에 결합된 베어링을 추가로 포함하며; 베이스 조립체는 베어링에 결합된 포스트를 포함하여, 내부 하우징 및 적어도 하나의 전극이 포스트를 중심으로 회전할 수 있게 하는, 예 22 내지 예 30 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 32: 베이스 조립체는 디텐트들을 포함하고, 내부 하우징은 포스트를 중심으로 한 내부 하우징의 회전에 대한 기계적 저항을 제공하기 위한 하나 이상의 디텐트 액추에이터들을 포함하는, 예 31의 KoD 디바이스.
예 33: 노브 온 디스플레이(KoD) 시스템으로서, 터치 센서 및 터치 스크린을 포함하는 터치 스크린 디바이스; 및 KoD 디바이스를 포함하며, KoD 디바이스는 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 고정된 베이스 조립체; 및 베이스 조립체를 통해 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치된 하나 이상의 전극들을 포함하는, KoD 시스템.
예 34: 베이스 조립체는 그로부터 연장되는 포스트를 포함하고; KoD 디바이스는 하나 이상의 전극들에 결합된 내부 하우징을 추가로 포함하고, 베이스 조립체는 내부 하우징을 적어도 부분적으로 수용하도록 구성되고, 내부 하우징 및 하나 이상의 전극들은 베이스 조립체의 포스트를 중심으로 회전하도록 구성되는, 예 33의 KoD 시스템.
예 35: 터치 스크린 디바이스는 KoD 디바이스가 상호작용하도록 구성된 복수의 상이한 그래픽 사용자 인터페이스들을 디스플레이하도록 터치 스크린 디바이스를 제어하도록 구성된 제어 회로부를 추가로 포함하는, 예 33 또는 예 34에 따른 KoD 시스템.
예 36: 베이스 조립체는 접착제를 사용하여 터치 스크린에 고정되는, 예 33 내지 예 35 중 어느 한 예에 따른 KoD 시스템.
예 37: 접착제는 터치 스크린과 대면하는 베이스 조립체의 표면의 적어도 실질적으로 전체에 걸쳐 있는, 예 36의 KoD 시스템.
예 38: KoD 디바이스는 KoD 디바이스의 제1 위치에 응답하여 하나 이상의 전극들의 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속되는 터치 표면을 추가로 포함하며, 터치 표면은 KoD 디바이스의 제2 위치에 응답하여 푸시 전극 패드로부터 전기적으로 격리되는, 예 33 내지 예 37 중 어느 한 예에 따른 KoD 시스템.
예 39: 하나 이상의 전극들은 KoD 디바이스의 제1 위치 및 KoD 디바이스의 제2 위치에 관계없이 KoD 디바이스의 터치 표면에 전기적으로 접속되도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, 예 38의 KoD 시스템.
예 39A: 하나 이상의 전극들은 KoD 디바이스의 눌린 위치 및 KoD 디바이스의 해제된 위치에 관계없이 KoD 디바이스의 터치 표면에 전기적으로 접속되도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, 예 33 내지 예 39 중 어느 한 예에 따른 KoD 시스템.
예 40: 노브 온 디스플레이(KoD) 시스템을 조립하는 방법으로서, KoD 디바이스의 베이스 조립체에 접착제를 적용하는 단계 - 베이스 조립체는 하나 이상의 전극들을 적어도 부분적으로 수용함 -; 및 KoD 디바이스를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에, 베이스 조립체가 하나 이상의 전극들과 터치 스크린 사이에 있는 상태로, 그리고 하나 이상의 전극들이 베이스 조립체를 통해 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치된 상태로 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
예 41: 베이스 조립체에 접착제를 적용하는 단계는 터치 스크린과 대면하도록 구성된 베이스 조립체의 표면의 실질적으로 전체에 접착제를 적용하는 단계를 포함하는, 예 40의 방법.
예 41A: 하나 이상의 전극들은 터치 스크린 디바이스의 터치 센서로부터 고정된 거리에 위치되는, 예 40의 방법.
