KR20110018429A - 휴대용 전자 디바이스 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

방법은 터치 감지형 디스플레이 상에 키의 이미지를 디스플레이하고 제1 위치에서 터치 감지형 디스플레이 상의 터치를 검출하는 것을 포함한다. 제1 위치가 키와 연관된 미리 결정된 영역에 위치될 때, 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백이 제공된다. 터치 감지형 디스플레이는 휴대용 전자 디바이스의 일부일 수 있다.

Description

터치 스크린에서의 키 시뮬레이션에 대한 촉각 피드백{TACTILE FEEDBACK FOR KEY SIMULATION IN TOUCH SCREENS}

본 출원은 2008년 7월 23일 출원된 미국 가출원 번호 제61/083,087호 및 2009년 2월 27일 출원된 미국 특허 출원 제12/394,951호의 우선권을 주장하며, 이들은 참조에 의해 본 명세서에 분명히 포함된다.

본 개시는 터치 스크린 디스플레이 및 이들의 제어를 갖는 휴대용 전자 디바이스를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 휴대용 전자 디바이스에 관한 것이다.

휴대용 전자 디바이스를 포함하는 전자 디바이스는 널리 사용되기에 이르렀고, 예를 들어 전화, 전자 메시징 및 기타 개인 정보 관리자(PIM; personal information manager) 애플리케이션 기능을 포함하는 다양한 기능을 제공할 수 있다. 휴대용 전자 디바이스는 예를 들어 단순한 셀룰러 전화, 스마트 전화, 무선 PDA, 및 무선 802.11 또는 블루투스 성능을 구비한 랩톱 컴퓨터와 같은 여러 유형의 이동국을 포함한다. 이들 디바이스는 Mobitex® 및 DataTAC® 네트워크와 같은 데이터 전용 네트워크에서 GSM/GPRS, CDMA, EDGE, UMTS 및 CDMA2000 네트워크와 같은 복잡합 음성 및 데이터 네트워크까지 광범위한 다양한 네트워크를 통해 실행한다.

PDA 또는 스마트 전화와 같은 휴대용 전자 디바이스는 일반적으로 핸드헬드 사용과 용이한 휴대성을 위한 것이다. 더 작은 디바이스일수록 일반적으로 휴대성에 바람직하다. 터치스크린 디스플레이로도 알려져 있는 터치 감지형(touch-sensitive) 디스플레이는 특히 사용자 입력 및 출력을 위한 제한된 공간을 가지며 작은 핸드헬드 디바이스에 대해 유용하다. 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이된 정보는 수행되고 있는 기능 및 동작에 따라 수정될 수 있다. 휴대용 전자 디바이스의 감소되는 크기에 대한 지속적인 요구에 따라, 터치 감지형 디스플레이는 계속해서 크기가 감소하고 있다.

따라서 터치 감지형 디바이스의 개선이 바람직하다.

본 발명은 터치 스크린에서의 키 시뮬레이션(simulation)에 대한 촉각 피드백(tactile feedback)을 제공하고자 한다.

방법은 터치 감지형 디스플레이 상에 키의 이미지를 디스플레이하고 제1 위치에서 터치 감지형 디스플레이 상의 터치를 검출하는 것을 포함한다. 제1 위치가 키와 연관된 미리 결정된 영역에 위치될 때, 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백이 제공된다. 터치 감지형 디스플레이는 휴대용 전자 디바이스의 일부일 수 있다.

본 발명에 따르면, 터치 스크린에서의 키 시뮬레이션에 대한 촉각 피드백을 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시에 따른 통신 네트워크에서의 휴대용 전자 디바이스의 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 터치 감지형 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 개시에 따라 액추에이터가 작동될 때 나타나는 터치 감지형 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 개시에 따라 터치 감지형 디스플레이에 대하여 위치된 액추에이터 및 압력 센서의 위치를 도시한다.
도 5는 본 개시에 따라 터치 감지형 디스플레이에 대하여 위치된 4개의 액추에이터 및 4개의 압력 센서를 도시한다.
도 6은 본 개시에 따라 디스플레이된 키보드의 각각의 키에 대해 배치된 복수의 액추에이터 및 힘 센서를 도시한다.
도 7은 본 개시에 따른 휴대용 전자 디바이스의 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이된 키보드를 도시한다.
도 8은 본 개시에 따라 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이된 키보드의 키들에 대한 촉각 피드백에 관련된 패턴을 도시한다.
도 9는 본 개시에 따라 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이된 키보드 상의 2개의 연속 터치 위치들을 도시한다.
도 10은 본 개시에 따라 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이된 키보드의 키들에 대한 촉각 피드백 위치들의 패턴을 도시한다.
도 11은 본 개시에 따라 터치 감지형 디스플레이에 대하여 촉각 피드백을 제공하는 방법의 흐름도를 도시한다.

