KR20130141344A - 촉각 인터페이스층의 구동 방법 - Google Patents

촉각 인터페이스층의 구동 방법 Download PDF

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KR20130141344A KR1020127030165A KR20127030165A KR20130141344A KR 20130141344 A KR20130141344 A KR 20130141344A KR 1020127030165 A KR1020127030165 A KR 1020127030165A KR 20127030165 A KR20127030165 A KR 20127030165A KR 20130141344 A KR20130141344 A KR 20130141344A
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크레이그 마이클 시에스라
미카 비. 야이리
나타니엘 마크 사알
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택투스 테크놀로지, 아이엔씨.
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Abstract

변형가능 영역을 가지는 표면을 정의하는 장치의 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법이 개시되며, 상기 방법은: 표면의 변형가능 영역을, 표면과 촉각으로 구별될 수 있는 형태로 변형하는 단계; 변형된 변형가능 영역에서 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계; 상변형가능 영역에 대한 명령으로서 힘을 해석하는 단계; 및 명령에 근거하여 표면의 변형가능 영역을 조작하는 단계를 포함한다.

Description

촉각 인터페이스층의 구동 방법{METHOD OF ACTUATING A TACTILE INTERFACE LAYER}
본 발명은 전반적으로 촉각 사용자 인터페이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 변형가능 영역을 가진 촉각 인터페이스층을 위한 명령으로서 제스처를 해석하기 위한 새롭고 유용한 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2010년 4월 19일에 출원된 미국 가출원 번호 제61,325,772호의 이익을 주장하며, 이는 전체가 참조로서 통합된다.
본 출원은 2008년 1월 4일에 출원된 "System and Method for raised Touch Screen"이라는 명칭의 미국 출원 번호 제11/969,848호, 2009년 1월 5일에 출원된 "User Interface System"이라는 명칭의 US 출원 번호 제12,319,334호, 및 2009년 7월 3일에 출원된 "User Interface System and Method"이라는 명칭의 미국 출원 번호 제12/497,622호에 관한 것으로, 이는 모두 그 전체가 참조로서 통합된다.
도 1은 바람직한 제1 실시예의 방법을 보여주는 개략도이다.
도 2는 바람직한 제2 실시예의 방법을 보여주는 개략도이다.
도 3은 촉각 인터페이스층의 변형예를 보여주는 상면도이다.
도 4는 촉각 인터페이스층의 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 촉각 인터페이스층의 변형가능 영역의 작동을 보여주는 단면도이다.
도 6은 밸브를 구비한 촉각 인터페이스층의 변형예를 보여주는 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 바람직한 제1 실시예에서 변형된 특정 영역의 견고성(firmness) 조작에 있어서 제1, 제2 및 제3 변형예를 보여주는 개략도이다.
도 10 및 도 11은 바람직한 제2 실시예에서 제1 및 제2 특정 영역의 조작에 있어서 제1 및 제2 변형예를 보여주는 개략도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명은 이러한 바람직한 실시예로 본 발명을 제한하고자 함이 아니라, 이러한 발명을 당업자가 제조 및 이용할 수 있게 하려는 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예의 변형가능 영역을 구비한 표면을 정의하는 장치의 촉각 인터페이스층(100)을 구동하는 방법(S100)은, 표면의 변형가능 영역을 표면과 촉각으로 구별할 수 있는 형태로 변형하는 단계(S110, S210), 표면의 변형된 영역 상에서 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계(S120, S220), 검출된 힘에 근거하여 표면의 변형가능 영역에 대한 명령을 해석하는 단계, 및 명령에 근거하여 변형가능 영역을 조작하는 단계를 포함한다. 바람직한 제1 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 명령을 해석하는 단계는, 변형된 변형가능 영역의 견고성에 대한 명령으로서 변형가능 영역 상의 힘을 해석하는 단계(S130)를 포함하고, 명령에 근거하여 변형가능 영역을 조작하는 단계는, 명령에 근거하여 표면의 변형가능 영역의 견고성을 조작하는 단계(S140)를 포함한다. 바람직한 제2 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 촉각 인터페이스층은 제1 및 제2 변형가능 영역을 포함하고, 명령을 해석하는 단계는, 제1 변형가능 영역을 복원시키고 제2 변형가능 영역을 표면과 촉각으로 구별할 수 있는 형태로 변형하도록 하는 명령으로서, 변형된 변형가능 영역 상의 힘을 해석하는 단계(S230)를 포함하며, 명령에 근거하여 변형가능 영역을 조작하는 단계는, 명령에 근거하여 제1 및 제2 변형가능 영역을 조작하는 단계(S240)를 포함한다. 장치의 촉각 인터페이스층(100)을 구동하는 방법(S100)은 또한 복수의 변형된 변형가능 영역 상에서 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계를 포함할 수 있고, 이는 또한 변형된 변형가능 영역 각각에서 힘이 검출된 순서를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 명령을 해석하는 단계는, 힘이 검출된 순서에 근거하여 표면의 적어도 하나의 변형가능 영역에 대한 명령을 해석하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 표면의 변형된 변형가능 영역들에 대한 임의의 다른 적합한 유형의 힘 검출이 이용될 수 있다.
