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KR20140064682A - 정전기 마찰로, 안내 및 정렬을 위한 햅틱 큐들을 제공하는 방법 및 장치 - Google Patents

정전기 마찰로, 안내 및 정렬을 위한 햅틱 큐들을 제공하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20140064682A
KR20140064682A KR1020130140928A KR20130140928A KR20140064682A KR 20140064682 A KR20140064682 A KR 20140064682A KR 1020130140928 A KR1020130140928 A KR 1020130140928A KR 20130140928 A KR20130140928 A KR 20130140928A KR 20140064682 A KR20140064682 A KR 20140064682A
Authority
KR
South Korea
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spatial pattern
drive signal
display
touch input
haptic
Prior art date
Application number
KR1020130140928A
Other languages
English (en)
Inventor
빈센트 레베스크
후안 마누엘 크루즈-에르난데즈
Original Assignee
임머숀 코퍼레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 임머숀 코퍼레이션 filed Critical 임머숀 코퍼레이션
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Abstract

햅틱 효과 지원 장치는 햅틱 효과를 생성한다. 일부 경우들에서, 햅틱 효과는 햅틱 효과 지원 장치의 표면 상에 표시되는 공간 패턴의 성분을 표현할 수 있다. 일부 경우들에서, 햅틱 효과 지원 장치는 햅틱 출력 장치, 구동 모듈, 및 구동 회로를 포함할 수 있다. 구동 모듈은 표면에서의 터치 입력의 위치를 나타내는 정보를 수신하고 터치 입력의 위치가 공간 패턴의 다수의 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정할 수 있다. 구동 모듈은 구동 회로가 햅틱 효과를 생성하는 햅틱 출력 장치에 인가하는 구동 신호를 발생시킬 수 있다 .

Description

정전기 마찰로, 안내 및 정렬을 위한 햅틱 큐들을 제공하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING HAPTIC CUES FOR GUIDANCE AND ALIGNMENT WITH ELECTROSTATIC FRICTION}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 2012년 11월 20일자로 출원되고 본 명세서에 전체가 참고로서 원용되는 미국 가특허 출원 제61/728,718호로부터 우선권의 이익을 주장한다.
본 발명은 햅틱 효과들로 사용자 인터페이스 상의 표면 피처(surface feature)들을 시뮬레이션하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일부 전자 사용자 인터페이스 장치들은 디스플레이된 객체(object)들이 이동되거나, 회전되거나, 또는 그렇지 않으면 조작될 수 있는 디스플레이 스크린을 제공한다. 사용자가 디스플레이된 객체를 스크린 상의 전체 영역에 이동시킬 수 있을지라도, 객체를 스크린 상의 정확한 위치에 이동시키는 것은 어려울 수 있다. 객체를 이동시키는 사용자는, 그러한 위치들이 스크린 상에서 식별되지 않기 때문에 객체를 디스플레이 스크린 상의 정확한 위치들에 이동시키기가 곤란할 수 있거나, 사용자의 손에 의해 시야가 가려질 수 있다. 대체로, 사용자 인터페이스 스크린 상의 공간적 디테일들을 전달하는 능력은 한계가 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 햅틱 효과를 생성하는 방법이 제공된다. 방법은 표면에서의 터치 입력의 위치를 나타내는 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 터치 입력의 위치가, 표면 상의 다수의 위치에 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지가 결정될 수 있다. 터치 입력의 위치가 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여, 구동 신호가 햅틱 출력 장치에 인가될 수 있다. 햅틱 출력 장치는 표면에서 햅틱 효과를 생성하도록 구동될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 햅틱 효과를 생성하는 방법이 제공된다. 방법은 표면 상의 터치 입력을 검출하는 단계 및 표면 상의 터치 입력에 의해 이동되는 가상 객체의 위치를 나타내는 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 가상 객체의 위치가, 표면 상의 다수의 위치에 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구동 신호가 발생되며, 가상 객체의 위치가 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여, 구동 신호가 햅틱 출력 장치에 인가될 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴 성분들은 라인들, 포인트들, 타일들, 및 동심원들로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 햅틱 출력 장치, 구동 모듈, 및 구동 회로를 포함하는 햅틱 효과 지원 장치(haptic effect enabled device)가 제공된다. 