통신 네트워크에서의 휴대용 전자 디바이스(300)의 블록도가 도 1에 도시되어 있다. 전자 디바이스(100)는, 통신을 용이하게 하고 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하고 프로그램을 실행하는 일 등과 같이 전자 디바이스(100)의 동작을 제어하는 마이크로프로세서(338)를 포함한다. 통신 서브시스템(311)은 무선 네트워크(319)를 이용한 통신 전송 및 수신을 수행한다. 마이크로프로세서(338)는 또한 디바이스(100)에 접속될 수 있는 보조 입력/출력(I/O) 서브시스템(328)과 접속될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시예에서, 마이크로프로세서(338)는 직렬 포트(330)를 통하여 다른 디바이스 또는 시스템과의 통신을 용이하게 하는 직렬 포트(예를 들어, USB 포트)(330)에 접속될 수 있다. 디스플레이(322)는 디바이스(100)의 오퍼레이터에의 정보의 디스플레이를 용이하게 하도록 마이크로프로세서(338)에 동작적으로 접속된다. 전자 디바이스(100)가 물리적 또는 가상형(virtual)(즉, 디스플레이됨)일 수 있는 키보드(332)를 구비할 때, 키보드(332)는 마이크로프로세서(338)에 동작적으로 접속된다. 전자 디바이스(100)는 스피커(334)와 마이크로폰(336)을 포함할 수 있으며, 이들은 유리하게 마이크로프로세서에 동작적으로 접속될 수 있다. 또한, 진동기 모터일 수 있는 진동기(132)가 전자 디바이스(100)에서 진동을 발생시키도록 마이크로프로세서(338)에 동작적으로 접속될 수 있다. 디바이스 상에 또는 디바이스 내에 기타 유사한 컴포넌트가 제공될 수 있으며, 마이크로프로세서(338)에 선택적으로 동작적으로 접속된다. 기타 통신 서브시스템(340) 및 기타 통신 디바이스 서브시스템(342)은 일반적으로 마이크로프로세서(338)와 기능적으로 접속되어 있는 것으로서 나타나 있다. 통신 서브시스템(340)의 예로는, BLUETOOTH® 통신 모듈 또는 WI-FI® 통신 모듈(IEEE 802.11b에 따른 통신 모듈)과 관련 회로 및 컴포넌트와 같은 단거리 통신 시스템이 있다. 또한, 마이크로프로세서(338)는 운영 시스템 기능을 수행하고 전자 디바이스(100) 상에서 프로그램 또는 소프트웨어 애플리케이션을 실행한다. 일부 실시예에서, 상기 컴포넌트들의 전부가 전자 디바이스(100)에 포함되는 것은 아니다. 보조 I/O 서브시스템(328)은 하나 이상의 상이한 탐색 툴(다방향 또는 단방향), 키보드와 같은 외부 디스플레이 디바이스, 및 전자 디바이스(100)에 대해 입력을 제공하고 출력을 수신할 수 있는 기타 서브시스템의 형태를 취할 수 있다.

전자 디바이스(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 다양한 프로그램의 동작을 가능하게 할 컴포넌트를 구비한다. 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이, 메모리(324)는 운영 시스템(357), 디바이스 프로그램(358), 데이터 등을 위한 스토리지를 제공한다. 운영 시스템(357)은 일반적으로 메모리(324)에 또한 저장되어 있으며 프로세서(338) 상에서 실행가능한 기타 프로그램(358)을 관리하도록 구성된다. 운영 시스템(357)은 미리 정의된 프로그램(358) 인터페이스를 통하여 프로그램(358)에 의해 이루어진 서비스에 대한 요청을 처리한다. 보다 구체적으로, 운영 시스템(357)은 통상적으로, 다수의 프로그램(358)이 프로세서(338) 상에서 실행되는 순서 및 각각의 프로그램(358)에 대해 할당된 실행 시간을 결정하고, 다수의 프로그램(358) 사이의 메모리(324)의 공유를 관리하고, 기타 디바이스 서브시스템(342)에 대한 입력 및 출력을 관리하는 등의 일을 수행한다. 또한, 오퍼레이터는 통상적으로 키보드(332) 및 디스플레이 스크린(322)을 포함한 사용자 인터페이스를 통하여 운영 시스템(357)과 직접 상호작용할 수 있다. 운영 시스템(357), 프로그램(358), 데이터, 및 기타 정보는 메모리(324), RAM(326), ROM 또는 또다른 적합한 스토리지 요소(도시되지 않음)에 저장될 수 있다. 어드레스 북(352), 개인 정보 관리자(PIM)(354), 및 기타 정보(356)도 또한 저장될 수 있다.

전자 디바이스(100)는 음성, 데이터, 또는 음성 및 데이터 통신 시스템 내에서 양방향 통신이 가능할 수 있다. 가입자 아이덴티티 모듈(SIM; Subscriber Identity Module) 또는 RUIM(Removable User Identity Module)이 통신 네트워크(319)와의 통신에 대한 권한을 부여하는데 이용될 수 있다. 전자 디바이스(100) 내의 SIM/RUIM 인터페이스(344)는 마이크로프로세서(338)에 SIM/RUIM 카드를 인터페이스하고, SIM/RUIM 카드(도시되지 않음)의 분리 또는 삽입을 용이하게 한다. SIM/RUIM 카드는 메모리를 특징으로 하고, 키 구성(351), 및 식별정보와 가입자 관련 정보와 같은 기타 정보(353)를 보유한다. 전자 디바이스(100)는 통신 네트워크(319)에 신호를 전송하는 안테나(318) 및 통신 네트워크(319)로부터 통신을 수신하는 또다른 안테나(316)를 구비한다. 대안으로서, 단일 안테나(도시되지 않음)가 신호를 전송하고 수신하는데 이용될 수 있다. 통신 서브시스템(311)은 송신기(314)와 수신기(312), 하나 이상의 안테나(316, 318), 국부 발진기(LO)(313), 및 디지털 신호 프로세서(DSP)(320)와 같은 프로세싱 모듈(320)을 포함한다.

전자 디바이스(100)는 터치 감지형 디스플레이(118)를 포함하며, 터치 감지형 디스플레이(118)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 터치 위치 센서(110), 오버레이(114), 및 액정 디스플레이(LCD)나 발광 다이오드(LED) 디스플레이와 같은 디스플레이(322)를 포함한다. 터치 위치 센서(들)(110)는 용량성, 저항성, 적외선, SAW(surface acoustic wave), 또는 기타 유형의 터치 감지형 센서일 수 있으며, 오버레이(114) 안으로 통합될 수 있다. 오버레이(114) 또는 커버는 적층된 유리, 플라스틱 또는 기타 적합한 재료(들)로 구성될 수 있고, 유리하게는 반투명하거나 투명하다. 터치 또는 터치 접촉(touch contact)은 터치 감지형 디스플레이(118)에 의해 검출될 수 있고, 예를 들어 터치의 위치를 결정하도록 프로세서(338)에 의해 처리될 수 있다. 터치 위치 데이터는 부가의 처리를 위해 접촉 영역의 중심 또는 전체 접촉 영역을 포함할 수 있다. 터치는 터치 위치 센서의 속성에 따라, 사용자의 신체 부분, 예를 들어 손가락이나 엄지 손가락, 또는 다른 물체, 예를 들어 스타일러스, 펜, 또는 기타 포인터와 같은 접촉 부재로부터 검출될 수 있다.