촉각 인터페이스층(100)을 구동하기 위한 바람직한 제1 및 제2 실시예의 방법(S100)은 또한, 명령으로서 힘의 특정 해석에 대한 사용자 입력을 수신하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 명령으로서 힘의 특정 해석에 대한 사용자 입력을 수신하는 단계(S150)는, 장치의 사용자로부터 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있지만, 대안적으로 장치로부터 원거리에 있는 사람, 예컨대 제2의 사용자 또는 제조자와 같은 제3자로부터 사용자 입력을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 명령으로서 힘의 특정 해석에 대한 사용자 입력은 임의의 다른 적합한 사용자로부터 수신될 수 있다. 방법(S100)은 바람직하게 전자 장치와 함께 사용되는 촉각 인터페이스층(100). 더 바람직하게는 적응형(adaptive) 사용자 인터페이스로부터 이익을 얻는 전자 장치에 적용된다. 전자 장치는 디스플레이 및/또는 터치 센서, 예컨대 자동차 계기반, 스티어링 휠, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태플릿 컴퓨터, 텔레비전, 라디오, 탁상용 전화기(desk phone), 휴대폰, PDA, 개인 항법장치(PND), 개인용 미디어 플레이어, 카메라, 시계, 리모콘, 마우스, 트랙패드 또는 키보드를 포함할 수 있고 또는 포함하지 않을 수도 있다. 그러나 촉각 인터페이스층(100)은 촉각적 및/또는 시각적 방식으로 사용자와 상호작용(interface)하는 임의의 장치를 위한 사용자 인터페이스로서 사용될 수 있다. 촉각 인터페이스층(100)은 바람직하게는 예컨대 촉각 인터페이스층(100)이 센서(140)를 포함하는 변형에서 장치와 통합되며, 촉각 인터페이스층(100)은 바람직하게는 장치에 조립되어 하나의 유닛으로서 사용자에게 제공된다. 대안적으로, 촉각 인터페이스층(100)은 장치의 부속품으로서 기능할 수 있으며, 사용자는 두 개의 개별적인 유닛으로서 촉각 인터페이스층(100)과 장치를 제공받을 수 있으며, 이 때 이들이 서로 결합되면 촉각 인터페이스층(100)은 사용자에게 촉각 안내를 제공하고/하거나 사용자 입력을 수신하도록 기능한다. 그러나, 방법(S100)은 촉각 인터페이스층(100)의 임의의 다른 적합한 구성(arrangement)에도 적용될 수 있다.
바람직한 실시예의 방법(S100)은, 바람직하게는 변형가능 영역을 포함하는 임의의 적합한 촉각 인터페이스층에 적용된다. 특히, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 바람직한 실시예의 방법(S100)은, 미국 출원 제11/969,848호, 제12/319,334호, 및 제12/497,622호에 기술된 바와 같은 사용자 인터페이스 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 변형예의 촉각 인터페이스층(100)은 바람직하게, 표면(115)을 정의하는 층(110), 층(110)을 지지하고 유체(112)의 용적를 포함하는 유체 용기(127)를 적어도 부분적으로 정의하는 기판(120), 및 유체 용기(127)에 결합되는 변위 장치(130)를 포함하며, 변위 장치는 유체 용기(127)의 적어도 일부를 팽창 및/또는 수축시키도록 유체(112)의 용적을 조작함으로써, 표면(115)의 특정 영역(113)을 변형시킨다. 기판(115)은 또한 층(110)이 내측으로, 예컨대 유체 용기(127) 내로 변형되는 되는 것을 실질적으로 방지하도록 기능할 수 있다. 촉각 인터페이스층(100)의 이러한 변형예에 있어서, 명령에 근거하여 표면의 변형가능 영역을 조작하는 단계(S140, S240)는 바람직하게 유체 용기(127) 내의 유체를 조작하는 단계를 포함한다. 특히, 변위 장치(130)는 바람직하게 표면의 특정 영역(113)을 변형시키기 위해 유체 용기(127) 내의 유체를 조작하도록 구동된다. 유체 용기(127)는 바람직하게 공동(125)을 포함하며, 변위 장치(130)는 바람직하게 공동(125) 내의 유체(112) 용적에 영향을 주어 공동(125)을 팽창 및 수축시킨다. 그러나, 유체(112)를 조작하는 임의의 다른 적합한 방법도 사용될 수 있다.