예 42: 노브 온 디스플레이(KoD) 디바이스로서, 전도성 재료를 포함하는 터치 표면 - 터치 표면은 해제된 위치 및 눌린 위치에 위치되도록 구성됨 -; 및 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 푸시 전극 패드 - 푸시 전극 패드는 눌린 위치 및 해제된 위치 중 하나의 위치에 응답하여 터치 표면의 전도성 재료에 전기적으로 접속되고, 눌린 위치 및 해제된 위치 중 다른 위치에서 터치 표면의 전도성 재료로부터 전기적으로 격리됨 - 를 포함하는, KoD 디바이스.
예 42A: 푸시 전극 패드는 눌린 위치에 응답하여 터치 표면의 전도성 재료에 전기적으로 접속되고, 해제된 위치에서 터치 표면의 전도성 재료로부터 전기적으로 격리되는, 예 40의 KoD 디바이스.
예 43: 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성된 회전 전극 패드를 추가로 포함하며, 회전 전극 패드는 해제된 위치 및 눌린 위치 둘 모두에서 터치 표면의 전도성 재료에 전기적으로 접속되는, 예 42의 KoD 디바이스.
예 44: 눌린 위치 및 해제된 위치 중 하나의 위치에 응답하여 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 표면에 전기적으로 접속하도록 구성된 연성 인쇄 회로를 추가로 포함하는, 예 43의 KoD 디바이스.
예 45: 눌린 위치 및 해제된 위치 중 하나의 위치에 응답하여 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 표면에 전기적으로 접속하도록 구성된 인쇄 회로 보드를 추가로 포함하는, 예 43의 KoD 디바이스.
예 46: 눌린 위치 및 해제된 위치 중 하나의 위치에 응답하여 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 표면에 전기적으로 접속하도록 구성된 접힌 연성 인쇄 회로를 추가로 포함하는, 예 43의 KoD 디바이스.
예 47: 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 포함하는 전도성 오버몰드를 추가로 포함하는, 예 43의 KoD 디바이스.
예 48: 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 고정하도록 구성된 허브를 추가로 포함하며, 회전 전극 패드는 허브를 중심으로 회전하도록 구성되는, 예 43 내지 예 47 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 49: 회전 전극 패드에 기계적으로 결합된 디텐트 액추에이터들을 추가로 포함하며, 허브는 허브를 중심으로 한 디텐트 액추에이터들의 회전에 응답하여 디텐트 액추에이터들에 대한 기계적 저항을 제공하도록 구성된 디텐트들을 포함하는, 예 48의 KoD 디바이스.
예 50: 터치 표면의 해제된 위치와 터치 표면의 눌린 위치 사이의 거리는 1 밀리미터(1 mm) 미만(예를 들어, 0.3 내지 0.5 mm)인, 예 42 내지 예 49 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 51: 터치 표면의 해제된 위치와 터치 표면의 눌린 위치 사이의 거리는 0.3 내지 0.5 밀리미터(0.3 내지 0.5 mm)인, 예 42 내지 예 50 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 52: 푸시 전극 패드는 터치 표면이 해제된 위치에 있는 것에 응답하여 전기적으로 부유하는 상태에 유지되도록 구성되는, 예 42 내지 예 51 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 53: 눌린 위치에 응답하여 푸시 전극 패드를 터치 표면의 전도성 재료에 선택적으로 동작 가능하게 결합하도록 구성된 스위치를 추가로 포함하는, 예 42 내지 예 52 중 어느 한 예에 따른 KoD 디바이스.
예 54: 스위치는 돔 스위치를 포함하는, 예 53의 KoD 디바이스.
예 55: 노브 온 디스플레이(KoD) 디바이스를 동작시키는 방법으로서, KoD 디바이스의 터치 표면을, KoD 디바이스의 눌린 위치 또는 KoD 디바이스의 해제된 위치에 관계없이, 회전 전극 패드에 전기적으로 접속하는 단계; KoD 디바이스의 눌린 위치에 응답하여 터치 표면을 KoD 디바이스의 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속하는 단계; 및 KoD 디바이스의 해제된 위치에 응답하여 터치 표면을 KoD 디바이스의 푸시 전극 패드로부터 전기적으로 격리하는 단계를 포함하는, 방법.
예 56: KoD 디바이스의 눌린 위치 및 해제된 위치에 관계없이 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린으로부터 일정한 거리에 유지하는 단계를 추가로 포함하는, 예 55의 방법.