구동 모듈은 표면에서의 터치 입력의 위치를 나타내는 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 구동 모듈은, 그 위치가 표면 상에 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정할 수 있다. 구동 모듈은 구동 신호를 발생시킬 수 있다. 구동 회로는 터치 입력의 위치가 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여 구동 신호를 햅틱 출력 장치에 인가할 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 표면에서 햅틱 효과를 생성하도록 구성되는 햅틱 효과 지원 장치가 제공된다. 햅틱 효과 지원 장치는 구동 모듈, 구동 회로, 및 햅틱 출력 장치를 포함할 수 있다. 구동 모듈은 표면에서 수신되는 터치 입력에 의해 이동되는 가상 객체의 위치를 나타내는 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 구동 모듈은 가상 객체의 위치가 표면 상의 다수의 위치에 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정하도록 더 구성될 수 있다. 구동 모듈은 구동 신호를 발생시키도록 더 구성될 수 있다. 구동 회로는 가상 객체의 위치가 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여 구동 신호를 햅틱 출력 장치에 인가하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 양상들, 특징들, 및 특성들뿐 아니라, 구조의 관련 요소들의 동작 방법들 및 기능들, 및 제조품의 부품들 및 절약의 조합은 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부 도면들을 참조하여, 이하의 설명 및 첨부된 청구항들을 고려하면 보다 분명해질 것이다. 그러나, 도면들은 예시 및 설명만을 위한 것이고 본 발명을 제한하는 정의로서 의도된 것이 아님을 명확히 이해하여야 한다. 본 명세서 및 청구항들에 사용되는 바와 같이, "하나의("a", "an")", 및 "상기(the)"라는 단수 형태는 문맥이 달리 명확히 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상들을 포함한다.
이하의 도면들의 구성요소들은 본 개시물의 일반적 원리들을 강조하기 위해 예시된 것이며, 반드시 축척에 따라 도시된 것은 아니다. 대응하는 구성요소들을 지정하는 참조 문자들은 일관성 및 명확성을 위해 도면들 전체에서 필요에 따라 반복된다.
도 1의 (A)-(B)는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2의 (A)-(C)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에 발생될 수 있는 공간 패턴들을 개략적으로 도시한다.
도 3의 (A)-(C)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에 발생될 수 있는 공간 패턴들을 개략적으로 도시한다.
도 4의 (A)-(C)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에 발생될 수 있는 공간 패턴들을 개략적으로 도시한다.
도 5의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에 발생될 수 있는 공간 패턴들을 개략적으로 도시한다.
도 5의 (C)-(D)는 질감(texture)을 시뮬레이션하는 햅틱 효과들을 발생시키기 위해 사용될 수 있는 햅틱 구동 신호들의 실시예들을 개략적으로 도시한다.
도 6의 (A)-(B)는 공간 패턴 성분을 장치의 표면 상에 시뮬레이션하기 위해 햅틱 효과를 발생시키는 도 1의 (A)의 장치를 개략적으로 도시한다.
도 7은 장치의 표면 상에 공간 패턴 성분을 발생시키기 위해 햅틱 효과를 발생시키는 도 1의 (A)의 장치를 개략적으로 도시한다.
도 8의 (A)-(C)는 인가된 압력의 정도에 기초하여 햅틱 효과를 발생시키는 도 1의 (A)의 장치를 개략적으로 도시한다.
도 9의 (A)-(D)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분들의 중첩을 개략적으로 도시한다.
도 10의 (A)-(C)는 도 1의 (A)의 장치의 표면에서 상이한 강도들에 의해 발생될 수 있는 공간 패턴 성분들을 개략적으로 도시한다.
도 11의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분들을 통해 표현되는 버튼을 개략적으로 도시한다.
도 12의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분들을 통해 표현되는 복수의 픽셀들을 개략적으로 도시한다.
도 13의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분들을 통해 표현되는 텍스트를 개략적으로 도시한다.
도 14의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분들을 통해 표현되는 키보드를 개략적으로 도시한다.