유체 용기(127)는 대안적으로 채널(138) 또는 도 4에 도시된 바와 같이 채널(138)과 공동(125)의 조합일 수 있다. 유체 용기(127)는 제1 공동(125a)에 추가로 제2 공동(125b)을 포함할 수도 있다. 제2 공동(125b)이 팽창되면, 바람직하게 표면(115) 상의 제2 특정 영역(113)이 변형된다. 변위 장치(130)는 바람직하게는 제1 공동(125a)과 별도로 제2 공동(125b) 내의 유체(112) 용적에 영향을 준다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 변형예의 촉각 인터페이스층은 촉각 인터페이스층(100) 내의 유체를 방향을 유도하도록 기능하는 밸브(139)를 포함할 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 유체 용기(127) 내의 유체를 조작하는 단계는, 촉각 인터페이스층(100) 내의 유체의 방향을 유도하도록 밸브(139)를 구동하는 단계를 포함할 수 있다. 대안적으로, 사용자 인터페이스 강화 시스템(100)은 제2 변위 장치(130)를 포함할 수 있으며, 제2 변위 장치는 제2 공동(125b) 내의 유체(112) 용적에 영향을 주도록 기능하여 제2 공동(125b)을 팽창 및 수축시킴으로써 표면의 제2 특정 영역(113b)을 변형시킨다. 제2 공동(125b)은 바람직하게 공동(125)과 유사하거나 동일하지만, 대안적으로 임의의 다른 적합한 종류의 공동일 수도 있다. 이하의 예들은 공동(125) 및 채널(138)을 포함하는 유체 용기(127)를 팽창시키는 것으로 기술될 수 있지만, 유체 용기(127)는 공동(125) 및/또는 채널(138)의 임의의 다른 적합한 조합일 수 있다. 그러나, 임의의 다른 적합한 유형의 촉각 인터페이스층(100)이 사용될 수 있다.
촉각 인터페이스층(100)은 바람직하게는 그러한 촉각 인터페이스층(100)을 포함한 장치를 사용할 때 사용자에게 촉각 안내를 제공하도록 기능한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 촉각 인터페이스층(100)의 표면(115)은 바람직하게 특정 영역(113)의 위치에서 사용자에게 촉각 안내가 제공될 때까지 편평하게 유지된다. 전술한 바와 같은 촉각 인터페이스층(100)의 변형예에 있어서, 그 후 변위 장치(130)는 바람직하게 공동(125)(또는 유체 용기(127)의 임의의 다른 적합한 부분)을 팽창시켜 특정 영역(113)을 외측으로 팽창시켜서, 사용자가 인식할 수 있는 변형(이 문서 전체에 걸쳐 "촉각으로 구별되는 형태"로 지칭됨)을 형성하고, 사용자에게 촉각 안내를 제공한다. 팽창된 특정 영역(113)은 바람직하게, 사용자가 입력을 제공하기 위해 특정 영역(113) 상에 힘을 인가할 때 사용자에게 촉각 피드백을 제공하기도 한다. 이러한 촉각 피드백은 뉴턴의 제3 법칙의 결과일 수 있으며, 제1 몸체(사용자의 손가락)가 제2 몸체(표면(115))에 힘을 가할 때마다, 제2 몸체는 제1 몸체 상에 동일한 반대방향의 힘(다시 말해서 수동 촉각 반응)을 가한다. 대안적으로, 변위 장치(130)는 공동(125)을 수축시켜 특정 영역(113)을 내측으로 변형시킬 수 있다. 그러나, 촉각 인터페이스층(100)의 특정 영역(113)을 변형시키는 임의의 다른 적합한 방법이 이용될 수 있다.
촉각 인터페이스층(100)은 바람직하게, 변형된 특정 영역(113)에 사용자가 인가한 힘을 검출하도록 기능하는 센서를 포함한다. 이러한 힘은 표면의 변형된 특정 영역(113)을 실질적으로 내측으로 변형시키는 힘일 수 있지만, 대안적으로 변형된 특정 영역(113)을 실질적으로 내측으로 변형시키지 않는 힘일 수 있다. 그러나, 임의의 다른 적합한 유형의 힘이 검출될 수 있다. 예를 들어, 전술된 바와 같은 촉각층의 변형예에 있어서, 센서는, 변형된 특정 영역(113)의 내측방향 변형으로 인한 유체(112)의 증가된 압력을 검출하도록 가능하는 압력 센서일 수 있다. 대안적으로, 센서는 변형된 특정 영역(113) 상의 손가락의 존재를 검출하는 용량 센서(capacitive sensor)일 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 힘의 존재는 사용자의 손가락의 존재가 검출됨으로써 추정될 수 있다. 대안적으로, 센서는 촉각 인터페이스층(100)이 적용되는 장치에 포함된 센서일 수 있고, 예를 들어 장치는 촉각 인터페이스층(100)이 상부에 놓인 터치 감지 디스플레이를 포함할 수 있다. 사용자의 힘은 터치 감지 디스플레이의 감지 능력을 이용하여 검출될 수 있다. 그러나, 임의의 다른 적합한 힘 검출이 이용될 수 있다.