휴대용 전자 디바이스(100)는 위치 센서(들)(110)로부터 수신된 접촉 위치 정보를 처리하고, 오버레이(114) 상의 하나의 접촉 위치 또는 대안으로서 둘 이상의 동시 터치 접촉 위치를 결정한다. 두 개의 동시 접촉 위치는, 예를 들어 2개의 손가락이나 엄지 손가락이 휴대용 전자 디바이스(100)로 데이터를 입력하는데 사용될 때 일어날 수 있다.

전자 디바이스(100)가 하나 이상의 압력 센서(140)를 포함할 때, 압력 센서(들)(140)는 2개의 검출된 동시 터치 중의 어느 것이 더 큰 접촉 압력을 갖는지 결정하도록 휴대용 전자 디바이스(100)에 데이터를 제공할 수 있다. 이 결정은 어느 터치가 터치와 연관된 데이터, 기능, 또는 커맨드의 선택을 지시하는지 선택하는데 이용될 수 있다. 터치의 시간도 또한 어느 터치가 선택을 제어하는 것인지 결정하는 요인으로서 이용될 수 있다.

하나 이상의 액추에이터 또는 스위치(130) 그리고 하나 이상의 압력 센서(140)가 또한 터치 감지형 디스플레이(118)와 함께 배치되어 도시되어 있다. 터치 위치 센서(110)가 디스플레이(322) 위에 위치된 것으로 도시되어 있지만, 터치 위치 센서(110)는 디스플레이(322) 아래에 위치될 수 있다. 액추에이터(130)는 인쇄 회로 보드(PCB)를 포함할 수 있는 백(back), 지지체, 또는 베이스(base)(202)에 부착될 수 있다. 대안으로서, 액추에이터(130)는 액추에이터(130)와 베이스(202) 사이의 중간 보드 또는 실장 구조에 부착될 수 있다.

압력 센서(140)는 디스플레이(322) 아래에 실장될 수 있고, 선택적으로 액추에이터(130)에 부착될 수 있다. 압력 센서(140)는 선택적으로 오버레이(114) 아래에 실장될 수 있다. 압력 센서(140)는 선택적으로 액추에이터(130)와 병렬 구성으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(140)는 액추에이터 위보다는 액추에이터(130)에 인접하게 배치될 수 있다. 표면에 가해지는 힘의 측정 또는 검출을 용이하게 하는 다른 위치가 이용될 수도 있다.

압력 센서(140)는 마이크로프로세서(338)에 의해 처리되는 접촉 압력 데이터의 발생을 용이하게 한다. 압력 센서(140)는 스트레인 게이지, 압저항 소자, MEMS(microelectromechanical systems) 소자, 가변 커패시턴스 소자, 감압 저항, 유도성 기반의 압력 센서, 홀 효과(Hall Effect) 압력 센서 등일 수 있다. 압력 센서(140)는 오버레이(114)와의 접촉을 통해 터치 감지형 디스플레이(118)에 가해지는 압력 또는 압력의 변화를 검출 및 측정한다.

힘 센서는 선택적으로 압력 센서 대신에 이용될 수 있다. 힘 센서의 예로는 힘 감지 저항, 스트레인 게이지, 및 압전 소자를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 액추에이터(130)는 복수의 압전 소자로 구성될 수 있다. 액추에이터(130)는 가해진 전압/전류, 가해진 힘, 또는 둘 다에 따라 확장하거나 수축하는 압전 소자일 수 있다. 압전 소자의 예는 도 2와 도 3에서 각각 확장된 상태와 수축된 상태로 도시되어 있다. 액추에이터(130)는 유리하게 아래에 설명되는 바와 같이 터치 감지형 디스플레이의 오버레이(114)와의 접촉을 통해 느껴질 수 있는 촉각 피드백을 제공하도록 이용될 수 있다.

액추에이터(130)가 압전(피에조) 디스크와 같은 압전 액추에이터일 때, 각각의 디스크는 전하/전압의 축적으로 인해 수축하거나 휘어진다. 오버레이(114)를 통해 각각의 피에조 디스크 상에 가해지는 힘도 또한 피에조 디스크를 휘게 한다. 오버레이(114)에 가해진 외부 힘이 없고 피에조 디스크 상에 전하가 없다면, 피에조 디스크는 기계적 프리로드로 인해 약간 휘어진다. 피에조 디스크의 작동 전에 터치 감지형 디스플레이(118)에 힘이 가해지면 피에조 디스크의 휨을 증가시키며, 피에조 디스크는 터치 감지형 디스플레이(118)에 대하여 스프링(spring) 힘을 가한다. 피에조 디스크는 베이스(202)와 디스플레이(322) 사이에 위치될 수 있으며, 그리하여 피에조 디스크의 대전(charging)은 오버레이(114)를 향하여 베이스(202)로부터 멀어지는 방향으로 힘을 가한다. 피에조 디스크가 대전될 때, 이는 수축하며 피에조 디스크가 터치 감지형 디스플레이(118)에 대해 외부에서 가해진 힘에 반대되는 부가의 힘을 가하도록 한다. 피에조 디스크 상의 전하는 피에조 디스크에 의해 가해진 힘과 오버레이(114) 상의 힘 및/또는 그의 결과적인 움직임을 제어하도록 조정될 수 있다. 전하는 인가되는 전압이나 전류를 변화시킴으로써 조정된다. 피에조 디스크 상의 전하가 증가되면 피에조 디스크를 수축시키며, 그 결과 외부에서 가해진 힘에 반대되는 힘을 오버레이(114)에 대해 일으킨다. 피에조 디스크 상의 전하는 또한 제어되는 전류의 방전에 의해 제거될 수 있으며, 피에조 디스크(316)를 확장시키고 전기 전하에 의해 야기된 힘을 해제하며 피에조 디스크에 의해 가해진 터치 스크린 디스플레이(118) 상의 힘을 감소시킨다.