도 15의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분들을 가로질러 제스처 언로크 움직임(gestural unlock movement)을 개략적으로 도시한다.
도 16의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상의 하나 이상의 공간 패턴 성분들에 의해 표현되는 하나 이상의 스냅 위치들을 개략적으로 도시한다.
도 17은 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에 디스플레이되는 객체의 위치에 기초한 동적 위치를 갖는 공간 패턴 성분을 개략적으로 도시한다.
도 18의 (A)-(B)는 키보드 문자를 표시하고, 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에서 선택되는 다른 키보드 문자들에 기초하는 동적 강도에 의해 발생되는 공간 패턴 성분을 개략적으로 도시한다.
도 19의 (A)-(B)는 도 1의 (A)의 장치의 표면 상에 디스플레이되는 콘텐츠의 크기에 기초하여 발생되는 햅틱 효과를 개략적으로 도시한다.
도 1의 (A)는 장치의 표면(110)에서 햅틱 효과를 발생시킬 수 있는 햅틱 효과 지원 사용자 인터페이스 장치(100)의 일 실시예를 도시한다. 햅틱 효과는, 장치(100)에 의해 표현되는 표면 피처 등의 피처를 시뮬레이션하기 위해 발생될 수 있다. 예를 들어, 시뮬레이션된 표면 피처는, 표면(110)의, 자연적이든 인공적이든 간에, 시뮬레이션된 질감, 공간 패턴, 에지 또는 경계, 또는 임의의 다른 촉각일 수 있다. 공간 패턴은 직선 라인들의 그리드(grid), 동심원들의 그리드, 포인트들의 그리드, 타일들의 그리드, 그의 임의의 조합, 또는 임의의 다른 공간 패턴을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표면(110)은 공간 패턴의 공간 패턴 성분들의 이미지 등의, 시뮬레이션된 표면 피처에 대응하는 이미지를 디스플레이하는 터치 스크린일 수 있다. 일 실시예에서, 표면(110)은 이미지의 디스플레이에 대응하는 터치 패드, 또는 임의의 다른 터치 인터페이스일 수 있다.
장치(100)는 휴대 전화, 태블릿 컴퓨터, 텔레비젼, 전자 디스플레이, 터치 패드, 또는 임의의 다른 전자 사용자 인터페이스 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 장치(100)는 햅틱 구동 모듈(130), 햅틱 효과들을 발생시키는 햅틱 출력 장치(120), 및 구동 신호를 햅틱 출력 장치에 인가하도록 햅틱 구동 모듈(130) 및 햅틱 출력 장치(120)에 동작적으로 결합되는 햅틱 구동 회로(125)를 포함할 수 있다. 햅틱 구동 모듈(130)은 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 컨트롤러는 하나 이상의 프로세서들, 또는 임의의 다른 처리 유닛을 포함할 수 있다. 햅틱 구동 회로(125)는 햅틱 구동 모듈(130)로부터 신호를 증폭하거나 버퍼링하도록 구성되는 증폭기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 구동 회로(125)는 생략될 수 있고, 햅틱 구동 모듈(130)은 신호를 직접 햅틱 출력 장치(120)에 출력할 수 있다. 햅틱 출력 장치(120)는 액츄에이터(예를 들어, 보이스 코일, 초음파 진동 장치, 솔레노이드, 압전 장치, 또는 임의의 다른 액츄에이터), 정전기 소자, 또는 임의의 다른 햅틱 출력 장치를 포함할 수 있다. 초음파 진동 장치는 일부 경우들에서 표면(110)에서의 마찰 레벨을 감소시킬 수 있다. 햅틱 구동 모듈(130)은 햅틱 출력 장치(120)에 동작적으로 결합될 수 있으며, 햅틱 출력 장치는 표면(110)에 동작적으로 결합될 수 있다. 햅틱 출력 장치들은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로서 원용되는, 2011년 4월 22일자로 출원된, "전기-진동 촉각 디스플레이(Electro-vibrotactile Display)"라는 제목의, 미국 특허 출원 공개 제2012/0268412호로서 2012년 10월 25일자로 공개된 미국 특허 일련 번호 제13/092,269호에 더 상세히 기술되어 있다.