예 57: 눌린 위치에 응답하여 터치 표면을 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속하는 단계는 푸시 콘택으로의 돔 스위치의 누름에 응답하여 돔 스위치를 푸시 콘택에 접촉시키는 단계를 포함하며, 돔 스위치는 터치 표면에 전기적으로 접속되고, 푸시 콘택은 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속되는, 예 55 또는 예 56에 따른 방법.
예 58: 해제된 위치에 응답하여 터치 표면을 푸시 전극 패드로부터 전기적으로 격리하는 단계는 푸시 콘택을 돔 스위치로부터 전기적으로 격리하는 단계를 포함하며, 돔 스위치는 터치 표면에 전기적으로 접속되고, 푸시 콘택은 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속되는, 예 55 내지 예 57 중 어느 한 예에 따른 방법.
예 59: 노브 온 디스플레이(KoD) 시스템으로서, 터치 스크린 및 터치 센서를 포함하는 터치 스크린 디바이스; 및 터치 스크린에 고정된 KoD 디바이스를 포함하며, KoD 디바이스는 터치 표면; 및 KoD 디바이스의 눌린 위치 및 해제된 위치에 관계없이 터치 스크린으로부터 일정한 거리에 유지되도록 구성된 푸시 전극 패드 및 회전 전극 패드를 포함하는, KoD 시스템.
예 60: KoD 디바이스는 터치 스크린에 고정된 허브를 추가로 포함하고, 회전 전극 패드는 KoD 디바이스의 회전에 응답하여 허브를 중심으로 회전하도록 구성되는, 예 59의 (KoD) 시스템.
예 61: 회전 전극 패드는 KoD 디바이스의 눌린 위치 및 해제된 위치에 관계없이 터치 표면에 전기적으로 접속되고, 푸시 전극 패드는 눌린 위치에 응답하여 터치 표면에 전기적으로 접속되고 해제된 위치에 응답하여 터치 표면으로부터 전기적으로 격리되는, 예 59 또는 예 60에 따른 (KoD) 시스템.
결론
본 개시에서 사용된 바와 같이, 용어 "모듈" 또는 "컴포넌트"는 모듈 또는 컴포넌트의 액션을 수행하도록 구성된 특정 하드웨어 구현 및/또는 컴퓨팅 시스템의 범용 하드웨어(예를 들어, 컴퓨터-판독 가능 매체, 처리 디바이스 등)에 저장되고/되거나 그에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어 객체 또는 소프트웨어 루틴을 지칭할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 본 개시에 설명된 상이한 컴포넌트들, 모듈들, 엔진들, 및 서비스들은 컴퓨팅 시스템 상에서 실행되는 객체들 또는 프로세스들로서(예컨대, 개별 스레드들로서) 구현될 수 있다. 본 개시에 설명된 시스템 및 방법들 중 일부가 일반적으로 (범용 하드웨어에 저장되고/되거나 그에 의해 실행되는) 소프트웨어로 구현되는 것으로 설명되지만, 특정 하드웨어 구현 또는 소프트웨어와 특정 하드웨어 구현의 조합이 또한 가능하고 고려된다.
본 개시에서 사용된 바와 같이, 복수의 요소들과 관련한 용어 "조합"은 모든 요소들의 조합, 또는 요소들 중 일부의 요소들의 다양한 상이한 하위조합들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 문구 "A, B, C, D, 또는 이들의 조합들"은 A, B, C, 또는 D 중 임의의 하나; A, B, C, 및 D 각각의 조합; 및 A, B, C, 또는 D의 임의의 하위조합, 예컨대 A, B, 및 C; A, B, 및 D; A, C, 및 D; B, C, 및 D; A 및 B; A 및 C; A 및 D; B 및 C; B 및 D; 또는 C 및 D를 지칭할 수 있다.
본 개시에서 그리고 특히 첨부된 청구항(예컨대, 첨부된 청구항의 본문)에서 사용되는 용어는 일반적으로 "개방형" 용어로서 의도된다(예컨대, 용어 "포함하는"은 "~를 포함하지만, 이로 제한되지 않는"으로 해석되어야 하고, 용어 "갖는"은 "적어도 ~를 갖는"으로 해석되어야 하고, 용어 "포함하다"는 "~를 포함하지만, 이로 제한되지 않는다"로 해석되어야 하는 등등이다).