유사하게, 촉각 인터페이스층(100)은, 검출된 제스처를 명령으로서 해석하도록 기능하는 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 복수의 힘 유형(예를 들어, 힘의 크기 또는 인가된 힘의 지속기간) 및 명령 연관성 및/또는 명령으로서 힘의 해석에 대한 사용자 선호도를 저장하도록 기능하는 저장 장치를 포함할 수 있다. 프로세서는 임의의 적합한 유형의 프로세서일 수 있고, 저장 장치는 임의의 적합한 유형의 저장 장치, 예컨대, 플래시 메모리 소자, 하드 드라이브 또는 임의의 다른 적합한 유형일 수 있다. 프로세서 및/또는 저장 장치는 대안적으로 촉각 인터페이스층(100)이 적용되는 장치 내에 포함된 프로세서 및/또는 저장 장치일 수 있다. 그러나, 프로세서 및/또는 저장 장치의 임의의 다른 적합한 구성이 사용될 수 있다.
도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 방법(S100)의 바람직한 제1 실시예에 있어서, 변형된 특정 영역 상에서의 힘은 변형된 특정 영역의 견고성에 대한 명령으로 해석되고(단계 S130), 변형된 특정 영역의 견고성은 명령에 근거하여 조작된다(단계 S140). 변형된 특정 영역의 견고성의 조작은, 대안적으로 변형된 특정 영역의 변형 정도를 조작하는 것으로 생각될 수 있다. 예를 들어, 완전히 변형된 특정 영역(113)은 견고성 정도가 가장 높고, 중간 정도로 변형된 특정 영역(113)은 견고성이 중간 정도이다. 전술된 바와 같은 촉각 인터페이스층의 변형예에 있어서, 변형된 특정 영역의 견고성을 변형하도록 하는 명령에 근거하여 변형된 특정 영역을 조작하는 단계는, 유체 용기(127) 내의 유체(112) 용적을 조작하는 단계를 포함한다. 유체(112) 용적의 압력이 증가함에 따라, 결과적인 변형된 특정 영역(113)의 견고성 또한 증가하게 된다. 유사하게, 유체(112) 용적의 압력이 감소함에 따라, 결과적인 변형된 특정 영역(113)의 견고성 또한 감소하게 된다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 유체(112) 용적의 압력이 변화함에 따라, 변형된 특정 영역(113)의 크기는 층(110)의 탄성으로 인해 변화할 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 변형된 특정 영역(113)의 견고성 변화는 또한 변형된 특정 영역(113)의 크기 및/또는 높이 변화로서 생각될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 변형가능 영역에 상응하는 유체(112) 용적의 압력이 증가되면, 결과적인 변형된 특정 영역(113)은 원래의 변형된 특정 영역(113)보다 견고하고 또한 높이가 더 높다. 도 8에 도시된 바와 같은 제2의 예에 있어서, 유체(112) 용적의 압력이 감소되고, 결과적인 변형된 특정 영역(113)은 원래의 변형된 특정 영역(113)보다 덜 견고하고 높이가 더 작다. 제3의 예에 있어서, 변형가능 영역에 상응하는 유체(112) 용적의 압력이 증가되어 변형된 특정 영역(113)의 표면적을 증가시킨다. 이러한 변형예에 있어서, 변형된 특정 영역(113)의 높이는 변할 수 있지만, 대안적으로 동일하게 유지될 수 있다. 그러나, 단계 S140에서 변형된 특정 영역(113)의 견고성 조작으로 인한 변형된 특정 영역의 견고성 및 크기의 임의의 다른 적합한 조합이 이용될 수 있다.