일 실시예에서, 햅틱 구동 모듈(130) 및 햅틱 출력 장치(120)는 마찰 레벨을 제어함으로써 표면(110)에서 표면 피처들을 시뮬레이션할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터를 포함하는 햅틱 출력 장치(120)는 표면(110)에서 진동들을 발생시키는 것을 통해 마찰을 제어할 수 있다. 정전기 소자를 포함하는 햅틱 출력 장치(120)는 전압을 표면(110)에 또는 표면 아래에 인가하는 것을 통해 마찰 레벨을 제어할 수 있다. 교류 전압 신호는 예를 들어 표면(110)에서 손가락(10), 스타일러스, 또는 임의의 다른 객체를 끌어당기는 용량성 효과(capacity effect)를 생성할 수 있다. 표면에서의 인력은 객체가 표면을 가로질러 이동함에 따라 마찰로서 인식될 수 있다. 인력을 증가시키면, 표면에서의 마찰 레벨을 증가시킬 수 있다. 햅틱 효과를 통해 마찰을 제어하는 것은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로서 원용되는, 2011년 4월 22일자로 출원된, "전기-진동 촉각 디스플레이(Electro-vibrotactile Display)"라는 제목의, 미국 특허 출원 공개 제2012/0268412호로서 2012년 10월 25일자로 공개된 미국 특허 일련 번호 제13/092,269호에 더 상세히 기술되어 있다. 그 출원에 설명된 바와 같이, 정전기 소자는 일 실시예에서 하나 이상의 전극들을 갖는 도전층을 포함하고 절연층을 포함하는 표면(110)에서 사용될 수 있다. 도전층은 임의의 반도체 또는 다른 도전 물질일 수 있다. 절연층은 유리, 플라스틱(예를 들어, 열가소성 수지), 폴리머, 또는 임의의 다른 절연층일 수 있다. 정전기 소자는 일 실시예에서, 도전층을 표면(110) 근방의 또는 표면에 접촉하는 객체와 용량적으로 결합시키는 AC 신호를 인가함으로써 동작할 수 있다. AC 신호는 고전압 증폭기에 의해 발생될 수 있다.
용량성 결합은 표면(110) 상에서의 마찰 레벨을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 표면 피처는 표면(110) 상에서의 마찰 레벨을 제어함으로써 시뮬레이션될 수 있다. 객체와 도전층 간의 인력 레벨들을 변화시키면, 표면(110)을 가로질러 이동하는 객체에서의 마찰을 변화시킬 수 있다. 주변 영역과 상이한 마찰 레벨을 갖는 영역은, 공간 패턴 성분, 질감, 또는 임의의 다른 표면 피처를 표시할 수 있다.
용량성 결합은 사용자의 손가락의 피부 내의 기계적 수용기 등의 표면(110) 근방의 또는 표면에 접촉하는 객체의 일부분들을 시뮬레이션함으로써 햅틱 효과를 발생시킬 수도 있다. 일례에서, 도전층은 사용자의 손가락의 도전 부분들과 결합하는 AC 전압 신호가 인가될 수 있다. 사용자가 자신의 손가락을 스크린 상에서 이동함에 따라, 사용자는 까끌까끌함(prickliness), 오돌토돌함(graininess), 울퉁불퉁함(bumpiness), 거침(roughness), 끈적거림(stickiness)의 질감, 또는 일부 다른 질감을 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 표면(110)은 절연층을 갖지 않아서, 객체는 도전층을 직접 터치할 수 있다. 햅틱 효과는 전기적 도전 경로를 통해 도전층으로부터 객체에 전압을 인가함으로써 발생될 수 있다. 질감을 주기적 또는 다른 햅틱 효과를 통해 시뮬레이션하는 것은 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로서 원용되는, 2012년 10월 31일자로 출원된, "햅틱 효과로 사용자 인터페이스 상의 표면 피처를 시뮬레이션 하는 방법 및 장치(Method and Apparatus for Simulating Surface Features on a User Interface with Haptic Effects)"라는 제목의, 미국 특허 출원 일련 번호 제13/665,526호에 더 상세히 논의되어 있다.
