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KR20090125222A - 사용자 입력 시스템, 전자 장치, 신호화 방법, 커버 및 프로그램 저장 장치 - Google Patents

사용자 입력 시스템, 전자 장치, 신호화 방법, 커버 및 프로그램 저장 장치 Download PDF

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KR20090125222A
KR20090125222A KR1020097023511A KR20097023511A KR20090125222A KR 20090125222 A KR20090125222 A KR 20090125222A KR 1020097023511 A KR1020097023511 A KR 1020097023511A KR 20097023511 A KR20097023511 A KR 20097023511A KR 20090125222 A KR20090125222 A KR 20090125222A
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KR
South Korea
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user
textured surface
cover
electronic device
actuator
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KR1020097023511A
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루프 티 타칼라
리스 뉴만
라카엘 슬레이트
마리 박
앤드류 가트렐
Original Assignee
노키아 코포레이션
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Publication date
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Abstract

전자 장치에서의 사용자 입력 시스템은, 사용자에 의해 눌러져서 전자 장치로 신호를 입력하도록 구성되는 입력 액츄에이터와, 입력 액츄에이터의 위치를 사용자에게 신호로 보내는 액츄에이터 위치 신호화 시스템을 포함한다. 상기 액츄에이터 위치 신호화 시스템은, 접촉하는 사용자의 손가락에 있어서 입력 액츄에이터에 근접한 텍스처드 표면과, 텍스처드 표면에 접촉하는 동안에 사용자의 손가락에 대한 감각 입력을 향상시키기 위해 텍스처드 표면을 이동시키는 시스템을 포함한다.

Description

사용자 입력 시스템, 전자 장치, 신호화 방법, 커버 및 프로그램 저장 장치{FEEDBACK ON INPUT ACTUATOR}
본 발명은 사용자 인터페이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 햅틱(haptics)을 사용하는 사용자 인터페이스에 관한 것이다.
햅틱은 보다 우수한 현실감, 대화성, 정확성, 성능을 위해 터치의 생리학(physiology)과 로봇학(robotics)을 결합한 것이다. 미국 특허 출원 공개 제2001/0035854A1호는 터치 패드와 다른 터치 제어를 위한 햅틱 피드백의 사용을 개시한다. 물리적 피드백을 갖는 햅틱이 연구되었고, 고성능의 게임 장치, 가상 핸드 3D 모델링 소프트웨어, 자동차 공업 및 홈 원격 제어 장치(예를 들면, 소니 NAVITUS(등록상표))로 구현되었다. 종래에, 햅틱 시스템은 장치 내에 숨겨져 있었기 때문에, 결과적으로 그와 같은 시스템을 포함하기 위하여 보다 큰 장치가 필요했다.
키를 누르는 촉각 신호(tactile cues)는 돔에 의해 구현되거나, 혹은, 가상키의 경우에는 사운드 및 그래픽 신호를 이용하여 터치 스크린 상에서 구현되었다. 소니 NAVITUS(등록상표)는 터치 스크린을 움직여서 촉각 신호를 인가하기 위해 피에조 요소를 사용하였다. 그러나, 이것은 단일 펄스였다. 터치 스크린은 고가이고, 핸드헬드 휴대용 장치에서 사용될 때에 손상되기도 쉬울 수 있다.
반드시 터치 스크린을 사용할 필요없이, 전자 장치 상에서 사용자가 입력할 수 있는 입력 액츄에이터의 위치를 신호화하는 햅틱을 사용할 수 있는, 새로운 유형의 입력 시스템을 제공하는 것이 요구된다. 또한, 프로파일드(profiled) 또는 텍스처드(textured) 촉각 요소 및/또는 진동 촉각 요소를 사용하는 사용자 입력을 위한 햅틱 신호화 시스템을 제공하는 것이 요구된다.
본 발명의 일측면에 의하면, 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템은, 전자 장치로 신호를 입력하기 위해 사용자가 누르기에 적합한 입력 액츄에이터와, 입력 액츄에이터의 위치를 사용자에게 신호로 보내도록 구성된 액츄에이터 위치 신호화 시스템을 포함한다. 상기 액츄에이터 위치 신호화 시스템은, 사용자의 손가락이 접촉하기 위한 것으로, 입력 액츄에이터에 근접한 텍스처드 표면과, 텍스처드 표면에 접촉하는 동안에 사용자의 손가락에 대한 감각 입력을 향상시키기 위해 텍스처드 표면을 이동시키는 시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 전자 장치의 사용자가 전자 장치 상의 사용자 입력의 위치를 신호화하는 방법은, 전자 장치에 신호를 입력하기 위해 사용자가 누르기에 적합하며, 사용자 입력에 근접한 텍스처드 표면을 전자 장치에 제공하는 단계와, 사용자가 텍스처드 표면을 터치하고 있는 동안에, 사용자에 대한 상기 텍스처드 표면의 감각 입력을 향상시키도록 텍스처드 표면을 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템은, 사용자 누름 가능한 입력 영역 근처의 텍스처드 표면을 갖는 전자 장치의 커버와, 커버의 사용자 누름 가능한 입력 영역 아래쪽에 위치한 입력 액츄에이터와, 사용자의 터치에 대한 상기 입력 액츄에이터의 위치의 촉각 신호화가 향상되도록, 텍스처드 표면에서 커버를 진동시켜서, 텍스처드 표면에서 커버의 사용자 터치에 대한 감각 입력을 향상시키는 진동 시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템은, 투명한 윈도우를 갖는 전자 장치의 커버와, 윈도우 아래쪽에 위치된 햅틱 액츄에이터를 포함한다. 상기 햅틱 액츄에이터는, 윈도우 상의 사용자의 터치에 대한 촉감 입력을 제공하기 위해 윈도우를 이동시키도록 구성된다. 상기 햅틱 액츄에이터는 윈도우를 통해서 사용자가 볼 수 있는 표시를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템은, 상기 전자 장치로 신호를 입력하기 위해 사용자가 누르기에 적합한 입력 액츄에이터와, 입력 액츄에이터를 구동시키기 위해 사용자가 안쪽으로 누르기에 적합한 부분을 갖되, 상기 부분은 입력 액츄에이터 위에 위치하는 전자 장치의 커버와, 입력 액츄에이터 위에 커버의 그 부분을 진동시키도록 구성된 진동기를 포함하는 햅틱 액츄에이터를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 핸드헬드 휴대용 전자 장치에서의 커버는, 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역과, 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부에 대해 커버가 제거 가능하게 탑재된 시스템을 포함한다. 상기 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역은 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 사용자 누름 가능한 입력 액츄에이터의 위쪽에 위치되도록 구성된다. 상기 텍스처드 표면 영역은, 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 사용자 누름 가능한 입력 액츄에이터의 위에 위치되도록 구성된다. 상기 텍스처드 표면 영역은, 사용자의 누름에 의해 사용자 누름 가능한 입력 액츄에이터를 구동시켜서, 전자 장치로 신호를 입력하도록 구성된다. 상기 텍스처드 표면 영역은, 사용자가 식별할 수 있는 심미적 설계 형상을 갖는다. 상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부는, 상이한 형상의 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 갖는 복수의 상이한 커버 중 하나가 거기에 탑재되는데, 그 탑재는 상기 커버가 상이한 형상의 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 갖는 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부 상에서 상이한 커버로 교체되도록 이루어진다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 핸드헬드 휴대용 전자 장치에서의 커버로서, 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부에 커버를 부착하여, 사용자 입력 액츄에이터를 사용자가 누를 때에 핸드헬드 휴대용 전자 장치로 신호를 입력하도록 구성되는 주요부 상의 사용자 누름 가능한 입력 액츄에이터를 덮는 시스템과, 사용자 입력 액츄에이터 위에 위치되도록 구성되는 커버의 외부쪽의 햅틱 텍스처드 표면을 포함한다. 상기 햅틱 텍스처드 표면은, 사용자의 터치를 감지하여 사용자 입력 액츄에이터의 위치를 표시하도록 구성되는 사용자 입력 액츄에이터의 바로 위 및/또는 그 주변의 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부를 포함한다. 상기 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부는 사용자가 볼 수 있는 심미적인 설계를 형성한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 기계에 의해 판독 가능한 프로그램 저장 장치는, 촉감을 향상시키는 동작을 수행하여 사용자 입력의 위치를 표시하기 위해서, 기계에 의해 실행 가능한 명령의 프로그램을 유형적으로 구현하고, 상기 동작은, 사용자 입력 위쪽에 햅틱 텍스처드 표면 영역을 갖는 커버 상에서 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 단계를 포함하고, 사용자의 손가락의 위치가 사용자 입력 위쪽의 햅틱 텍스처드 표면 영역에 근접하게 감지되면, 햅틱 텍스처드 표면 영역을 진동시켜서, 햅틱 텍스처드 표면 영역에서 사용자의 손가락에 대한 촉감을 향상시킨다.