터치 감지형 디스플레이(118)는 물리적 키와 마찬가지 방식으로 촉각 피드백을 제공함으로써, 물리적 키의 눌림(depression)과 해제(release)를 시뮬레이션할 수 있다. 압력 센서(들)(140)에 의해 제공된 터치 접촉으로 인한 압력 데이터는 이러한 피드백을 적어도 부분적으로 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 키를 선택하는데 필요한 힘으로서 하나의 뉴턴 힘이 이용되는 경우, 하나의 뉴턴에서 선택을 위한 임계값이 설정될 수 있다.

액추에이터(130) 및 압력 센서(140)는 다양한 상이한 레이아웃 또는 구성으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 도 4와 도 5에서는 4개의 액추에이터(130) 및 4개의 압력 센서(140)가 오버레이(114)의 코너 근방에 배치된 것으로 도시되어 있다. 액추에이터(130) 및 압력 센서(140)는 서로에 대하여 동심으로(concentrically) 위치된 것으로 도시되어 있다. 액추에이터(130) 및 압력 센서(140)가 반드시 실제 축척대로 도시된 것은 아니며, 일부 특징부들은 다양한 컴포넌트의 특정 세부사항에 집중하도록 과장되거나 최소화될 수 있다. 하나 이상의 액추에이터(130) 및 하나 이상의 압력 센서(140)가 이용될 수 있다. 각각의 액추에이터(130)가 압력 센서(140)와 쌍을 이룰 필요는 없다. 예를 들어, 2개의 압력 센서(140)가 대향 코너 근방에 배치될 수 있으며, 2개의 액추에이터(130)가 다른 2개의 코너에 배치된다. 다수의 액추에이터(130)들은 키나 버튼이 종종 디스플레이되는 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(130)는 도 6에 도시된 바와 같은 가상 키보드(332)의 각각의 디스플레이된 키에 대하여 배치될 수 있다. 둘 이상의 키들이 액추에이터(130)를 공유할 수 있다. 도시된 예에서, 2개의 압력 센서(140)는 가상 키들의 가장 아래 행의 대향 단부에 도시되어 있고, 2개의 다른 압력 센서(140)는 애플리케이션 인터페이스나 기타 정보가 디스플레이되는 오버레이(114)의 대향 부분에 위치되어 있다.

예시적인 전자 디바이스(100)가 도 7에 도시되어 있다. 도면에 도시된 실시예는 단지 예를 도시한 것이며, 당해 기술 분야에서의 숙련자라면 특정 네트워크 환경에서 전자 디바이스(100)를 동작하도록 하는데 필요한 추가 요소 및 수정을 이해할 것이다. 전자 디바이스(100)가 핸드헨드 통신 디바이스를 포함하지만, 전자 디바이스(100)는 핸드헬드 무선 통신 디바이스, PDA, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 서버, 기타 통신 디바이스, 또는 기타 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 이용되는 "키"라는 용어는 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이된 이미지들인 가상형 또는 디스플레이된 키나 버튼을 포함한다. 키는 철자, 숫자, 공간, 및 구두점과 같은 문자, 및/또는 시프트, 제어, 알파, 숫자, 기호, 교체, 삭제, 복귀, 엔터, 전원 등과 같은 기능, 및/또는 동작이나 작동을 나타내는 부호, 예를 들어 미디어 플레이어에 대한 재생, 중지, 및 일시정지, 웹 브라우저에 대한 앞으로 가기와 뒤로 가기 등과 연관될 수 있다. 따라서, 용어 "키"는 키보드로부터의 키들에 한정되지 않지만, 여기에 제공된 예에서는 키보드의 키에 관련하여 제공된다.

휴대용 전자 디바이스(100)는 몇몇 들자면 메모장, 태스크 북, 어드레스 북, 이메일, 및 텍스트 메시지 프로그램과 같은 텍스트 또는 데이터 입력 프로그램 또는 서브루틴을 이용하는 프로그램을 포함할 수 있다. 도 7에는 이메일 프로그램의 이메일 컴포저(composer) 세그먼트가 도시되어 있다. 이메일 컴포저는 새로운 이메일 메시지의 생성을 용이하게 한다. 도시된 이메일 컴포저는 새로운 이메일 메시지의 생성, 이전의 이메일 메시지의 검색, 및 이메일 컴포저를 종료시킬 옵션을 제공하는 가상의 키들을 포함한다. 다른 옵션들이 제공될 수 있지만 단순화를 돕기 위해 도시되지는 않는다.