바람직한 제1 실시예의 변형예에 있어서, 도 9에 도시된 바와 같이, 변형가능 영역을 조작하는 단계는, 표면(113)의 특정 영역이 더 이상 변형되지 않도록 변형된 특정 영역(113)을 복원시키는 것을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 변형된 특정 영역의 견고성 및/또는 높이는 "제거"되거나 0으로 감소될 수 있다. 이는 사용자가 리스트로부터의 항목들, 예를 들어 체크 박스 또는 "Y/N" 선택 박스를 선택하여 특정 선택이 이미 이루어진 것을 사용자에게 나타내고자 할 경우, 유용한 촉각 경험일 수 있다. 그러나, 바람직한 제1 실시예의 이러한 변형예의 임의의 다른 적합한 응용이 이용될 수 있다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 방법(S100)의 바람직한 제2 실시예에 있어서, 촉각 인터페이스층은 바람직하게 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)을 포함하고, 변형된 제1 특정 영역(113a) 상의 힘은 제1 특정 영역(113a)을 복원시키고 제2 특정 영역(113b)을 변형시키도록 하는 명령으로서 해석되며(단계 S230), 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)은 명령에 근거하여 조작된다(단계 S240). 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)은 예컨대 장치의 동일 면을 따라 실질적으로 서로 근거리에 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)은 서로 원거리에 있을 수 있는데, 예를 들어 제1 특정 영역(113a)은 장치의 제1 면에 위치할 수 있고, 제2 특정 영역(113b)은 장치의 제2 면에 위치할 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 장치의 제1 면은 디스플레이를 포함할 수 있고, 장치의 제2 면은 디스플레이를 포함하지 않을 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)의 임의의 다른 적합한 구성이 이용될 수 있다. 대안적으로 힘은 또한 제1 특정 영역(113a)을 변형시키고 제2 특정 영역(113b)을 복원시키도록 하는 명령으로서 해석될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)의 변형 및 복원의 임의의 다른 적합한 조합이 이용될 수 있다. 해석된 명령은, 제1 특정 영역(113a)을 완전히 복원시키고 제2 특정 영역(113b)을 완전히 변형시키는 것일 수 있으며, 이는 도 10에 도시된 바와 같이 사용자에게 "로커 스위치" 유형의 경험을 제공할 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)은 둘 다 동일한 장치에 위치되어, 사용자가 특정한 "소리 ON 및 "소리 OFF" 두 가지 선택 사이에서 토글링하거나 예를 들어 유명한 지뢰 찾기 게임에서 타일을 선택하는 것과 같이 게임 내에서 위치를 토글링하는 경우 촉각 경험을 제공할 수 있다. 대안적으로, 제2 특정 영역(113b)은 제2 장치에 적용되는 제2 촉각 인터페이스층(100)에 위치될 수 있고, 이 경우 제2 장치는 예를 들어 인터넷, WiFi 연결, 블루투스 연결, 또는 임의의 다른 적합한 연결을 통해 제1 장치에 연결된다. 제2 촉각 인터페이스층(100)의 제어는 제1 사용자 인터페이스(100)와 별도로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 제2 특정 영역(113b)은 제1 특정 영역(113a)과 별도로 변형될 수 있다. 대안적으로, 제2 촉각 인터페이스층의 제어는 제1 촉각 인터페이스층(100)의 제어에 관련될 수 있다. 이는 제1 장치 및 제2 장치가 촉각 커뮤니케이션을 전달하는 경우 유용한 촉각 경험일 수 있는데, 예를 들어 제1 장치를 사용하는 사용자가 변형된 특정 영역들(113)의 패턴을 복원시킴으로써 패턴을 생성하고, 제2 장치를 사용하는 또 다른 사용자가 제1 사용자가 생성한 패턴을 "보면", 제1 장치 상의 복원된 특정 영역들(113)에 상응하는 변형가능 특정 영역들(113)이 변형된다. 이러한 유형의 특징은 제1 플레이어가 제2 플레이어와의 촉각 커뮤니케이션을 이용하는 게임 장치 또는 게임 어플리케이션에서 이용될 수 있다. 그러나, "로커 스위치" 유형의 능동 반응의 임의의 다른 적합한 응용이 이용될 수 있다.