본 발명의 상기한 측면 및 다른 특징에 대해서, 첨부 도면을 참조하여, 이하의 명세서에서 설명한다.
도 1은 본 발명의 특징부를 구비하는 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 장치의 정면도,
도 3은 도 1 및 2에 도시된 장치의 일부의 횡단면도,
도 4는 도 1 및 2에 도시된 장치의 변형예의 일부의 횡단면도,
도 5는 도 1 및 2에 도시된 장치의 구성요소의 블록도,
도 6은 도 1 및 2에 도시된 장치의 다른 변형예의 일부의 횡단면도,
도 7은 도 1 및 2에 도시된 장치의 구성요소의 변형예의 블록도,
도 8-12는 도 1 및 2에 도시된 장치의 커버의 키패드부의 변형예를 나타내고,
도 13-14는 도 1 및 2에 도시된 장치의 커버의 탐색 제어부의 변형예를 나타내고,
도 15-16은 도 1 및 2에 도시된 장치의 커버의 전원키부의 변형예를 나타내고,
도 17-27은 도 1 및 2에 도시된 장치의 커버의 볼륨 및/또는 줌 제어부의 변형예를 나타내고,
도 28-29는 본 발명의 다른 실시예의 구성요소를 탑재하는 형태의 개략적인 횡단면도,
도 30은 본 발명의 다른 실시예의 주요부의 전면 사시도,
도 31은 도 30에 도시된 주요부에 부착하기 위한 커버의 후면 사시도,
도 32는 도 30 및 31에 도시된 주요부와 커버를 각각 서로 부착한 배면 사시도.
도 1을 참조하면, 본 발명의 특징부를 포함하는 핸드헬드 휴대용 전자 장치(10)의 사시도가 도시되어 있다. 본 발명은 도면에 도시된 예시적인 실시예를 참조하여 설명되지만, 본 발명이 많은 다른 유형의 실시예에서 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 소정의 적절한 크기, 형상 또는 유형의 요소 또는 재료를 사용할 수 있다.
본 실시예에서의 장치(10)는 이동 전화이다. 그러나, 본 발명의 특징부는, 예컨대 음악 재생기, 디지털 카메라, PDA, 인터넷 브라우저, 게임 핸드셋 등의 핸드헬드 휴대용 전자 장치, 혹은, 심지어 대형 전자 장치 또는 공업용 도구의 사용자 입력 키패드 등의 비휴대용 전자 장치를 포함하는 장치의 소정의 적절한 유형의 사용자 입력부에서 사용될 수 있다. 이동 전화기(10)는, 예컨대 음악 재생기 애플리케이션, 디지털 카메라 애플리케이션, 인터넷 브라우저 애플리케이션, 및/또는 게임 애플리케이션을 포함하는 전화 애플리케이션 이외의 애플리케이션을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 이동 전화기(10)는 디스플레이가 키패드에 대해 움직이지 않는 블록형의 핸드셋이다. 그러나, 본 발명의 특징부는, 플립형 핸드셋 또는 슬라이드형 핸드셋을 포함하는 다른 유형의 핸드셋 설계에서 사용될 수 있다. 이동 전화기(10)는 일반적으로 하우징(12), 하우징 내부의 전자 회로(14), 하우징 내부의 재충전 가능한 배터리(16) 및 전자 회로에 조작 가능하게 연결되고 하우징에 탑재되는 디스플레이(18)를 포함한다. 전자 회로(14)는 일반적으로 예컨대 마이크로프로세서 등의 제어기, 메모리, 트랜시버, 안테나를 포함한다. 그러나, 소정의 적절한 유형의 전자 회로가 제공될 수 있다.
전자 회로(14) 및 하우징(12)이 결합하여, 전화기(10)의 복수의 특징부에 대한 사용자 입력부를 형성한다. 본 실시예에서, 사용자 입력부는 전원키 특징 부(20), 볼륨 및/또는 줌 제어 특징부(22), 탐색 및 기능키 특징부(24), 문자 키패드 특징부(26)를 포함한다. 어느 정도의 사용자 입력부가 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 이들 사용자 입력부 모두는, 사용자 입력부를 구동시키기 위해 하우징(12)의 일부를 안쪽으로 누름으로써 구동되도록 구성된다. 그러나, 다른 실시예에서, 하나 이상의 이들 사용자 입력부는 사용자가 누를 수 없거나, 특정한 사용자 입력부를 형성하는 하우징의 일부를 가지지 않을 수도 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 하우징(12)은 탄성 폴리머 재료(resilient polymer)를 포함하는 외부 커버(28)를 포함한다. 커버(28)는 그 외부면을 따라 이랑(ridges)과 홈(grooves)을 갖는다. 이들 이랑과 홈은, 전화기(10)의 외부에 대해 시각적으로 심미적인 설계를 제공하고, 사용자에 의해 터치되는 경우에 사용자의 손가락에 대해 촉감을 제공한다는 2개의 주요한 목적을 이룬다. 다른 실시예에서, 이랑과 홈의 일부 또는 전체는 너무 작아서 항상 직접적으로 눈에 보이는 것이 아닐 수도 있다. 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예에서는, 일부 영역에서는 이랑과 홈이 균일하고, 다른 영역에서는 이랑과 홈이 균일하지 않지만, 대신에 패터닝된 형상을 가진다. 이랑과 홈의 패터닝은, 본 발명의 특징부가 채용될 수 있는 한, 이랑과 홈(또는, 이와는 다른 텍스처 및/또는 형상을 갖는 커버의 외부면)의 소정의 적절한 패턴을 제공하도록 설계될 수 있다. 커버(28)는 전화의 대부분의 외부면을 형성한다. 바람직한 실시예에서, 커버(28)는 일체형 부재이다. 그러나, 다른 실시예에서, 커버(28)는 복수의 부재를 포함할 수 있고, 아마도 그 복수의 부재는 예컨대 서로 완전하게 결합되어 있을 것이다.
문자 키패드 특징부(26)는 일반적으로 커버(28)의 키패드부(32) 아래쪽에 위치한 12개의 입력 센서(30)를 포함한다. 이는, 통상, 전화 다이얼링을 위한 ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommnication Standardization Sector) 키패드에 해당한다. ITU-T 키패드는 12개의 키를 이용하는 키패드 레이아웃을 갖는다. ITU-T 키패드는 키패드의 키 상의 숫자와 알파벳 문자를 결합시킨다. 예컨대, 숫자 "2" 키는 문자 ABC를 수반하고, 숫자 "3" 키는 문자 DEF를 수반하는 등, 기지된 바와 같다. 키 레이아웃에 사용되는 다른 유형의 문자 내지 숫자 배치는, 미국 특허 출원 공개 공보 제2006/0103623호에 개시된 내용을 포함하는데, 그 내용은 전체적으로 본 명세서에서 참조로 포함되어 있다. 다른 실시예에서, 센서는 반드시 개별적이지 않아도 좋다.