텍스트 입력을 돕기 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이된 키보드(332)는 디스플레이(322) 상에 물리적 키들의 가상 표현을 구성하는 복수의 키들의 이미지(702)를 포함한다. 하나 이상의 물리적 키들이 또한 포함될 수도 있고(도시되지 않음), 가상 키들과 함께 이용될 수 있다. 각각의 키 이미지(702)는 외측 경계 또는 프레임(704)을 포함한다. 각각의 키는 문자, 커맨드, 또는 기능의 입력과 같은 적어도 하나의 동작과 연관되어 있다. 문자는 예를 들어, 알파벳 철자, 기호, 숫자, 구두점, 문장, 아이콘, 사진, 및 빈 공간을 포함한다. 예시된 키보드(332)는 디스플레이된 교체 키를 가져오는 대문자 및 기호 키와 같은 기타 기능 외에도 축소형 QWERTY 키보드 레이아웃으로 배열되어 있는 알파벳 및 숫자 문자를 갖는다. 삭제 및 엔터 키도 또한 도시되어 있다. 다른 실시예에서, 풀 QWERTY, QWERTZ, AZERTY, Dvorak, 또는 기타 레이아웃이 제공될 수 있다.

물리적 키보드를 통해 타이핑할 때, 사용자는 키들을 보고 터치하는 둘 다의 이점을 갖는다. 사용자는 예를 들어 물리적 키들의 에지(edge)를 감지함으로써 키보드를 보지 않고서 타이핑하기를 배울 수 있다. 가상 키보드가 디스플레이될 때, 키 이미지(702) 자체는 촉감 또는 피드백을 제공하지 않는다.

본 개시는 텍스트 또는 데이터 입력과 같은 정보 입력을 돕도록 터치 감지형 디스플레이(118) 상에 촉감이 제공되는 해결책에 대해 기재한다. 액추에이터(130)는 터치 감지형 디스플레이(118)의 미리 결정된 영역에서 터치가 검출될 때 촉각 피드백을 제공한다. 피드백은 하나 이상의 액추에이터(130)에 의해 야기되는 진동, 펄스, 또는 터치 감지형 디스플레이(118)의 외부 표면 상에서 피드백이 느껴질 수 있는 기타 감각을 포함할 수 있다. 진동은 예를 들어 초음파 주파수 범위에서 발생될 수 있으며, 그리하여 사용자는 에지, 범프(bump), 리지(ridge), 리브(rib), 그루브(groove), 또는 마찰과 같은 표면 특성 또는 텍스처(texture)를 느낀다. 초음파 주파수 진동이 이용될 때, 사용자는 개별 진동이나 펄스를 느끼는 것이 아니라 표면 특성 또는 텍스처를 느낄 수 있다. 이러한 촉각 피드백의 제공은 터치가 검출될 때 터치 감지형 디스플레이(118)의 오버레이(114)의 변조(modulation)를 유도하는 것으로 기재될 수 있다. 초음파 주파수 진동의 사용은 공지되어 있다. 진동이라는 용어가 여기에 사용되지만, 본 개시의 범위 내에서 마찬가지의 촉각으로 구별가능한 표면을 생성하는 다른 유형의 변조가 고려된다.

여기에 기재된 촉각 피드백은 도면에 도시된 바와 같이 가상 키보드(332)를 디스플레이하는 프로그램 동안 적용될 수 있다. 가상 키보드(332)의 키 이미지(702) 중 하나 이상의 경계나 그 근방에서 터치가 검출될 때 촉각 피드백을 제공함으로써 물리적 키들의 외측 에지를 시뮬레이션하는 방식으로 촉각 피드백이 적용될 수 있다. 촉각 피드백이 가상 키보드(332)의 각각의 키에 대하여 제공될 때, 도 8에 도시된 바와 같이, 키들의 외측 에지를 둘러싸며 또한 키들 사이의 영역을 포함할 수도 있는 패턴(802)이 형성된다. 터치 감지형 디스플레이(118) 상의 터치가 검출될 때, 터치의 위치는 예를 들어 마이크로프로세서(338)와 함께 터치 위치 센서(110)에 의해 결정된다. 터치가 패턴(802)의 음영 처리된 영역에 위치되는 것으로 결정될 때, 촉각 피드백이 예를 들어 액추에이터(130)의 마이크로프로세서(338) 제어를 통하여 제공된다. 패턴(802)이 보이지는 않지만, 패턴(802)은 하나 이상의 키 이미지(702)의 일부와 중첩될 수 있으며, 그리하여 터치되고 있는 키의 경계(704) 내부로 촉각 피드백이 느껴질 수 있다. 선택적으로, 패턴(802)은 키들의 보이는 경계(704)로부터 떨어져 있도록 설정될 수 있으며, 따라서 경계(704)의 어느 정도 외부에서 촉각 피드백이 느껴질 수 있다.

구성 중의 이메일 메시지가 도 9에 도시되어 있다. 단어 "meeting"이 입력되고 있다고 가정하면, 사용자는 "meeting"에서의 두 번째 "e"를 입력하는 것을 마쳤고, 사용자의 손가락은 "t"를 입력하기 위해 "1ER" 키에서 "2TY" 키로 움직인다. 휴대용 전자 디바이스(100)가 패턴(802) 영역에서의 터치 위치를 검출하면, 촉각 피드백이 제공된다. 이러한 검출은 예를 들어 터치 감지형 디스플레이(118)와 접촉하면서 "1ER" 키 이미지(702) 위에 위치된 손가락이 "2TY" 키 이미지(702)로 움직일 때 일어날 수 있다. 예를 들어, 사용자는 도 9에서 제1 터치 접촉 영역(902)으로부터 패턴(802) 영역을 통하여 제2 터치 접촉 영역(904)으로 스와이프(swipe)로도 알려져 있는 슬라이딩 접촉을 이용할 수 있다. 대안으로서, 터치는 제1 접촉 영역(902)으로부터 제2 접촉 영역(904)으로의 다수의 접촉으로 구성될 수 있으며 이들 중 하나 이상이 패턴(802) 영역에 위치되고 따라서 촉각 피드백을 발생시킨다.