또한, 도입된 청구항 열거의 특정 수가 의도되는 경우, 그러한 의도는 그 청구항에 명시적으로 열거될 것이며, 그러한 열거의 부재 시에 그러한 의도는 존재하지 않는다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 하기의 첨부된 청구항들은 청구항 열거를 도입하기 위해 도입 문구 "적어도 하나" 및 "하나 이상"의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 문구의 사용은 부정관사("a" 또는 "an")에 의한 청구항 열거의 도입이 그러한 도입된 청구항 열거를 포함하는 임의의 특정 청구항을, 동일 청구항이 도입 문구 "하나 이상" 또는 "적어도 하나" 및 "a" 또는 "an"과 같은 부정관사를 포함하는 경우에도, 하나의 그러한 열거만을 포함하는 실시예로 제한한다는 것을 암시하는 것으로 해석되지 않아야 하며(예컨대, "a" 및/또는 "an"은 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함); 이는 청구항 열거를 도입하는 데 사용되는 정관사의 사용에 대해 적용된다.
또한, 도입된 청구항 열거의 특정 수가 명시적으로 열거될지라도, 당업자는 그러한 열거가 적어도 열거된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예컨대, 다른 수식어가 없는, "2개의 열거"의 꾸밈이 없는 열거는 적어도 2개의 열거 또는 2개 이상의 열거를 의미한다). 더욱이, "A, B 및 C 중 적어도 하나 등" 또는 "A, B 및 C 중 하나 이상 등"과 유사한 규약이 사용되는 그러한 경우에, 일반적으로 그러한 구성은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B 함께, A 및 C 함께, B 및 C 함께, 또는 A, B 및 C 함께 등을 포함하는 것으로 의도된다.
또한, 설명에서든, 청구항에서든, 또는 도면에서든, 2개 이상의 대안적인 용어를 제시하는 임의의 이접 단어 또는 문구는 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나, 또는 둘 모두의 용어를 포함하는 가능성을 고려하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 문구 "A 또는 B"는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시가 소정의 예시된 실시예들과 관련하여 본 명세서에서 설명되었지만, 이 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그런 식으로 제한되지 않는다는 것을 인지 및 인식할 것이다. 오히려, 예시되고 설명된 실시예들에 대한 많은 추가, 삭제 및 수정이 그의 법적 등가물과 함께 이하에서 청구되는 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 이루어질 수 있다. 또한, 하나의 실시예로부터의 특징들은 본 발명자에 의해 고려되는 바와 같은 본 발명의 범위 내에 여전히 포함되면서 다른 실시예의 특징들과 조합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 노브 온 디스플레이(knob on display, KoD) 디바이스로서,
    전기 전도성 재료를 포함하는 적어도 하나의 전극 - 상기 적어도 하나의 전극은 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에 맞물림 근접(engagement proximity)하여 위치되도록 구성됨 -; 및
    상기 터치 스크린 디바이스의 상기 터치 스크린과 상기 적어도 하나의 전극 사이에 위치되도록 구성된 베이스 조립체(base assembly) - 상기 적어도 하나의 전극은 상기 베이스 조립체를 통해 상기 터치 스크린 디바이스의 상기 터치 스크린에 맞물림 근접하여 위치되도록 구성됨 - 를 포함하는, KoD 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 KoD 디바이스를 상기 터치 스크린 디바이스의 상기 터치 스크린에 고정하기 위해 상기 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 상기 베이스 조립체의 측에 적용된 접착제를 추가로 포함하는, KoD 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접착제는 상기 접착제가 상기 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 상기 베이스 조립체의 측 전체와 동일한 크기가 되도록 상기 적어도 하나의 전극 반대편에 있는 상기 베이스 조립체의 측의 적어도 실질적으로 전체에 적용되는, KoD 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 베이스 조립체는 상기 KoD 디바이스의 단부를 적어도 부분적으로 덮도록 구성되는, KoD 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 베이스 조립체는 0.5 밀리미터 이하의 두께를 나타내는, KoD 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 베이스 조립체는 상기 KoD 디바이스의 전도성 캡(cap)을 향해 연장되는 하나 이상의 측벽들을 포함하는, KoD 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 베이스 조립체의 상기 하나 이상의 측벽들과 상기 KoD 디바이스의 상기 전도성 캡 사이에 하나 이상의 시일(seal)들을 추가로 포함하는, KoD 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전극은 상기 KoD 디바이스의 상기 전도성 캡의 회전에 응답하여 터치 센서의 상기 맞물림 근접 내에서 회전하도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, KoD 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극에 결합된 내부 하우징; 및
    상기 내부 하우징에 결합된 베어링을 추가로 포함하며,
    상기 베이스 조립체는 상기 베어링에 결합된 포스트(post)를 포함하여, 상기 내부 하우징 및 상기 적어도 하나의 전극이 상기 포스트를 중심으로 회전할 수 있게 하는, KoD 디바이스.