또한, 도 3을 참조하면, 본 실시예에서, 입력 센서(30)는 인쇄 회로 기판(34) 상에서 탄성적으로 눌릴 수 있는 돔 센서를 포함한다. 그러나, 소정의 적절한 사용자 입력 센서가 제공될 수 있다. 커버(28)는, 센서(30)를 구동시키기 위해, 화살표(36, 37)로 표시되는 바와 같이 사용자의 손가락에 의해 눌릴 수 있다. 이와 같이 눌리면, 신호가 제어기로 보내진다. 따라서, 숫자 및/또는 문자 및/또는 기호에 대응하는 신호가 전화기(10)로 입력될 수 있다. 커버(28) 및 돔 센서(30)는, 사용자에 의해 해제된 후에, 탄성적으로 구부려져서 그 본래의 위치로 되돌아갈 수 있다. 입력 액츄에이터는 눌릴 수 있는 돔을 갖는 키패드 매트를 포함할 수 있고, 텍스쳐드 표면(textured surface)은 각각의 돔에 대해서 복수의 별개의 텍스쳐드 표면을 포함할 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5를 참조하면, 입력부는 적어도 하나의 움직임 액츄에이터(38)를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 각각의 입력 센서(30)마다 하나의 움직임 액츄에이터(38)가 마련된다. 움직임 액츄에이터(38)는 제어기(42)에 동작 가능하게 연결되어 있다. 본 실시예에서, 움직임 액츄에이터(38)는 전압 인가 시에 바깥쪽 방향(40)으로 부풀어 오르도록 구성되는 피에조 액츄에이터를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서는, 커버(28)의 일부를 움직이기 위한 소정의 적절한 유형의 움직임 액츄에이터가 마련될 수 있다. 피에조 액츄에이터(38)는 프레임(44)에 탑재되어, 입력 센서(30)의 위와 커버(28)의 아래에서 액츄에이터를 지지한다. 따라서, 피에조 액츄에이터(38)에 전압이 인가되면, 커버(28)의 일부가 상기 입력 센서(30)의 위에서 위아래로 움직이게 된다. 전원 차단시에, 커버(28)와 액츄에이터(38)는 도 4에 도시된 그것들의 본래 위치로 되돌아갈 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제어기(42)는 움직임 액츄에이터(38)를 반복적으로 구동 및 비구동하여, 커버(28)의 일부분에서의 진동 움직임을 입력 센서(30) 위에 직접적으로 제공하도록 구성된다. 제어기(42)는 움직임 액츄에이터(38)를 반복적으로 구동 및 비구동하여, 일정한 진동 움직임 또는 변동하는 진동 움직임을 제공하도록 구성될 수 있다.
제어기(42)는 단지 사전 결정된 사건에 근거하여 움직임 액츄에이터(38)를 구동 및 비구동시키는 것이 바람직하다. 예컨대, 사전 결정된 사건은 애플리케이션 소프트웨어에서의 사건일 수 있다. 그러나, 사전 결정된 사건은 센서로부터의 신호를 포함하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 도 6 및 7도 함께 참조하면, 전화기(10)는 하나 이상의 손가락 센서(46)를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서는, 각각의 움직임 액츄에이터(38)마다 하나의 손가락 센서(46)가 마련된다. 손가락 센서(46)는 제어기(42)에 동작 가능하게 연결되어 있다. 본 실시예에서, 손가락 센서(46)는, 입력 센서(30) 위의 커버(28)의 일부에서, 사용자의 손가락의 존재를 센서(46) 위에서 직접적으로 감지하도록 구성되는 용량 센서를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서는, 커버(28) 상에서 사용자의 손가락의 존재를 감지하기 위한 소정의 적절한 유형의 손가락 센서가 마련될 수 있다. 손가락 센서(46)는 커버(28) 바로 아래에서 프레임(44)에 탑재되고, 전기 절연체(48)에 의해 움직임 액츄에이터(38)로부터 떨어져 있다.
손가락 센서(46)는 액츄에이터(38) 위쪽의 커버(28) 상에서 사용자의 손가락의 존재를 감지하면, 신호를 제어기(42)에 보내도록 구성된다. 다음에, 제어기는 움직임 액츄에이터(38)를 구동시키도록 구성된다. 사용자는 사용자의 손가락이 있는 제한된 위치에서의 커버의 움직임을 느낄 수 있다. 이는, 사용자의 손가락이 입력 센서(30) 위에 있음을 신호화한다. 사용자는 커버(28)를 눌러서 센서(46) 및 액츄에이터(38)를 누르고, 그에 의해 입력 센서(30)를 눌러서 구동시킬 수 있다. 사용자가 손가락을 떼면, 손가락 센서(46)에 의해 감지되는 바와 같이, 제어기(42)는 사용자의 손가락이 다시 감지될 때까지 액츄에이터(38)를 OFF시킬 수 있다.
사용자 입력의 위치를 나타내기 위해 촉감을 향상시키는 동작을 수행하는 기계에 의해 실행 가능한 명령어의 프로그램을 유형적으로 구현하는 소프트웨어는 그 기계에 의해 판독 가능한 프로그램 저장 장치에 저장될 수 있고, 상기 동작은 사용 자 입력의 위쪽에 햅틱 텍스처드 표면 영역을 갖는 커버 상에서 사용자 손가락의 위치를 감지하는 단계와, 사용자 손가락의 위치가 사용자 입력 위쪽의 햅틱 텍스처드 표면 영역 근처에서 감지되면, 햅틱 텍스처드 표면 영역을 진동시켜서, 햅틱 텍스처드 표면 영역에서의 사용자의 손가락에 대한 촉감을 향상시키는 단계를 포함한다.
이동 전화기 애플리케이션에 있어서, 일정한 크기 및 방향성의 피에조 액츄에이터, 진동기 또는 진동 솔레노이드는, 터치 감지형의 평면 디스플레이 화면 또는 촉각 및 햅틱 피드백을 인가하는 커버 부품 아래쪽에 배치될 수 있다. 이는, 종래의 키패드를 사용하는 대신에 입력 장치로서 터치 스크린 또는 패드를 사용할 수 있도록 한다. 입력 장치에서의 촉각 피드백은 통신 상호 작용성 및 직관적인 사용자 인터페이스를 개선함으로써 사용자 경험을 향상시킨다. 햅틱 장치, 액츄에이터, 시스템, 특징부는 장식 요소로서 사용될 수 있다.
장식 기능적(deco-functional) 햅틱 키보드 인터페이스는, 햅틱 영역이 장식적이고 기능적인 양쪽의 목적을 통합할 수 있도록 한다. 불투명한 하우징 또는 디스플레이의 아래쪽에 햅틱 구성요소 조립품을 배치하는 대신에, 기능적이고 장식적인 부품으로서의 햅틱 구성요소의 부품의 사용은, 투명 또는 반투명의 하우징 아래쪽에 그것들을 배치함으로써 제공될 수 있다. 예컨대, 피에조 액츄에이터에서의 금속 증폭판과 같은 햅틱 요소는, 장식이 없거나, 키 넘버(key number) 등이 새겨진 그래픽을 가질 수 있는 가시적 금속 표면을 제공하는 장식 요소로서 사용될 수 있다.
장식 기능적 햅틱 인터페이스에 있어서, 사용자는 사용자의 손가락을 표면 상에서 슬라이드함으로써 키의 위치를 느낄 수 있다. 표면 텍스처에서의 불연속성 및 변화는, 키와 같은 기능 영역의 위치를 나타내는 움직이는 손가락에 의해 느껴질 수 있다. 또한, 텍스처의 반사광으로부터의 일부 미묘한 가시적 신호는 키패드 키 또는 다른 입력 요소의 위치를 나타낼 수 있다. 커버 아래쪽으로부터의 조명은 입력 요소의 가시적 지각을 변경하는 데 사용될 수 있기 때문에, 소프트웨어 애플리케이션의 필요성 또는 사용 컨텍스트(use context)에 근거하여 입력 영역의 기능성을 변경한다. 이동장치 커버 상에서 또는 심지어 디스플레이 상에서도 기능적 영역을 나타내는 햅틱 표면 텍스처를 형성하기 위한 여러 가지 방법이 있다. 그 결과, 텍스처는 장식적이고 산업적인 설계 요소로서도 사용될 수 있다.