촉각 피드백은 손가락이나 기타 접촉 부재에 대항하는 힘의 펄스 또는 진동과 같이 단순할 수 있다. 대안으로서, 휴대용 전자 디바이스(100)에 의해 제공되는 촉각 피드백은 사용자가 예를 들어 패턴(802)이 도시되어 있는 곳인 2개 키들의 경계 사이의 범프, 에지, 리지, 또는 그루브를 느끼게 할 수 있다. 따라서, 촉각 피드백은 패턴(802)이 형성되어 있는 영역에서 물리적 에지, 릿지, 또는 그루브를 시뮬레이션할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 키 이미지들(702) 사이의 단일 범프나 리지, 또는 각각의 키 경계에 대하여 하나씩 2개의 개별 범프나 리지를 느낄 수 있다. 다른 예에서, 사용자는 키 이미지들(702) 사이의 단일 그루브, 또는 각각의 키 경계에 대하여 하나씩 2개의 개별 그루브를 느낄 수 있다. 액추에이터(130) 출력을 변조함으로써, 상이한 텍스처, 특성, 또는 감각이 촉각 피드백으로서 제공될 수 있다. 촉각 피드백은 예를 들어 물리적 키와 연관되어 있는 힘 변위 커브에 기초할 수 있다. 피드백은 국부적으로, 즉 터치가 검출되는 곳에 제공될 수 있으며, 또는 오버레이(114)의 대부분이나 전체에 걸쳐 제공될 수 있다. 다수의 동시 터치가 검출될 때, 각각의 검출된 터치 위치에서 상이한 피드백이 국부적으로 제공될 수 있다.

대안으로서, 사용자가 집게 손가락을 놓는 것을 돕는데 이용되는 QWERTY 키보드 상의 "f" 및 "k" 키 상에서 발견되는 로케이터(locator)와 같이, 접촉 부재가 키 이미지(702)의 중심이나 중앙에 또는 그 근방에 있을 때 촉각 피드백이 제공될 수 있다. 촉각 피드백이 제공되는 영역의 패턴(1002)은 에지로부터 떨어져 위치되며, 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 가상 키보드(332)의 각각의 디스플레이된 키의 중심 근방에 위치되어 있다. 촉각 피드백은 리지 또는 범프를 시뮬레이션하도록 제공될 수 있지만, 대안으로서 오버레이(114)의 표면을 따라 추가적인 마찰의 형태로 제공될 수도 있다. 키들 각각에 대해 패턴(1002)이 도시되어 있지만, 패턴(1002)은 키보드(332)의 키들 전부보다는 적은 수의 키들에 대해 제공될 수 있다. 패턴(1002)은 또한 "New", "Search", 및 "Close" 버튼으로 확장될 수도 있다(도시되지 않음). 피드백 위치의 2개 패턴(802, 1002)의 조합이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 키 간의(inter-key) 패턴(802)은 하나 이상의 키들과 연관된 내부 패턴(1002)의 서브세트인 하나 이상의 로케이터와 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 패턴(1002)의 개별 로케이터는 몇몇 옵션을 들자면 "5GH" 키나 “8BN" 키, "2TY"와 "0-SPACE" 키, 또는 "2TY", "5GH", "8BN"과 "0SPACE" 키일 수 있다. 이 패턴(1002)은 도 10에 도시된 것보다 작은 면적의 피드백으로 구성될 수 있고, 그 영역은 사용자의 관점으로부터 각각의 디스플레이된 키의 하단이나 상단과 같이 각각의 디스플레이된 키의 하나의 에지를 따라 또는 그 근방에 위치될 수 있다. 패턴(1002)은, 사용자가 볼 때, 도시된 수평 영역 대신에 또는 그 이외에도 수직 영역으로 구성될 수 있다. 패턴(1002)의 개별 컴포넌트는 하나 이상의 범프, 사각형, 원형, 삼각형 등과 같은 상이한 형상을 가질 수 있다.

이 촉각 피드백 제공은 키 이미지(702)를 보지 않고서도 사용자에 의한 데이터 입력을 용이하게 한다. 예를 들어, 스와이프나 제스처(gesture)로 알려져 있는, 사용자 손가락의 스위핑(sweeping), 스와이핑(swiping), 또는 슬라이딩(sliding) 접촉이 "QW" 키 이미지(702)에서 시작하여 "CAPS-OP" 키 이미지(702)에서 끝나며, 5개 키들과 연관된 경계(704)에서 4번의 키 변화 각각에 대하여 촉각 피드백이 제공된다. 마찬가지로, 사용자는 수평 방향으로 2번 그리고 수직 방향으로 3번 피드백을 검출함으로써 "QW" 키에서부터 "0-SPACE" 키를 찾을 수 있고, 여기에서 수평 및 수직은 단지 오버레이(114)의 사용자 시점을 참조한 것일 뿐이다.

압력 센서(들)(140) 및/또는 터치 위치 센서(들)(110)는 스위핑, 스와이핑, 또는 슬라이딩 접촉을 나타내는 터치 위치 데이터를 결정하는데 이용될 수 있다. 이러한 정보는 둘 이상의 검출된 동시 터치 위치 중에서 선택하는데 유용할 수 있다. 이러한 결정은 예를 들어 촉각 피드백을 제공하기 위한 터치 위치를 선택하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩, 스와이핑, 또는 스위핑 접촉이 검출될 때 어느 동시 접촉 위치를 추적할지 결정하는데 터치 접촉의 압력이 사용될 수 있다.

터치 감지형 디스플레이에 대하여 촉각 피드백을 제공하는 방법을 도시하는 흐름도가 도 11에 도시되어 있다. 휴대용 전자 디바이스(100)는 흐름도의 프로세스를 수행하고, 당해 기술 분야에 공지된 바와 같이, 자신의 프로세서(338)를 이용하여 일부 또는 모든 단계들을 수행하도록 소프트웨어를 실행한다. 소프트웨어는 예를 들어 도 1에서 메모리(324)에 저장된 것으로 도시된 터치 감지형 디스플레이 프로그램(359)의 일부일 수 있다. 도 11의 흐름도를 수행하는 것에 더하여, 터치 감지형 디스플레이 프로그램(359)은 또한, 디스플레이(322) 상에 정보를 디스플레이하고, 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하고, 애플리케이션 정보에 대하여 터치의 위치를 결정하고, 액추에이터(130) 및 압력 센서(140)와 상호작용하는 등의 일을 수행할 수 있다.