대안적으로, 해석된 명령은 도 11에 도시된 바와 같이 제1 특정 영역(113a)을 특정 정도로 복원시키고 제2 특정 영역(113b)을 특정 정도로 변형시키는 것일 수 있다. 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)을 복원 및 변형시키는 정도는 검출된 힘의 속성에 근거하여 결정될 수 있다. 제1 예에서, 힘의 크기가 특정 정도를 결정할 수 있다. 촉각 인터페이스층이 유체(112) 및 압력 센서를 포함하는 변형예에 있어서, 유체(112)의 압력 증가는 힘의 크기를 결정하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 힘의 크기는 임의의 다른 적합한 방법을 이용하여 결정될 수 있으며, 예를 들어 인가된 힘은 유체 용기(127) 내의 한 위치로부터 다른 위치로 유체(112) 용적을 변위시킬 수 있다. 힘의 크기는 유체 변위량을 측정함으로써 결정될 수 있다. 제2 예에서, 특정 정도를 결정하는 데에 인가된 힘의 지속기간이 이용될 수 있다. 촉각 인터페이스층이 센서로서 용량 센서를 포함하는 변형예에 있어서, 사용자의 손가락의 존재가 검출될 수 있고, 특정 정도를 결정하기 위해 손가락의 존재가 검출되는 동안의 시간이 이용될 수 있다. 제3 예에서, 특정 정도를 결정하기 위해서, 힘이 인가되는 속도가 이용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 인가된 힘에 의해 변위되는 유체(112)의 용적이 측정될 수 있다. 이러한 변형예에 있어서, 힘이 인가되는 속도는 유체(112) 용적이 변위되는 속도를 검출함으로써 결정될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)을 복원 및 변형시키는 특정 정도는 임의의 다른 적합한 방법을 이용하여 검출된 힘으로부터 해석될 수 있다.
추가적으로, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)을 복원 및 변형시키는 특정 정도는 특정 영역(113a, 113b) 각각이 완전히 변형되는 퍼센트일 수 있으며, 이 때 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)의 변형 퍼센트의 합은 100%이다. 다시 말해서, 명령은, 제1 특정 영역(113a)을 완전 변형의 25%까지 복원시키는 것과 제2 특정 영역(113b)을 완전 변형의 75%까지 변형시키는 것을 포함할 수 있다. 이는 하나의 위치에서 또 다른 위치로 질량을 누르는 것과 유사한 촉각 경험을 사용자에게 제공할 수 있으며 이 경우 질량은 보존된다. 대안적으로, 퍼센트의 합은 100%보다 크거나 작을 수 있다. 예를 들어, 명령은, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b) 각각을 완전 변형의 60%까지 변형시키는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)의 복원 및 변형에 대한 임의의 다른 적합한 명령이 해석될 수 있다.
전술된 바와 같은 촉각 인터페이스층(100)의 변형예에 있어서, 유체 용기(127)는, 제1 특정 영역(113a)에 상응하는 제1 공동(125a) 및 제2 특정 영역(113b)에 상응하는 제2 공동(125b)을 포함한다. 변위 장치(130)는 바람직하게 제2 공동(125b)을 팽창시키고 제1 공동(125a)을 수축시키도록 구동된다. 제1 공동(125a)의 수축(또는 제1 특정 영역(113a)의 복원) 및 제2 공동(125b)의 팽창(또는 제2 특정 영역(113b)의 변형)은 바람직하게 도 10에 도시된 바와 같이 실질적으로 동시에 발생한다. 이러한 변형예에 있어서, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 변형된 제1 특정 영역 상에서 힘 및 명령이 해석되면, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 공동(125a) 내의 유체 용적이 감소되는 한편, 제2 공동(125b) 내의 유체 용적은 증가된다. 유체(112)의 용적은 변위 장치(130)에 의해 제1 및 제2 공동(125a, 125b) 사이에서 전환될 수 있지만, 변위 장치(130)는 대안적으로 제1 및 제2 공동(125a, 125b) 간에 유체(112)의 임의의 다른 적합한 용적을 변위시킬 수 있다. 예를 들어, 변위 장치(130)는 밸브(139)를 통해 제1 및 제2 공동(125a, 125b)을 향해 유체의 용적을 변위시킬 수 있고, 밸브(139)는 제1 공동(125a)을 향해 유체의 제1 부분의 방향을 유도할 수 있고, 제2 공동(125b)을 향해 유체의 제2 부분의 방향을 유도할 수 있다.
바람직한 제1 실시예에서 기술된 바와 같이, 제1 및 제2 공동(125a, 125b) 내의 유체 용적의 변화는 또한 각각 상응하는 변형된 특정 영역(113a, 113b)의 견고성의 변화로서 생각될 수 있다. 바람직한 제2 실시예의 변형예에 있어서, 제1 및 제2 특정 영역(113a, 113b)의 복원 및 변형은 대안적으로, 제1 특정 영역(113a)의 견고성의 감소 및 제2 특정 영역(113b)의 견고성의 증가로서 생각될 수 있다. 바람직한 제2 실시예의 이러한 변형예는, 장치의 특정 특징, 예컨대 사운드 출력의 볼륨을 증가 및 감소시키기 위한 두 개의 버튼을 포함하는 사용자 인터페이스에서 예시적으로 사용될 수 있다. 변형된 제1 특정 영역(113a)은 "볼륨 증가" 버튼을 나타내고 제2 특정 영역(113b)은 "볼륨 감소" 버튼을 나타낼 수 있다. 제1 특정 영역(113a)에서 힘이 검출됨에 따라, 제1 특정 영역(113a)의 견고성은 증가될 수 있고, "볼륨 감소" 버튼에 해당되는 제2 특정 영역(113)의 견고성은 감소하며, 이는 이용 가능한 볼륨 출력 범위를 따라 더 높은 범위를 향한 전환을 나타낸다. 그러나, 이러한 변형예의 임의의 다른 적합한 응용이 이용될 수 있다.