표면을 진동시킴으로써 장치 커버 상에서의 텍스처의 느낌을 증폭시킬 수 있다. 사용자가 여전히 손가락을 유지하고 있으면, 피에조 요소(또는 다른 진동 생성기)는 표면을 약간 진동시켜서, 사용자의 손가락이 움직이지 않더라도 텍스처를 사용자가 느낄 수 있도록 한다. 그 결과, 사용자는 사용자의 손가락이 키 누름에 대한 올바른 위치에 있음을 알게 된다. 진동은 진폭 및/또는 주파수가 일정해지거나 변화될 수 있다.
이동 장치 상의 일정한 위치에서의 표면이 텍스처되지 않으면, 진동 요소의 진동은 가상의 표면 텍스처를 생성하기 위해 진폭 및/또는 주파수가 제어될 수 있다. 장치는 용량성 또는 다른 유사한 터치 감지 영역(커버 또는 디스플레이 상의 좌표 위치를 신호화할 수 있음)을 사용하여, 손가락이 가리키거나 터치하고 있는 위치에 따라, 사용자의 손가락을 위치시키고, 진동 피드백을 변경할 수 있다(예컨대, 키 영역의 가장자리 상의 하드 키에 대한 소프트 진동, 및 손가락이 키 상에 없으면 진동 없음). 이는, "숨겨진 키"가 사용자에 대해 햅틱으로 표시되어야 할 때에 유용하다. 햅틱 신호를 갖는 키가 디스플레이 위와 같은 광학적으로 제한적인 표면 위에 배치되어야 할 때에도 사용할 수 있다.
터치 감지 영역을 갖는 기능적 햅틱 장치는, 편평한 표면 아래쪽에 특히 디스플레이 애플리케이션에 햅틱 장치를 배치함으로써 구현되어 왔다. 본 발명은 다른 유형의 입력 장치로 촉각 피드백을 제공하는 햅틱 애플리케이션으로 확장될 수 있고, 숨겨진 구성요소가 아니라 장식 부품으로서 그것의 구성요소를 사용함으로써 장식적인 목적으로 수행될 수 있다. 또한, 본 발명은 디스플레이와 같은 편평한 표면만이 아닌 이동 장치의 소정의 부품을 장식적인 햅틱 장치로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 터치 감지 및 터치 피드백 장치에서의 햅틱은, 2가지 유형의 햅틱 요소인 패시브 햅틱 요소 및 액티브 햅틱 요소 중 한쪽 또는 양쪽으로 이루어진다. 패시브 햅틱 요소는, 장치의 커버가 그들의 형상 또는 텍스처에 의해 키의 위치와 같은 기능적 위치를 나타내는 것이다. 액티브 햅틱 요소는 진동 또는 반복적인 움직임이 장치 표면의 텍스처 또는 움직임의 표현을 사용자 손가락에 대해 과장하여 표현하는 데 사용된다. 이는, 손가락 위치 정보 및 압력과 관련하여 마련될 수 있다. 햅틱을 사용하는 3번째 방식은 하이브리드 햅틱 시스템에서 액티브 및 패시브 햅틱의 조합을 사용하는 것이다.
패시브 햅틱 구현예는, 표면에 홈을 내고, 홈 또는 이랑의 피치, 높이, 방향 에 동적 또는 파괴적인 변화를 만들어냄으로써 행해질 수 있다. 모서리 또는 둥글게 된 모퉁이를 갖는 홈의 방향을 변경하거나, 혹은, 홈의 높이 및 피치에서의 급격하거나 점차적인 변화를 통해서, 키 영역을 나타낼 수 있다. 다수의 홈과 그것들의 변형의 조합은, 표면 상에서 손가락을 움직이는 사용자에게 기능 영역의 위치(예를 들면, 키)를 나타낼 수 있다.
장식 기능적 햅틱 장치의 액티브 햅틱 구현예는, 키패드 또는 볼륨 키 등, 인간-장치 간의 상호 작용을 위해 사용자가 자신의 손가락을 사용하는 영역의 아래쪽에, 용량 센서를 배치하는 것을 포함할 수 있다. 용량 센서는 손가락의 좌표를 나타낼 수 있다. 이들 좌표와, 사용되는 애플리케이션 키가 존재하는 좌표 맵을 비교하면, 장치는 키의 위치를 햅틱으로 나타내기 위해 표면을 진동시킬 수 있다.
이전의 2개의 경우를 조합함으로써, 홈 또는 돌출부 상에서 손가락을 움직이지 않고서 느껴질 수 있는 하이브리드 시스템의 형성을 가능하게 한다. 추가적인 기능성은, 표면 텍스처가 키를 나타내지 않는 장소에, 진동을 갖는 새로운 햅틱 키를 형성함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명의 이점은 이하를 포함한다:
ㆍ통신 상호 작용성 및 직관적인 사용자 인터페이스를 개선함으로써 향상된 경험.
ㆍ기존의 입력 장치(예를 들면, 키패드)를 햅틱 인터페이스로 교체함으로써 제품 설계를 단순화함; 통합 햅틱(integrated haptics)을 갖는 전면 하우징(front housings) 또는 입출력 장치로서의 통합 햅틱을 갖는 디스플레이는, 키패드와 같은 실제 입력 장치를 제거할 수 있음.
ㆍ기존의 입력 장치를 제거함으로써 비용을 절감함.
ㆍ입력 장치의 위치에 대한 촉각 신호를 손상시키지 않고서 표면 영역에 대한 보다 양호한 설계의 자유도를 형성함.
ㆍ애플리케이션이 요구할 때만 사용할 수 있는 '숨겨진 키'의 형성을 가능하게 함.
ㆍ키패드 또는 터치 패드로서 키패드 영역을 사용할 수 있게 함.
종래, 키 위치에 대한 촉각(터치) 신호, 입력 장치, 설계의 다른 요소는 대형이었다. 현대의 설계 및 애플리케이션에서는, 때때로 또는 소정의 설계에서 이들 요소를 숨겨서, 커버(즉, 소정의 애플리케이션에서 온되는 숨겨진 키)에 있어서 기능적 액티브(키, 입력 장치) 영역의 보다 미묘한 표시를 가능하게 하는 소망이 있다. 이는, 액티브하게 또한 패시브하게 햅틱/촉각 텍스처로 행해질 수 있다.
새로운 이동장치는 크기가 작고, 또한, 상이한 입출력 방법 및 장치를 필요로 하는 복수의 기능을 갖는다. 사용자, 또는 장치 자신의 소프트웨어 애플리케이션은, 기존의 개별적인 입력 장치 솔루션들 사이에서 전환될 수 없다. 본 발명의 솔루션은, 햅틱 출력을 제어함으로써, 터치 패드 및 키패드로서의 단일 입력 장치(예컨대, 용량 터치 센서 등)를 사용 가능하게 하지만, 장치가 비액티브 햅틱 모드(non-active-haptic mode)일 때에 사용자가 키를 위치시킬 수 있는 가능성을 여전히 유지하고 있다.