일 실시예에서, 햅틱 효과는 전자 사용자 인터페이스 장치의 표면(예를 들어, 표면(110))에 한정되지 않는다. 일 실시예에서, 사용자의 손은 예를 들어 터치 스크린 또는 터치패드를 지나 객체들을 터치하여 여전히 햅틱 효과를 인식할 수 있다. 햅틱 효과는, 예를 들어 신호 발생기 또는 임의의 다른 전압 발생 장치로부터 사용자의 신체에 직접 전압을 인가함으로써 발생될 수 있다. 일부 경우들에서, 전압 발생 장치는 사용자의 신체와 자주 접촉하는 위치에 장착되도록 적응되어 있는 독립형 장치(standalone)일 수 있다. 전압은 공간 패턴 또는 다른 표면 피처를 시뮬레이션하려는 객체를 사용자의 신체가 터치하고 있는 것을 센서가 검출할 때마다 인가될 수 있다. 전압은 사용자의 신체에 충전될 수 있다. 사용자의 신체 상의 전하와, 터치되고 있는 객체 사이의 용량성 상호작용은 사용자의 신체와 객체 간의 인력을 생성할 수 있다. 인력은 터치되고 있는 객체의 표면 상의 공간 패턴을 시뮬레이션할 수 있는, 객체의 표면에서의 마찰 레벨을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자는 객체의 표면에서 발생되는 정전기 효과 및 전자 사용자 인터페이스 장치에 의해 생성되는 증강된 현실 경험(augmented reality experience)을 통해 객체에 대한 시뮬레이션된 공간 패턴을 인식할 수 있다. 예를 들어, 전자 사용자 인터페이스 장치는 객체의 캡처된 이미지를 디스플레이하고 그리드 또는 다른 공간 패턴을 이미지 상에 중첩함으로써 증강된 현실 경험을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 객체를 터치함으로써 그리고 전자 사용자 인터페이스에서 객체 상에 중첩되는 공간 패턴의 그래픽 표현을 인식함으로써 객체에 대한 공간 패턴을 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 구동 모듈(130)은 햅틱 출력 장치(120)가 주기적인 햅틱 효과를 발생시키게 하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (A)는 햅틱 구동 신호(201)에 기초한 주기적인 햅틱 효과를 도시한다. 일부 경우들에서, 햅틱 구동 신호는 주기적 구동 신호일 수 있다. 일부 경우들에서, 햅틱 구동 신호들은 햅틱 출력 장치들에 의해 발생되는 햅틱 효과들을 표시할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 출력 장치(120)가 정전기 소자를 포함하면, 햅틱 구동 신호(201)에 기초한 햅틱 효과는 햅틱 구동 신호(201)와 일치하거나(matching) 햅틱 구동 신호에 비례하는 주파수 및 진폭을 갖는 사인파 AC 전압을 포함할 수 있다. 햅틱 출력 장치(120)가 액츄에이터를 포함하면, 햅틱 구동 신호(201)에 기초한 햅틱 효과는 햅틱 구동 신호(201)와 일치하는 주파수 및 진폭을 갖는 진동을 포함할 수 있다. 주기적인 햅틱 효과는 도 1의 (A)에 예시된 바와 같은 사인 파형, 정사각, 삼각, 또는 톱니 파형, 또는 임의의 다른 주기적 파형에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 주기적인 정전기 효과는 사인, 정사각, 삼각, 톱니, 또는 임의의 다른 파형을 갖는 AC 전압에 의해 발생될 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 구동 모듈(130)은 햅틱 출력 장치(120)가 햅틱 효과를 변경하게 할 수 있다. 도 1의 (A)-도 1의 (B)는, 예를 들어 터치 입력을 생성하는 손가락(10) 또는 임의의 다른 객체가 표면(110)을 가로질러 이동할 때 주기적인 햅틱 효과의 주파수를 변경하는 것을 도시한다. 예를 들어, 도 1의 (B)에 예시된 바와 같이, 햅틱 구동 신호(203)가 도 1의 (A)의 햅틱 구동 신호(201)와 비교하여 더 큰 주파수를 갖도록 햅틱 구동 신호(203)는 변경될 수 있다. 