바람직한 제1 및 제2 실시예의 방법(S100)에 있어서, 명령으로서 변형된 변형가능 영역에서 검출된 힘의 해석은, 변형된 변형가능 영역의 상태에 근거하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 변형된 변형가능 영역이 완전히 변형되지 않았을 때 힘이 검출된 경우, 명령은 견고성을 증가시키도록 할 수 있고, 변형된 변형가능 영역이 완전히 변형되었을 때 힘이 검출된 경우, 해석된 명령은 견고성을 감소시키도록 할 수 있다. 제0의 예에서, 변형가능 영역이 팽창하면서 힘이 검출되었을 때 명령의 해석은, 변형가능 영역이 복원되면서 힘이 검출되었을 때와 상이할 수 있다. 그러나, 변형된 변형가능 영역의 상태에 근거한 명령으로서 임의의 다른 적합한 힘의 해석이 이용될 수 있다.
명령으로서 변형된 특정 영역(113)에서 검출된 힘의 해석은 바람직하게 전술된 변형예들 중 하나이며, 대안적으로 이러한 해석은 전술된 변형예들의 조합 또는 제스처와 명령들의 임의의 다른 적합한 조합일 수 있는데, 예를 들어, 복원된 변형가능 영역에서 힘이 검출된 후 변형가능 영역에 대한 명령으로서 해석될 수 있다. 그러나, 임의의 다른 적합한 유형의 힘 검출 및 힘 해석이 이용될 수 있다.
이하의 청구범위에 정의된 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 바람직한 실시예가 변형 및 변경될 수 있음을, 당업자들은 전술된 상세한 설명, 도면 및 청구범위로부터 인식할 것이다.

Claims (27)

  1. 변형가능 영역을 가지는 표면을 정의하는 장치의 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법으로서,
    상기 표면의 상기 변형가능 영역을, 상기 표면과 촉각으로 구별될 수 있는 형태로 변형하는 단계;
    상기 표면의 상기 변형된 변형가능 영역에서 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계;
    상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을, 상기 변형된 변형가능 영역의 견고성에 대한 명령으로서 해석하는 단계; 및
    상기 명령에 근거하여 상기 표면의 상기 변형가능 영역의 견고성을 조작하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면의 변형가능 영역을 변형하는 단계는, 상기 표면과 촉각으로 구별될 수 있는 상기 표면의 상승된 부분을 형성하도록 상기 표면으로부터 외측으로 상기 변형가능 영역을 팽창시키는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을 상기 변형된 변형가능 영역의 견고성에 대한 명령으로서 해석하는 단계는, 상기 변형된 변형가능 영역의 변형 정도에 대한 명령으로서 상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형 정도에 대한 명령으로서 상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을 해석하는 단계는, 상기 변형된 변형가능 영역에 대한 크기를 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면의 상기 변형된 변형가능 영역에서 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계는, 상기 표면의 상기 변형된 변형가능 영역을 내측으로 변형시키는 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을 명령으로서 해석하는 단계는, 상기 표면의 상기 변형된 변형가능 영역의 견고성을 증가시키도록 하는 명령으로서 상기 힘을 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촉각 인터페이스층은 제2 변형가능 영역을 더 포함하고,
    상기 방법은, 상기 제2 변형가능 영역의 견고성을 조정하도록 하는 명령으로서 상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을 해석하는 단계를 더 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표면의 상기 제2 변형가능 영역을 상기 표면과 촉각으로 구별될 수 있는 형태로 변형하는 단계를 더 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 변형가능 영역에서의 힘을 명령으로서 해석하는 단계는, 상기 변형가능 영역의 견고성을 증가시키도록 하는 명령 및 상기 제2 변형가능 영역의 견고성을 감소시키도록 하는 명령으로서 상기 힘을 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 촉각 인터페이스층은, 상기 표면의 변형가능 영역들을 변형하도록 조작되는 유체를 포함하고,