종래, 표면 텍스처는, 키 위치를 햅틱으로 표시하는 데 사용되지 않았고, 표 면 텍스처를 가상 구현하기 위해, 또는 표면을 움직임으로써 표면 텍스처의 '느낌'을 개선하기 위해 사용된 액티브 진동도 갖지 않았다. 본 발명은 이들 특징부를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명은 햅틱 터치의 사용 시에 일련의 기능적 텍스처의 표면을 개발하는 데 사용될 수 있다. 햅틱 터치의 물리적 피드백 능력이, 종래의 주요한 재료를 전체적으로 교체하고 본 기술을 위해 보다 인간 지향적인 인터페이스를 형성할 수 있는 복잡한 커버 몰딩을 개발하여 제조할 수 있게 하는 햅틱 터치를 사용하는 제품을 근거로 한 기존의 화면이 아니라, 3D 텍스처의 표면을 통해서 개발될 수 있는, 고도로 감각적이고 정서적인 인터페이스를 형성하는 것이 목적으로 될 수 있다. 텍스처 어드레스 볼륨의 가속화 및 줌 기능, 탐색 키 및 조이스틱, 문자숫자 키 및 전원에 대해 특정 기능의 텍스처의 영역이 물리적 입력으로 고려되었다. 전체적인 텍스처의 외관(aesthetic)이 개발되어, 제품, 프레임, 및 하우징의 폼 팩터(form factor)를 통해서 이들 영역의 텍스처의 기능성을 형태화할 수 있다.
도 1 및 2에 도시된 실시예에서, 전자 장치용 사용자 입력 시스템은, 사용자에 의해 눌러져서 전자 장치 내에 신호를 입력하도록 구성된 입력 액츄에이터와, 사용자에 의해 안쪽으로 눌러져서 입력 엑츄에이터를 구동시키도록 구성되어 있는 입력 액츄에이터 위에 위치한 부분을 갖는 전자 장치의 커버와, 입력 액츄에이터 위에 있는 부분의 커버를 진동시키도록 구성된 진동기를 포함하는 햅틱 액츄에이터를 포함하도록 마련될 수 있다. 상기 부분은 커버의 둘레 부분에서 사용자에 의해 시각적으로 거의 식별되지 않을 수 있다. 이와 달리 또는 부가하여, 이는 "숨겨 진 키"의 특징부를 형성하는 다른 입력부로 사용될 수 있고, 커버의 영역은 사전 결정된 사건 시에만 또는 일정한 소프트웨어 애플리케이션에 대해서만 진동되고, 다른 소프트웨어 애플리케이션에 대해서는 진동되지 않는다.
도 8은 키패드부(32')에서의 커버(28')의 외부면의 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 커버(28)의 외부면은 시각적을 식별될 수 있는 표시를 갖고, 이는 일반적으로 ITU-T 키패드에 대응하는 외부면 내에 형성된 형상화된 숫자, 문자 및 기호를 포함한다. 도 1 및 2 에 도시된 실시예에서, 숫자, 문자 및 기호는 키패드부(32) 상의 커버(28) 내부에 상이한 색상으로 주입될 수 있다. 따라서, 키패드부(32) 상의 커버(28)의 외부면의 텍스처는 거의 균일해질 수 있다.
또한, 도 9-12를 참조하면, 키패드부 커버의 외부면의 형상 및 텍스처에 대해 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 9에서, 키패드부(50)는 중앙의 함몰 영역(52)(따라서, 상대적으로 돌출된 2개의 인접한 영역(53, 54)을 형성함)과, 이 영역(52, 53)에 대해 수직이고 가로로 연장하는 4개의 일련의 홈(56)을 포함한다. 영역(52-54)과 4개의 일련의 홈(56)의 조합은 12개의 교차 영역을 형성한다. 각 교차 영역은 12개의 입력 센서(30) 중 하나의 위쪽에 위치된다.
도 10은 12개의 함몰 영역(58)이 키패드부 커버의 외부면에 마련되어 있는 실시예를 도시한다. 각 영역(58)은 함몰된 형상에 대해 측벽(side walls)을 형성하는 복수의 이랑을 가지는 일반적인 사각형 형상을 갖는다. 도 11은 유사한 실시예를 도시하지만, 직사각형의 함몰 영역(60)을 가진다. 도 12는 가로로 연장하는 4개의 함몰부(62)를 가지는 다른 실시예를 도시한다. 3개의 상승된 돌출부(64)는 각 함몰부(62) 내에 위치된다. 이는, 사용자가 터치에 의해 확인하도록, 입력 센서(30) 위에 촉각으로 감지할 수 있는 12개의 영역을 형성한다. 이것들은 일부 예시일뿐이고, 제한적인 설명으로 생각되지 않아야 한다.
도 1 및 2로 되돌아가면, 본 발명의 햅틱 특징부는 전화기(10)의 탐색 및 기능키 특징부(24)에도 적용되었다. 그러나, 다른 실시예에서는, 본 발명의 햅틱 특징부가 장치의 탐색 및 기능키 특징부에 적용되지 않았을 수도 있다. 본 실시예에서, 5방향 탐색키 특징부(66)는, 중앙, 위쪽, 아래쪽, 2개의 측면에서 그 특징부를 사용자가 누를 수 있도록 하여, 조이스틱과 유사하게 기능하도록 마련되어 있다. 5방향 탐색키 특징부(66)는 커버(28) 아래의 센서와, 함몰부(68)의 아래쪽을 향하는 그것의 벽 상에 이랑을 갖는 십자가 형상의 함몰부(68)를 갖는 커버를 포함한다. 이는, 사용자가 5방향 탐색키 특징부(66)의 5개의 개별적인 구동 지점을 확인해서 누르도록, 확실히 개별적인 텍스처 및 형상을 갖는 표면을 형성한다. 도 2에서 보여지는 바와 같이, 4개의 입력 센서(30)는 함몰부(68)의 대각선 코너에서 함몰부(68)의 바깥쪽에 있는 커버(28)의 아래에 위치되어 있다. 이들 센서 및 커버는 기능키로서 동작할 수 있다. 조이스틱 텍스처는, 볼륨 제어 및 전원을 확인하는 제품의 측면을 추가로 반영하기 전에, 4방향 키를 자연스럽게 강조하도록 반영되어 있다.
도 13 및 14는 일부 다른 설계를 나타낸다. 예컨대, 도 13은 관련 기능키 특징부를 갖지 않고서 4방향 또는 5방향 탐색키 특징부(70)의 부품을 제공하는 텍스처 및 형상을 갖는 커버의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 특징부(70)는, 그 벽을 따라 안쪽으로 기우는, 통상의 십자가 형상을 형성하는 일련의 이랑(74)을 가지는 함몰부(72)를 갖는다. 함몰부(72)의 중앙 하부에는 통상의 십자가 형상을 가지는 위쪽을 향하는 돌출부(76)를 갖는다. 안쪽으로 기우는 일련의 이랑(74)은, 사용자에 의해 눌러질 수 있는 십자가 형상의 돌출부의 4개의 단부(78)의 촉감을 사용자에게 신호로 보낼 수 있다.
도 14는 연관된 상이한 유형의 기능키 특징부(80)를 가지는 4방향 또는 5방향 탐색키 특징부(66)의 부품을 제공하는 텍스처 및 형상을 갖는 커버의 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 기능키 특징부(80)는 탐색키 특징부(66)의 4개의 사선 코너에서 커버 내에 4개의 직선형 홈 영역(82)을 갖는다. 사용자 입력 센서는 각 영역(82)의 아래쪽에 위치되어 있다. 본 실시예에서, 홈은 커버의 측면에 대해 커버의 앞쪽인 측면 가장자리를 둘러싼다.
도 15 및 도 16은 전원키 특징부의 제한이 없는 일부 예를 나타낸다. 도 15 및 16은 장치의 커버 부분의 형상 및 텍스처를 나타내는 것으로서, 이는, 그 부분 아래쪽의 입력 센서를 구동하기 위해, 사용자에 의해 안쪽으로 탄력적으로 눌릴 수 있다. 입력 센서 외에도, 장치는 도 4 및 도 6을 참조해서 설명한 것과 유사한 손가락 센서와 움직임 액츄에이터를 가질 수 있다. 도 15에 도시된 실시예에서, 커버는 전체적으로 사각형 형상의 함몰부를 형성하는 벽을 따라 안쪽으로 기우는 일련의 계단형 이랑(86)을 가지는 함몰부(84)를 갖는다. 도 16에 도시된 실시예에서, 커버는 전체적으로 원형 형상의 함몰부를 형성하는 벽을 따라 안쪽으로 기우는 일련의 계단형 이랑(90)을 가지는 함몰부(88)를 갖는다.