  10. 제9항에 있어서, 상기 베이스 조립체는 디텐트(detent)들을 포함하고, 상기 내부 하우징은 상기 포스트를 중심으로 한 상기 내부 하우징의 회전에 대한 기계적 저항을 제공하기 위한 하나 이상의 디텐트 액추에이터(detent actuator)들을 포함하는, KoD 디바이스.
  11. 노브 온 디스플레이(KoD) 시스템으로서,
    터치 센서 및 터치 스크린을 포함하는 터치 스크린 디바이스; 및
    KoD 디바이스를 포함하며, 상기 KoD 디바이스는,
    상기 터치 스크린 디바이스의 상기 터치 스크린에 고정된 베이스 조립체, 및
    상기 베이스 조립체를 통해 상기 터치 스크린 디바이스의 상기 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치된 하나 이상의 전극들을 포함하는, KoD 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 베이스 조립체는 상기 베이스 조립체로부터 연장되는 포스트를 포함하고,
    상기 KoD 디바이스는 상기 하나 이상의 전극들에 결합된 내부 하우징을 추가로 포함하며, 상기 베이스 조립체는 상기 내부 하우징을 적어도 부분적으로 수용하도록 구성되고, 상기 내부 하우징 및 상기 하나 이상의 전극들은 상기 베이스 조립체의 상기 포스트를 중심으로 회전하도록 구성되는, KoD 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 베이스 조립체는 접착제를 사용하여 상기 터치 스크린에 고정되는, KoD 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 접착제는 상기 터치 스크린과 대면하는 상기 베이스 조립체의 표면의 적어도 실질적으로 전체에 걸쳐 있는, KoD 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 KoD 디바이스는 상기 KoD 디바이스의 제1 위치에 응답하여 상기 하나 이상의 전극들의 푸시 전극 패드에 전기적으로 접속되는 터치 표면을 추가로 포함하며, 상기 터치 표면은 상기 KoD 디바이스의 제2 위치에 응답하여 상기 푸시 전극 패드로부터 전기적으로 격리되는, KoD 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 전극들은 상기 KoD 디바이스의 상기 제1 위치 및 상기 KoD 디바이스의 상기 제2 위치에 관계없이 상기 KoD 디바이스의 터치 표면에 전기적으로 접속되도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, KoD 시스템.
  17. 제11항에 있어서, 상기 하나 이상의 전극들은 상기 KoD 디바이스의 눌린 위치(depressed position) 및 상기 KoD 디바이스의 해제된 위치(released position)에 관계없이 상기 KoD 디바이스의 터치 표면에 전기적으로 접속되도록 구성된 회전 전극 패드를 포함하는, KoD 시스템.
  18. 노브 온 디스플레이(KoD) 시스템을 조립하는 방법으로서,
    KoD 디바이스의 베이스 조립체에 접착제를 적용하는 단계 - 상기 베이스 조립체는 하나 이상의 전극들을 적어도 부분적으로 수용함 -; 및
    상기 KoD 디바이스를 터치 스크린 디바이스의 터치 스크린에, 상기 베이스 조립체가 상기 하나 이상의 전극들과 상기 터치 스크린 사이에 있는 상태로, 그리고 상기 하나 이상의 전극들이 상기 베이스 조립체를 통해 상기 터치 스크린 디바이스의 터치 센서에 맞물림 근접하여 위치된 상태로 고정하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 베이스 조립체에 상기 접착제를 적용하는 단계는 상기 터치 스크린과 대면하도록 구성된 상기 베이스 조립체의 표면의 실질적으로 전체에 상기 접착제를 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 전극들은 상기 터치 스크린 디바이스의 상기 터치 센서로부터 고정된 거리에 위치되는, 방법.
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