    상기 명령에 근거하여 상기 표면의 상기 변형가능 영역의 견고성을 조작하는 단계는, 상기 촉각 인터페이스층 내의 유체의 용적을 조작하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 촉각 인터페이스층 내의 유체의 용적을 조작하는 단계는, 상기 변형된 변형가능 영역의 견고성을 증가시키도록 상기 촉각 인터페이스층 내의 유체의 압력을 증가시키는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 장치에 대한 명령으로서 상기 변형가능 영역에서의 상기 힘을 해석하는 단계를 더 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 장치에 대한 명령은 일정 범위의 값들 중에서 선택되고, 상기 변형된 변형가능 영역의 견고성에 대한 명령으로서 상기 변형가능 영역에서의 힘을 해석하는 단계는, 상기 범위의 값들에 대한 상기 명령의 상기 변형된 변형가능 영역 값의 견고성을 결정하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장치에 대한 상기 범위의 값들은 상기 장치에 대한 낮은 용적에서부터 높은 용적까지 일정 범위의 용적을 포함하고, 상기 범위의 값들에 대한 상기 명령의 상기 값에 근거하여 견고성을 결정하는 단계는, 높은 용적에 대해 견고성을 증가시키고 낮은 용적에 대해 견고성을 감소시키는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  15. 제1 및 제2 변형가능 영역을 가지는 표면을 정의하는 장치의 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법으로서,
    상기 표면의 상기 제1 변형가능 영역을, 상기 표면과 촉각으로 구별 가능한 형태로 변형시키는 단계;
    상기 표면의 변형된 제1 변형가능 영역에서 사용자로부터의 힘을 검출하는 단계;
    상기 제1 변형가능 영역에서의 상기 힘을, 상기 제1 변형가능 영역을 복원시키고 상기 제2 변형가능 영역을 상기 표면과 촉각으로 구별될 수 있는 형태로 변형시키도록 하는 명령으로서 해석하는 단계; 및
    상기 명령에 근거하여 상기 제1 및 제2 변형가능 영역을 조작하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 표면의 변형가능 영역을 변형시키는 단계는, 상기 표면과 촉각으로 구별될 수 있는 상기 표면의 상승된 부분을 형성하도록, 상기 변형가능 영역을 상기 표면으로부터 외측으로 팽창시키는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변형가능 영역들의 복원 및 변형은 실질적으로 점진적인 것을 특징으로 하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 영역들을 각각 복원 및 변형시키도록 하는 명령으로서 상기 제1 변형된 영역에서의 힘을 해석하는 단계는, 상기 제1 변형된 영역 상에서 검출된 상기 힘에 근거하여, 각각 상기 제1 및 제2 변형가능 영역의 복원 및 변형의 정도를 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 명령에 근거하여 상기 제1 및 제2 변형가능 영역을 조작하는 단계는, 상기 제1 변형가능 영역을 상기 해석된 정도로 복원시키고 상기 제2 변형가능 영역을 상기 해석된 정도로 변형시키는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 변형가능 영역에 대한 복원 및 변형 정도를 해석하는 단계는, 상기 제1 및 제2 변형가능 영역에 대한 완전 변형의 퍼센트를 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    퍼센트를 해석하는 단계는, 상기 제1 변형가능 영역에 대한 제1 퍼센트 및 상기 제2 변형가능 영역에 대한 제2 퍼센트를 해석하는 단계를 포함하고, 상기 제1 및 제2 퍼센트의 합은 100인 것인, 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 검출된 힘에 근거하여 복원 및 변형 정도를 해석하는 단계는, 힘이 검출되는 시간의 길이에 근거하여 상기 정도를 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 검출된 힘에 근거하여 복원 및 변형 정도를 해석하는 단계는, 상기 검출된 힘의 크기에 근거하여 상기 정도를 해석하는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  24. 제15항에 있어서,
    실질적으로 동시에 상기 제1 변형가능 영역은 복원되고 상기 제2 변형가능 영역은 변형되는 것인, 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 촉각 인터페이스층은, 상기 표면의 변형가능 영역들을 변형시키도록 조작되는 유체를 포함하고, 상기 명령에 근거하여 상기 제1 및 제2 변형가능 영역들을 조작하는 단계는, 상기 제1 변형가능 영역을 복원시키도록 상기 제1 변형가능 영역 하부의 유체의 용적을 감소시키고 상기 제2 변형가능 영역을 변형시키도록 상기 제2 변형가능 영역 하부의 유체의 용적을 증가시키는 단계를 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  26. 제15항에 있어서,
    상기 장치에 대한 명령으로서 상기 변형가능 영역 상의 상기 힘을 해석하는 단계를 더 포함하는 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 장치에 대한 명령은 두 가지 옵션 중 첫 번째를 선택하는 단계를 포함하고, 상기 제1 변형가능 영역은 제1 옵션을 나타내며 상기 제2 변형가능 영역은 제2 옵션을 나타내는 것인, 촉각 인터페이스층을 구동하는 방법.
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