도 17-27은 도 1에 도시된 특징부(22)와 유사한 장치의 볼륨 제어 및/또는 줌 제어 특징부의 제한되지 않는 일부 예를 나타낸다. 도 17-27은 장치의 커버 부분의 형상 및 텍스처를 나타내는 것으로서, 이는, 그 부분 아래쪽의 입력 센서를 구동하기 위해, 사용자에 의해 안쪽으로 탄력적으로 눌러질 수 있다. 입력 센서 외에도, 장치는 도 4 및 6을 참조해서 설명한 것과 유사한 손가락 센서와 움직임 액츄에이터를 가질 수 있다. 이들 실시예의 전체에 있어서, 움직임 액츄에이터에 의한 진동의 진폭 및/또는 주파수는 상기 특징부의 상부 및 하부에서 상이할 수 있다. 이러한 진동의 상이한 진폭 및/또는 주파수는, 특징부의 종방향 길이 상의 상이한 위치에 있어서 사전 설정될 수 있거나, 특징부의 종방향 길이에 대해 상대적인 감지된 손가락 위치에 근거하여 액티브하게 조절될 수 있다.
본 발명은 텍스처의 변화하는 강도를 통해서 볼륨 제어를 증가 및 감소시키는 감각을 제공할 수 있다. 도 17 및 18은 통상의 직사각형 및 사각형 형상의 함몰부를 각각 형성하는 벽을 따라, 연장된 링 형상의 안쪽으로 기우는 일련의 계단형의 이랑을 갖는 함몰부의 예시를 나타낸다. 각 함몰부 내의 링은 동심으로 위치되어 있지 않다. 이는, 각 함몰부의 하부(92)와 상부(94) 사이에 상이한 텍스처를 형성하고, 그 부분(92 또는 94)이 사용자에 의해 눌릴 때에 볼륨 및/또는 줌을 각각 증가 및 감소시킨다.
도 19 및 20은 종방향 길이(100)를 따른 일련의 행(98)에 배치된 점 형상의 함몰부 또는 돌출부(96)의 예를 나타낸다. 도 19에서, 점은 균일한 크기를 갖지만, 도 20에서 점은 상단에서는 작고 하단에서는 크게 변하는 크기를 가진다. 도 19에 도시된 실시예에 있어서, 점의 상부(102)를 누름으로써 볼륨 또는 줌을 증가시킬 수 있고, 하부(104)를 누름으로써 볼륨 또는 줌을 저하시킬 수 있다. 도 20에 도시된 실시예에 있어서, 점의 크기는 사용자에 대해 촉감을 부여하고, 점의 크기뿐만 아니라 점의 종방향 위치에 근거하여, 볼륨 및/또는 줌의 증가 및 저하를 신호로 보낸다.
도 21-22는 종방향 길이(110)에 따른 열에 배치된 커버 내에 형성된 바(bar) 형상의 함몰부 또는 돌출부(106, 108)의 예를 나타낸다. 도 23-25는 종방향 길이에 따른 열에 배치된 커버 내에 형성된 변화하는 크기의 점 및 종방향의 바의 조합을 예로 나타낸다. 도 26은 그 길이에 따른 링 형상의 홈을 갖는 하나의 종방향 이랑의 예를 나타낸다. 도 27은 표시(116)를 갖는 상이한 유형의 표면(114)에 의해 경계 지어진 홈 및 이랑 영역(112)의 예를 나타낸다.
이제, 도 28을 참조하면, 이는 반투명 또는 투명부(122)를 가지는 하우징, 용량 센서(124), 절연층(126)(예컨대, 투명 플라스틱 시트 또는 비전도성 접착층 등), 피에조 액츄에이터(128), 디스플레이(130), 프린트 배선판(PWB)(132), PWB와 피에조 액츄에이터(128) 사이의 멀티핀 커넥터(134)를 갖는 장치(120)의 예를 나타낸다. 다른 실시예에서, 부분(122)은 불투명 또는 투명하지 않을 수도 있다. 프레임 및 커버 부품(136, 138)은 피에조 액츄에이터와 용량 요소를 적절히 유지시킨다. 이는, 클릭 피드백 효과(click feedback effect)를 위해서, 피에조 액츄에이터가 팽창하여 커버(122)를 두드릴 수 있도록 행해질 수 있다. 도 29에 의해 도시된 바와 같이, 커버(122)가 사용자의 손가락(140)에 의해 눌러지기 전 및/또는 후 에, 피에조 액츄에이터(128)는 용량 센서(124)에 의해 감지되는 사용자의 손가락(140)의 위치에 햅틱 피드백을 제공하기 위해 커버(128)를 바깥쪽으로 움직일 수 있다. 움직임 또는 진동 시스템은, 윈도우(122) 아래쪽에 위치한 센서(124) 또는 액츄에이터(128) 상에 윈도우를 통해서 사용자가 볼 수 있는 영구적인 표시(141)를 포함할 수 있다.
이제, 도 30-32를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 장치(150)는, 하우징(152)이 모듈의 커버(154)를 갖는 것을 제외하면, 도 1에 도시된 전화기(10)와 거의 동일한 이동 전화기를 포함한다. 커버(154)는 장치의 다른 동작 구성요소를 갖는 장치의 주요부(156) 상에 탑재된다. 커버(154)는 탄력적으로 주조된 플라스틱 또는 폴리머 재료로 이루어진 일체형 부재인 것이 바람직하다. 커버(154)는 주요부(156)의 아래쪽으로 슬라이드되고, 주요부의 앞쪽, 주요부의 측면부, 주요부의 대부분의 후면에서 키패드부(158)를 덮는다. 키패드부(158)는 12개의 입력 센서(30)와, 바람직하게는 하나 이상의 움직임 액츄에이터와 가능하다면 상기한 실시예와 유사한 하나 이상의 손가락 센서를 구비한다. 제조자 또는 사용자가 장치(150) 상의 커버의 색상 또는 설계를 변경하는 것과 같이, 커버를 제거하여 동일한 커버 또는 상이한 커버로 교체할 수 있도록 하기 위해, 스냅락부(snap-lock sections)(160) 등에 의해, 커버(154)는 주요부에 대해 제거 가능하게 탑재되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 커버는 제거될 수 있고, 새로운 커버는 도구를 사용하지 않고서 설치될 수 있다. 커버(154)의 재료는 사용자가 커버의 텍스처드 표면 키 영역(162)을 탄력적으로 눌러서 입력 센 서(30)를 구동시킬 수 있도록 되어 있다.
도 30-32에 도시된 실시예는, 핸드헬드 휴대용 전자 장치에서의 커버가, 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 사용자 누름이 가능한 입력 액츄에이터 위쪽에 위치되도록 되는 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 포함하도록 마련됨을 예시하고 있고, 상기 텍스처드 표면 영역은 사용자에 의해 눌러져서 사용자 누름이 가능한 입력 액츄에이터를 구동시키고, 그에 따라 전자 장치 내로 신호를 입력할 수 있도록 되며, 상기 텍스처드 표면 영역은 사용자에 의해 관찰 가능한 미시적 설계 형상과, 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부에 대해 커버를 제거 가능하게 탑재하기 위한 시스템을 갖고, 상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부는, 상이한 형상의 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 갖는 복수의 상이한 커버 중 하나를 갖도록 구성되고, 상기 커버가 상이한 형상의 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 갖는 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부 상의 상이한 커버로 교체되도록 탑재된다. 주요부에 대해 커버를 제거 가능하게 탑재하기 위한 시스템은, 커버가 도구 없이 제거될 수 있도록 주요부에 대해 커버를 제거 가능하게 탑재하도록 될 수 있다.