키보드의 키와 같은 하나 이상의 키가 터치 감지형 디스플레이(118) 상에 디스플레이된다(1102). 터치 감지형 디스플레이(118) 상에서 터치가 검출될 때(1104), 프로세서(338) 또는 기타 디바이스는 터치의 위치가 도 8의 외부 패턴(802) 또는 도 10의 내부 패턴(1002)과 같은 피드백 영역 내에 있는지 여부를 결정한다. 1106에서, 그 위치가 하나 이상의 패턴(802, 1002)의 미리 결정된 영역 중 하나 내에 있을 때, 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백이 제공된다(1108). 물리적 키의 특성은 상기 기재한 바와 같이 에지, 범프, 리지, 리브, 그루브 또는 마찰과 같은 표면 특성이나 텍스처일 수 있다. 따라서, 예를 들어 물리적 키의 에지, 텍스처, 또는 물리적 로케이터가 상기 기재한 바와 같이 시뮬레이션될 수 있다. 그 위치가 패턴(802, 1102)의 미리 결정된 영역 중 하나 내에 있지 않을 경우에는, 프로세스는 단계 1104로 계속된다.

도면에서는 이메일 컴포저 프로그램을 도시하고 있지만, 본 개시는 기타 텍스트 또는 데이터 입력 애플리케이션 그리고 터치 감지형 디스플레이(118) 상에 선택가능한 항목이 디스플레이되는 기타 애플리케이션에 적용될 수 있다.

상기 실시예는 디스플레이된 키에 관련하여 기재되어 있지만, 하나 이상의 액추에이터(들)(130)에 의해 제공되는 촉각 피드백은 디스플레이(118) 상의 다른 이미지나 항목과 함께 제공될 수 있다. 산의 이미지가 디스플레이 스크린(322) 상에 디스플레이된다면, 촉각 피드백은 상기 기재한 바와 같이 터치 위치 데이터를 사용하여 디스플레이 상에 산의 이미지에 디스플레이된 텍스처를 시뮬레이션할 수 있다. 디스플레이된 산의 산등성이(ridge)와 골짜기를 시뮬레이션하기 위해, 오버레이(114) 상의 촉각 피드백은 산의 디스플레이된 이미지에 관련한 접촉의 위치에 기초하여 제공될 수 있다. 촉각 이미지 시뮬레이션은 꽃, 해변, 또는 절벽의 텍스처와 같은 기타 디스플레이된 이미지에 기초하여 발생될 수 있다. 이러한 촉각 피드백은 인터넷 브라우저, 이메일 프로그램, 메시징 프로그램 및 사용자에게 촉각 인식이 유용할 수 있는 기타 프로그램과 같은 다른 프로그램을 이용해 제공될 수 있다. 당해 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시에 기초한 추가적인 실시예를 용이하게 인식할 수 있을 것이다.

휴대용 전자 디바이스는, 터치를 검출하도록 배열되고 구성된 터치 감지형 디스플레이, 및 터치 감지형 디스플레이 상에 키의 이미지를 디스플레이하고 터치가 키와 연관된 미리 결정된 영역 내에 위치될 때 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백을 제공하도록 배열되고 구성되는 마이크로프로세서 및 메모리를 포함한다. 미리 결정된 영역은 키의 이미지의 경계 근방 또는 외부일 수 있다. 미리 결정된 영역은 키의 이미지의 경계 내부일 수 있다. 특성은 키의 에지일 수 있다. 특성은 키 상에 배치된 로케이터일 수 있다. 복수의 키들이 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있으며, 미리 결정된 영역은 복수의 키들 각각과 연관된 복수의 영역들로 구성될 수 있다. 적어도 하나의 액추에이터는 촉각 피드백을 제공하는 압전 액추에이터일 수 있다. 초음파 주파수 범위에서 진동하는 적어도 하나의 액추에이터가 촉각 피드백을 제공할 수 있다. 촉각 피드백은 에지, 범프, 리지 및 그루브 중 적어도 하나를 시뮬레이션할 수 있다. 적어도 하나의 압력 센서가 검출된 터치와 연관된 압력 데이터를 제공할 수 있다.

본 방법은 터치 감지형 디스플레이 상에 키의 이미지를 디스플레이하고, 제1 위치에서 터치 감지형 디스플레이 상의 터치를 검출하고, 제1 위치가 키와 관련된 미리 결정된 영역 내에 위치될 때, 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백을 제공하는 것을 포함한다.

촉각 피드백은 물리적 키의 에지를 시뮬레이션할 수 있다. 촉각 피드백은 물리적 키 상에 배치된 로케이터를 시뮬레이션할 수 있다. 촉각 피드백을 제공하도록 액추에이터가 초음파 주파수 범위에서 진동할 수 있다. 촉각 피드백은 에지, 범프, 리지, 및 그루브 중 적어도 하나를 시뮬레이션할 수 있다. 촉각 피드백을 제공하도록 2개의 동시 터치 위치들 사이에 선택하는데 압력 데이터가 이용될 수 있다. 미리 결정된 영역은 키의 이미지의 경계나 그 근방일 수 있다. 미리 결정된 영역은 키의 이미지의 경계 내부일 수 있다. 복수의 키들이 터치 감지형 디스플레이 상에 디스플레이될 수 있고, 미리 결정된 영역은 복수의 키들 각각과 연관된 복수의 영역들로 구성될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 방법을 수행하도록 휴대용 전자 디바이스의 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 판독가능한 코드가 그 안에 구현되어 있을 수 있다.