주기적인 햅틱 효과들을 발생시키는 것은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로서 원용되는, 2012년 10월 31일자로 출원된, "햅틱 효과로 사용자 인터페이스 상의 표면 피처를 시뮬레이션 하는 방법 및 장치(Method and Apparatus for Simulating Surface Features on a User Interface with Haptic Effects)"라는 제목의, 미국 특허 출원 일련 번호 제13/665,526에 더 상세히 논의되어 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 라인들, 원들, 포인트들, 또는 타일들을 포함할 수 있는 하나 이상의 공간 패턴 성분들의 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (A)-도 2의 (C)는 라인들의 그리드를 포함하는 공간 패턴을 도시한다. 사용자의 손가락 또는 임의의 다른 터치 입력이 그리드의 라인(301) 또는 임의의 다른 공간 패턴 성분을 통과할 때, 라인의 존재를 표시하기 위해 햅틱 효과가 발생될 수 있다. 햅틱 효과는 예를 들어 햅틱 출력 장치(120), 또는 임의의 다른 햅틱 출력 장치에 의해 발생될 수 있다. 라인들 또는 다른 공간 패턴 성분들은 표면(110) 또는 임의의 다른 표면 상에 디스플레이될 수 있거나, 햅틱 효과들을 통해 단독으로 표시될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 공간 패턴 성분은 수직 그리드 라인과 부합하는 X 좌표 또는 수평 그리드 라인과 부합하는 Y 좌표와 같은 좌표 위치와 부합할 수 있다. 일부 경우들에서, 좌표 위치들은 공간 패턴 성분들과 함께 디스플레이될 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴의 그리드 라인들 또는 다른 공간 패턴 성분들은 도 2의 (A)에 예시된 바와 같이, 균일하게 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 공간 패턴의 그리드 라인들 또는 다른 공간 패턴 성분들은 도 2의 (B)-도 2의 (C)에 예시된 바와 같이, 불균일하게 이격될 수 있다. 일 예에서, 도 2의 (B)에 예시된 바와 같이, 수직 그리드 라인들은 균일하게 이격될 수 있는 한편, 수평 그리드 라인들은 불균일하게 이격될 수 있다. 다른 예에서, 도 2의 (C)에 예시된 바와 같이, 수직 그리드 라인들 및 수평 라인들 둘 다는 불균일하게 이격될 수 있다. 그리드 라인들 사이의 간격은 다항(polynomial) 또는 지수(exponential) 관계와 같은 미리 결정된 관계를 따를 수 있다. 예를 들어, 도 2의 (C)의 그리드 라인 쌍 사이의 간격은 인접한 그리드 라인 쌍 사이의 간격에 두배일 수 있다.
도 3의 (A)-도 3의 (C)는 그리드 원(303)과 같은 그리드 원들을 공간 패턴 성분들로서 갖는 공간 패턴을 도시한다. 일 실시예에서, 각각의 원은 반경 좌표와 같은 좌표 위치와 부합할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 (A)는 복수의 반경 좌표들 중 하나에 각각 대응할 수 있는 복수의 동심 그리드 원들을 도시한다. 도 3의 (B)는 원들을 라인들과 결합시키는 공간 패턴을 더 도시한다. 일부 경우들에서, 각각의 원은 반경 좌표에 대응할 수 있고 각각의 라인은 각도 좌표에 대응할 수 있다. 그러한 경우들에서, 동심 그리드 원들 및 그리드 라인들은 표면(110) 상의 극 좌표계를 통해 위치들을 표시할 수 있다. 도 3의 (A)-도 3의 (B)는 균일하게 이격되는 동심원들을 예시했지만, 도 3의 (C)는 공간 패턴이, 불균일하게 이격되거나, 동심이 아닌 원들, 또는 그의 임의의 결합을 포함할 수 있는 것을 도시한다. 도 3의 (C)에 더 예시된 바와 같이, 공간 패턴은 더 일반적으로 하나 이상의 타원 공간 패턴 성분들(304)을 포함할 수 있다. 공간 패턴 성분은 사용자 인터페이스 장치의 표면(예를 들어, 표면(110))보다 더 큰 하나 이상의 차원들을 더 가질 수 있다. 그러한 경우들에서, 사용자 인터페이스 장치는 장치의 표면 상의 공간 패턴 성분의 일부만을 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 그리드 원들, 또는 더 일반적으로 2개의 그리드 타원들과 같은 2개의 공간 패턴 성분들이 교차할 수 있다.