도 30-32에 도시된 실시예에서, 핸드핼드 휴대용 전자 장치에서의 커버는, 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부에 커버를 부착하여, 사용자 입력 액츄에이터가 사용자에 의해 눌러질 때에 핸드헬드 휴대용 전자 장치로 신호를 입력하도록 구성되는 주요부 상의 사용자 누름이 가능한 입력 액츄에이터를 덮는 시스템과, 사용자 입력 액츄에이터 위에 위치되도록 구성되는 커버의 외부에 햅틱 텍스처드 표면을 포함하여 마련될 수 있고, 상기 햅틱 텍스처드 표면은, 사용자의 터치에 의해 느껴져서 사용자 입력 액츄에이터의 위치를 표시하도록 구성되는 사용자 입력 액츄에이터에 걸쳐서 둘레에 및/또는 직접적으로 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부를 포함하며, 상기 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부는 사용자에 의해 볼 수 있는 심미적인 설계를 형성한다. 상기 커버는 재활용 가능한 재료로 이루어질 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명의 특징부는, 진동 감지를 터치 스크린에 제공하는 것과 같이, 터치 스크린 아래쪽에서 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은, 예컨대 터치 스크린 또는 하우징 커버의 편평면과 같이, 비텍스처드 표면으로 사용될 수 있다.
상기한 설명은 본 발명의 예시일 뿐임을 이해해야 한다. 본 발명으로부터 벗어나지 않고서 당업자에 의해 다양한 대안 및 변형이 고안될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 모든 대안, 변형, 변경을 포함하도록 된다.

Claims (50)

  1. 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템으로서,
    사용자에 의해 눌러져서 상기 전자 장치 내로 신호를 입력하는 입력 액츄에이터와,
    상기 사용자에게 상기 입력 액츄에이터의 위치를 신호로 보내는(signalling) 액츄에이터 위치 신호화 시스템
    을 포함하되,
    상기 액츄에이터 위치 신호화 시스템은,
    상기 사용자의 손가락이 접촉하는 상기 입력 액츄에이터에 근접한 텍스처드 표면(textured surface)과,
    상기 텍스처드 표면에 접촉하는 동안에 상기 사용자의 손가락에 대한 감각 입력을 향상시키기 위해 상기 텍스처드 표면을 이동시키는 시스템
    을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 액츄에이터는 눌림 가능한 돔(depressible domes)을 갖는 키패드를 포함하고,
    상기 텍스처드 표면은 상기 돔들 각각의 위에 복수의 텍스처드 표면을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 액츄에이터는, 상기 전자 장치로부터 나오는 음성의 볼륨을 개별적으로 증대 및 저하시키기 위한 2개의 눌림 가능한 부분을 갖는 눌림 가능한 볼륨 액츄에이터를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 액츄에이터는 상기 전자 장치의 전원 온/오프 눌림 가능한 버튼을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 액츄에이터는 적어도 4개의 눌림 가능한 돔들을 갖는 탐색키 매트 를 포함하고,
    상기 텍스처드 표면은 상기 돔들 각각의 위에 복수의 텍스처드 표면을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면은 단계적으로 증가 또는 감소하는 링 형상의 이랑들(ridges)을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단계적으로 증가 또는 감소하는 링 형상의 이랑들은, 서로 상대적으로 동심으로 위치되어 있는
    사용자 입력 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 단계적으로 증가 또는 감소하는 링 형상의 이랑들은 원형이 아닌 형상 을 갖는
    사용자 입력 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 단계적으로 증가 또는 감소하는 링 형상의 이랑들은, 하나의 이랑이 다른 이랑의 내부에 위치되는
    사용자 입력 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면은, 선형의 직선 경로를 따라, 단계적으로 증가 또는 감소하는 돌출부 또는 홈을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면에 가까운 상기 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 시스템을 더 포함하되,
    상기 이동시키는 시스템은, 적어도 부분적으로, 상기 사용자의 손가락의 감 지된 위치에 근거하여 상기 텍스처드 표면을 움직이는
    사용자 입력 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 시스템은 용량 센서를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동시키는 시스템은 상기 전자 장치의 주요부에 대해 상대적인 상기 전자 장치의 커버를 진동시키는 진동 시스템을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 진동 시스템은 상기 텍스처드 표면의 진동의 진폭 및/또는 주파수를 변화시키는 수단을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면에 근접한 상기 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 시스템을 더 포함하되,
    상기 텍스처드 표면의 진동의 상기 진폭 및/또는 주파수를 변화시키는 상기 수단은, 적어도 부분적으로, 상기 텍스처드 표면에 대해 상대적인 상기 사용자의 손가락의 감지된 위치에 근거하여, 상기 진동을 변화시키는
    사용자 입력 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동시키는 시스템은 상기 입력 액츄에이터 및 상기 텍스처드 표면에 대해 대체로 정렬되는 피에조 액츄에이터를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 액츄에이터는 복수의 눌림 가능한 구동 영역을 포함하고,
    상기 텍스처드 표면은 상기 눌림 가능한 구동 영역 하나하나에 각각 연관되는 복수의 텍스처드 표면을 포함하며,
    상기 이동시키는 시스템은 상기 텍스처드 표면을 각각 개별적으로 이동시키는
    사용자 입력 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면은 상기 전자 장치 및 상기 입력 액츄에이터의 제거 가능한 커버 상에 위치되고,
    상기 이동시키는 시스템은 상기 전자 장치의 주요부 상에 위치되는
    사용자 입력 시스템.
  19. 사용자의 손에 쥐어지는 하우징과,
    상기 하우징 상의 전자 디스플레이와,
    상기 하우징 상의 청구항 1에 기재된 사용자 입력 시스템
    을 포함하되,
    상기 텍스처드 표면은 상기 하우징의 커버의 외부면 상에 있는
    전자 장치.
  20. 전자 장치의 사용자에게 상기 전자 장치 상의 사용자 입력의 위치를 신호화하는 방법으로서,
    사용자에 의해 눌러져서 상기 전자 장치 내로 신호를 입력하는 상기 사용자 입력에 근접한 텍스처드 표면을 상기 전자 장치에 제공하는 단계와,
    상기 사용자가 상기 텍스처드 표면을 터치하고 있는 동안에, 상기 사용자에 대한 상기 텍스처드 표면의 감각 입력을 향상시키도록 상기 텍스처드 표면을 이동시키는 단계
    를 포함하는
    신호화 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면을 상기 전자 장치에 제공하는 단계는 상기 텍스처드 표면을 갖는 제거 가능한 커버를 상기 전자 장치에 제공하는 단계를 포함하는
    신호화 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면을 상기 전자 장치에 제공하는 단계는 일련의 홈 및/또는 돌출부로서 상기 텍스처드 표면을 제공하는 단계를 포함하는
    신호화 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면을 상기 전자 장치에 제공하는 단계는 복수의 원추형 이랑(encircling ridges)으로서 상기 텍스처드 표면을 제공하는 단계를 포함하는
    신호화 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면을 이동시키는 단계는 상기 텍스처드 표면을 진동시키는 단계를 포함하는
    신호화 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면을 진동시키는 단계는 상기 텍스처드 표면에 대해 상대적으로 상기 사용자의 손가락의 감지된 위치에 근거하여 상기 진동의 진폭 및/또는 주파수를 변경하는 단계를 포함하는
    신호화 방법.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면을 이동시키는 단계는 상기 텍스처드 표면 아래쪽에서 피에조 액츄에이터를 구동시키는 단계를 포함하는
    신호화 방법.