촉각 피드백은 키의 이미지 사이의 영역을 포함할 수 있는 터치 감지형 디스플레이 상의 키의 이미지의 경계 및/또는 그 근방에서 제공될 수 있다. 대안으로서, 촉각 피드백은 키의 이미지 내부에서, 즉 키들의 중심 영역이나 그 근방에서 제공될 수 있다. 이러한 촉각 피드백은 물리적 키의 에지, 키들 사이의 리지나 그루브, 또는 키 상의 위치 리지를 시뮬레이션할 수 있으며, 디스플레이된 키들에 대한 접촉 부재의 보유(retention)를 보다 성공적이도록 한다. 그 결과, 사용자는 터치 감지형 디스플레이 상에 보다 빠르게 그리고/또는 더 정확하게 타이핑할 수 있다. 촉각 피드백은 물리적 구조를 제공하지 않고서 물리적 구조를 시뮬레이션할 수 있다. 가상 키보드는, 다양한 배향으로, 다양한 수의 키들을 가지고, 다양한 크기로, 그리고 가로형 또는 세로형과 같은 다양한 레이아웃으로, 디스플레이 상의 고정 위치의 리지나 그루브와 같은 물리적 구조에 의해 한정되지 않고, 렌더링될 수 있다.

본 개시는 본 발명의 사상 및 본질적인 특성에서 벗어나지 않고서 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다. 기재된 실시예는 단지 예시적인 것으로서 비한정적으로 모든 점에서 고려되어야 할 것이다. 본 개시의 범위는 따라서 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구항에 의해 나타난다. 청구항의 등가물의 의미와 범위 내에 들어가는 모든 변경은 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.

100: 전자 디바이스
110: 터치 위치 센서
114: 오버레이
130: 액추에이터
140: 압력 센서
322: 디스플레이
332: 키보드

Claims (20)

1. 휴대용 전자 디바이스에 있어서,
   터치를 검출하도록 배열되고 구성된 터치 감지형(touch-sensitive) 디스플레이; 및
   마이크로프로세서 및 메모리를 포함하고;
   상기 마이크로프로세서 및 메모리는,
   상기 터치 감지형 디스플레이 상에 키의 이미지를 디스플레이하고;
   상기 터치가 키와 연관된 미리 결정된 영역에 위치될 때, 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백(tactile feedback)을 제공하도록 배열되고 구성되는 것인 휴대용 전자 디바이스.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 미리 결정된 영역은 상기 키의 이미지의 경계 근방 또는 외부인 것인 휴대용 전자 디바이스.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 미리 결정된 영역은 상기 키의 이미지의 경계 내부인 것인 휴대용 전자 디바이스.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 특성은 키의 에지(edge)인 것인 휴대용 전자 디바이스.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 특성은 키 상에 배치된 로케이터(locator)인 것인 휴대용 전자 디바이스.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 터치 감지형 디스플레이 상에 복수의 키들이 디스플레이되고, 상기 미리 결정된 영역은 상기 복수의 키들 각각과 연관된 복수의 영역들로 구성되는 것인 휴대용 전자 디바이스.
7. 청구항 6에 있어서, 적어도 하나의 액추에이터는 촉각 피드백을 제공하는 압전 액추에이터인 것인 휴대용 전자 디바이스.
8. 청구항 1에 있어서, 촉각 피드백을 제공하도록 초음파 주파수 범위에서 진동하는 적어도 하나의 액추에이터를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 촉각 피드백은 에지(edge), 범프(bump), 리지(ridge), 및 그루브(groove) 중 적어도 하나를 시뮬레이션하는 것인 휴대용 전자 디바이스.
10. 청구항 1에 있어서, 검출된 터치와 연관된 압력 데이터를 제공하는 적어도 하나의 압력 센서를 더 포함하는 휴대용 전자 디바이스.
11. 터치 감지형 디스플레이 상에 키의 이미지를 디스플레이하고;
    제1 위치에서 상기 터치 감지형 디스플레이 상의 터치를 검출하고;
    상기 제1 위치가 키와 연관된 미리 결정된 영역에 위치될 때, 물리적 키의 특성을 시뮬레이션하는 촉각 피드백을 제공하는 것을 포함하는 방법.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 촉각 피드백은 물리적 키의 에지를 시뮬레이션하는 것인 방법.
13. 청구항 11에 있어서, 상기 촉각 피드백은 물리적 키 상에 배치된 로케이터를 시뮬레이션하는 것인 방법.
14. 청구항 11에 있어서, 촉각 피드백을 제공하도록 초음파 주파수 범위에서 액추에이터를 진동시키는 것을 더 포함하는 방법.
15. 청구항 11에 있어서, 상기 촉각 피드백은 에지, 범프, 리지, 및 그루브 중 적어도 하나를 시뮬레이션하는 것인 방법.
16. 청구항 11에 있어서, 촉각 피드백을 제공하도록 2개의 동시 터치 위치들 사이에 선택하는데 압력 데이터를 이용하는 것을 더 포함하는 방법.
17. 청구항 11에 있어서, 상기 미리 결정된 영역은 상기 키의 이미지의 경계나 그 근방인 것인 방법.
18. 청구항 11에 있어서, 상기 미리 결정된 영역은 상기 키의 이미지의 경계 내부인 것인 방법.
19. 청구항 11에 있어서, 상기 터치 감지형 디스플레이 상에 복수의 키들이 디스플레이되고, 상기 미리 결정된 영역은 상기 복수의 키들 각각과 연관된 복수의 영역들로 구성되는 것인 방법.
20. 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서,
    청구항 11의 방법을 수행하도록 휴대용 전자 디바이스의 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 컴퓨터 판독가능한 코드를 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체.

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