도 4의 (A)-도 4의 (C)는 그리드 포인트(305)와 같은 그리드 포인트를 공간 패턴 성분들로서 도시한다. 일 실시예에서, 공간 패턴의 그리드 포인트들은 하나 이상의 행들 및 하나 이상의 열들로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (A)에 예시된 바와 같이, 각각의 행 또는 열 내의 그리드 포인트들은 균일하게 이격될 수 있고 다른 행 또는 열 내의 그리드 포인트들과 정렬될 수 있다. 각각의 그리드 포인트(305)는 X 좌표 및 Y 좌표와 같은 하나 이상의 좌표 위치들을 표시할 수 있다. 일부 경우들에서, 행 또는 열 내의 그리드 포인트들은 불균일하게 이격될 수 있다. 일부 경우들에서, 행들 또는 열들 내의 그리드 포인트들은 스태거(stagger)될 수 있다. 일부 경우들에서 도 4의 (B)에 예시된 바와 같이, 행들 또는 열들이 상이한 수들의 그리드 포인트를 가질 수 있다. 도 4의 (B)에 더 예시된 바와 같이, 그리드 포인트들은 사용자 인터페이스 장치의 표면의 일부만을 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴의 그리드 포인트들은 임의의 다른 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 그리드 포인트들은 원, 정사각, 임의의 다른 형상, 또는 임의의 다른 패턴과 같은 형상에 가깝도록 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 그리드 포인트(305)는 시뮬레이션된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 그리드 포인트가 충분한 크기를 가지면, 터치 입력은 그리드 포인트의 다수의 위치들을 터치할 수 있다. 햅틱 효과는 터치되는 그리드 포인트의 위치에 기초하여 변화될 수 있다. 위치에 기초하여 햅틱 효과를 변화시키는 것은 그리드 포인트의 형상을 시뮬레이션할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (A) 및 도 4의 (C)는 손끝의 평균 크기와 비슷한 크기들을 가질 수 있는 그리드 포인트를 도시한다. 도 4의 (A)의 각각의 그리드 포인트는 시뮬레이션된 원의 형상을 가질 수 있는 한편, 도 4의 (C)의 각각의 그리드 포인트는 시뮬레이션된 직사각형의 형상을 가질 수 있다.
도 5의 (A)-도 5의 (B)는 타일(307A) 및 타일(307B)과 같은 타일들을 공간 패턴 성분들로서 도시한다. 일 실시예에서, 각각의 타일은 타일에서의 질감 또는 임의의 다른 촉각을 시뮬레이션하는 햅틱 효과를 통해 표시될 수 있다. 예를 들어, 터치 입력이 타일(307A)에 있을 때, 햅틱 효과는 주기적 구동 신호에 의해 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 도 5의 (A)에 예시된 바와 같이, 타일(307B)과 같은 타일은 타일(307A)과의 대조를 제공하기 위해 어떤 햅틱 효과에 연관될 수 없다. 일 실시예에서, 도 5의 (B)에 예시된 바와 같이, 타일(307B)과 같은 타일은 타일(307A)과의 대조를 제공하도록 다른 햅틱 효과와 연관될 수 있다. 다른 햅틱 효과는 타일(307A)에 사용된 것과 상이한 주기적 구동 신호에 의해 발생될 수 있다. 상이한 주기적 구동 신호는 상이한 주파수, 상이한 진폭, 임의의 다른 상이한 성질, 또는 그의 임의의 결합을 가질 수 있다. 그리드 타일은 원, 타원, 직사각, 정사각, 삼각, 육각, 또는 임의의 다른 형상을 포함하는 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 질감을 시뮬레이션하는 햅틱 효과는 도 5의 (C)에 예시된 바와 같이, 신호(500)와 같은 랜덤 또는 의사 랜덤 햅틱 구동 신호에 기초할 수 있다. 