  27. 제 20 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면에 대해 상대적인 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 단계를 더 포함하되,
    상기 텍스처드 표면을 이동시키는 단계는, 적어도 부분적으로, 상기 사용자의 손가락의 감지된 위치에 근거하는
    신호화 방법.
  28. 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템으로서,
    사용자 눌림 가능한 입력 영역에 근접한 텍스처드 표면을 갖는 상기 전자 장치의 커버와,
    상기 커버의 상기 사용자 눌림 가능한 입력 영역 아래쪽에 위치한 입력 액츄에이터와,
    상기 사용자의 터치에 대한 상기 입력 액츄에이터의 위치의 촉각 신호화가 향상되도록, 상기 텍스처드 표면에서 상기 커버를 진동시켜서, 상기 텍스처드 표면에서 상기 커버의 상기 사용자 터치에 대한 감각 입력을 향상시키는 진동 시스템
    을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 입력 액츄에이터 및 상기 진동 시스템을 갖는 상기 전자 장치의 주요부에 제거 가능하게 연결되어 있는
    사용자 입력 시스템.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 텍스처드 표면에 근접한 상기 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 센서를 더 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 센서는 용량 센서를 포함하고,
    상기 진동 시스템은 피에조 액츄에이터를 포함하며,
    상기 용량 센서는 상기 커버와 상기 피에조 액츄에이터 사이에 위치되어 있는
    사용자 입력 시스템.
  32. 제 28 항에 있어서,
    상기 진동 시스템은 적어도 하나의 사전 결정된 입력에 근거하여 진동의 진폭 및/또는 주파수를 변화시키는
    사용자 입력 시스템.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 커버는 투명한 윈도우를 포함하고,
    상기 진동 시스템은 상기 윈도우를 통해서 사용자가 볼 수 있고, 상기 윈도우 아래에 위치되는 영구적인 표시를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  34. 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템으로서,
    투명한 윈도우를 갖는 상기 전자 장치의 커버와,
    상기 윈도우 아래쪽에 위치된 햅틱 액츄에이터
    를 포함하되,
    상기 햅틱 액츄에이터는, 상기 윈도우 상의 사용자의 터치에 대한 촉감 감지 입력을 제공하기 위해 상기 윈도우를 이동시키고, 상기 윈도우를 통해서 상기 사용자가 볼 수 있는 표시를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 표시는 영구적인
    사용자 입력 시스템.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 햅틱 액츄에이터는 피에조 액츄에이터를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 햅틱 액츄에이터는 상기 커버 상에서 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 용량 센서를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 윈도우를 둘러싸는 텍스처드 표면을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  39. 제 34 항에 있어서,
    상기 햅틱 액츄에이터는 진동 시스템을 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 진동 시스템은 적어도 하나의 입력에 근거하여 진동의 진폭 및/또는 주파수를 변화시키는
    사용자 입력 시스템.
  41. 전자 장치에서의 사용자 입력 시스템으로서,
    사용자에 의해 눌러져서 상기 전자 장치 내로 신호를 입력하도록 구성되는 입력 액츄에이터와,
    상기 사용자에 의해 안쪽으로 눌러져서 상기 입력 액츄에이터를 구동시키는 상기 입력 액츄에이터 위에 위치한 부분을 갖는 상기 전자 장치의 커버와,
    상기 입력 액츄에이터 위에 상기 커버의 부분을 진동시키는 진동기를 포함하는 햅틱 액츄에이터
    를 포함하는
    사용자 입력 시스템.
  42. 전자 장치의 사용자가 상기 전자 장치 상의 사용자 입력의 위치를 신호화하는 방법으로서,
    청구항 41에 기재된 전자 장치를 제공하는 단계와,
    상기 사용자의 터치에 대한 상이한 진동 촉감을 제공하기 위해 상기 진동기의 진동의 진폭 및/또는 주파수를 제어하는 단계
    를 포함하는
    신호화 방법.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 커버 상의 상기 사용자의 손가락의 위치를 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 진동기의 진동의 진폭 및/또는 주파수를 제어하는 단계는, 적어도 부분적으로, 상기 커버 상의 상기 사용자의 손가락의 위치에 근거하는
    신호화 방법.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 부분은 상기 커버의 둘레 부분에서 상기 사용자가 시각적으로 거의 식별할 수 없는
    신호화 방법.
  45. 전자 장치의 사용자가 상기 전자 장치 상의 사용자 입력의 위치를 신호화하는 방법으로서,
    청구항 44에 기재된 전자 장치를 제공하는 단계와,
    특정한 애플리케이션이 상기 전자 장치 상에서 운영되고 있을 때에만 진동시 키고, 다른 상이한 애플리케이션이 상기 전자 장치 상에서 운영되고 있을 때에는 진동시키지 않는 애플리케이션 특정 햅틱 액츄에이터로서 상기 햅틱 액츄에이터를 제공하는 단계
    를 포함하는
    신호화 방법.
  46. 핸드헬드 휴대용 전자 장치에서의 커버로서,
    상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 사용자 눌림 가능한 입력 액츄에이터 위쪽에 위치되는 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역과,
    상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부에 대해 상기 커버를 제거 가능하게 탑재하는 시스템
    을 포함하되,
    상기 텍스처드 표면 영역은, 사용자에 의해 눌러져서 상기 사용자 눌림 가능한 입력 액츄에이터를 구동시킴으로써, 상기 전자 장치 내로 신호를 입력하고, 또한, 사용자에 의해 관찰 가능한 심미적 설계 형상을 가지며,
    상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부는, 상이한 형상의 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 갖는 복수의 상이한 커버 중 하나를 갖고, 상기 커버가 상이한 형상의 햅틱 피드백 텍스처드 표면 영역을 갖는 상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부 상의 상이한 커버로 교체되도록 탑재되는
    커버.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 주요부에 상기 커버를 제거 가능하게 탑재하는 상기 시스템은, 상기 커버가 도구 없이 제거될 수 있도록, 상기 주요부에 대해 상기 커버를 제거 가능하게 탑재하는
    커버.
  48. 핸드헬드 휴대용 전자 장치에서의 커버로서,
    상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치의 주요부에 상기 커버를 부착하여, 사용자 입력 액츄에이터가 사용자에 의해 눌러질 때에 상기 핸드헬드 휴대용 전자 장치 내로 신호를 입력하는 상기 주요부 상의 사용자 눌림 가능한 입력 액츄에이터를 덮는 시스템과,
    상기 사용자 입력 액츄에이터 위에 위치되는 상기 커버의 외부쪽의 햅틱 텍스처드 표면
    을 포함하되,
    상기 햅틱 텍스처드 표면은, 상기 사용자의 터치에 의해 지각되어 상기 사용자 입력 액츄에이터의 위치를 표시하는 상기 사용자 입력 액츄에이터 바로 위에 및 /또는 근처에 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부를 포함하고,
    상기 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부는 사용자에 의해 볼 수 있는 심미적인 설계를 형성하는
    커버.
  49. 제 48 항에 있어서,
    상기 일련의 대칭적인 홈 및/또는 돌출부는 원추형의 이랑을 포함하는
    커버.
  50. 기계에 의해 판독 가능한 프로그램 저장 장치로서,
    촉감을 향상시키는 동작을 수행하여 사용자 입력의 위치를 표시하기 위해서, 상기 기계에 의해 실행 가능한 명령의 프로그램을 유형적으로 구현하되,
    상기 동작은,
    상기 사용자 입력 위쪽에 햅틱 텍스처드 표면 영역을 갖는 커버 상의 사용자 손가락의 위치를 감지하는 동작과,
    상기 사용자 손가락의 위치가 상기 사용자 입력 위쪽의 상기 햅틱 텍스처드 표면 영역에 근접하게 감지되면, 상기 햅틱 텍스처드 표면 영역을 진동시켜서, 상기 햅틱 텍스처드 표면 영역에서 상기 사용자 손가락에 대한 촉감을 향상시키는 동 작
    을 포함하는
    프로그램 저장 장치.
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