랜덤 또는 의사 랜덤 신호의 확률적 영향(stochasric effects)들은 시뮬레이션된 표면 피처에 사실성을 부가할 수 있다. 일 실시예에서, 랜덤 또는 의사 랜덤 신호는 햅틱 효과를 발생시킬 시에 단독으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 신호의 값들은 미리 결정된 범위에 한정될 수 있다. 랜덤 또는 의사 랜덤 신호는 가보 함수, 난수 발생기, 또는 임의의 다른 기술로부터 자연 현상들의 하나 이상의 값을 샘플링하는 것으로부터 발생될 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 효과는 랜덤 또는 의사 랜덤 신호 및 다른 신호의 결합에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 (D)에 예시된 바와 같이, 햅틱 효과는 랜덤 또는 의사 랜덤 신호(500) 및 신호(520)의 결합이며, 주기적 신호일 수 있는 신호(510)에 기초할 수 있다. 일 실시예에서, 질감을 시뮬레이션하는 햅틱 효과는 개발자에 의해 선택되는 임의의 형태를 갖는 임의의 구동 신호에 기초할 수 있다. 임의의 구동 신호의 부분들은 주기적일 수 있거나 주기적이지 않을 수 있고, 랜덤 또는 의사 랜덤일 수 있거나 랜덤 또는 의사 랜덤이 아닐 수 있으며, 다른 구동 신호들와 결합될 수 있거나 결합되지 않을 수 있다.
도 6의 (A)-도 6의 (B)는 햅틱 효과를 통해 공간 패턴 성분을 표현하는 다양한 방법들을 도시한다. 햅틱 효과는 도면들에 예시된 바와 같이, 주기적 구동 신호에 의해 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 도 6의 (A)에 예시된 바와 같이, 배경 햅틱 효과(A1)는 터치 입력이 검출될 때 발생될 수 있다. 예를 들어, 표면(110) 상에서 터치 입력이 검출될 때, 배경 주기적인 정전기 효과 또는 진동이 발생될 수 있다. 배경 햅틱 효과(A1)는 공간 패턴 성분에 대한 햅틱 효과(A2)와 연관되는 강도보다 낮은(예를 들어, 10%) 강도를 가질 수 있다. 터치 입력이 그리드 라인(301)(도 6의 (A)-도 6의 (B)의 확대도로 도시됨)과 같은 공간 패턴 성분에 있는 것으로 검출될 때, 햅틱 효과는 변경될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과의 강도가 증가될 수 있거나, 햅틱 효과의 주파수가 감소될 수 있다. 햅틱 효과의 변경은 공간 패턴 성분의 존재를 나타낸다. 변경된 햅틱 효과의 지속 기간은 터치 입력의 위치에 기초할 수 있으며, 미리 결정된 양의 시간, 임의의 다른 요인, 또는 그의 임의의 결합에 기초할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과는 터치 입력이 공간 패턴 성분으로부터 이동된 것으로 검출될 때 배경 햅틱 효과(A1)로 복귀될 수 있다. 도 6의 (B)는 공간 패턴 성분을 표현하는 햅틱 효과가 10밀리초와 같은 미리 결정된 지속 시간을 가질 수 있는 다른 경우를 도시한다. 도 6의 (B)는 터치 입력이 공간 패턴 성분의 위치에 있을 때만 햅틱 효과가 제공되도록 어떤 배경 햅틱 효과도 발생되지 않는 일 실시예를 더 도시한다.
일 실시예에서, 햅틱 효과는 객체가 터치 입력에 의해 조작되는 것에 기초하여 발생될 수 있다. 예를 들어, 도 7은 터치 입력에 의해 조작되는 객체(11)를 도시한다. 객체(11)는 아이콘, 윈도우, 그림, 아바타, 또는 표면(110) 상에 디스플레이되는 임의의 다른 객체일 수 있다. 터치 입력은 객체를 수평 움직임, 수직 움직임, 회전, 임의의 다른 조작, 또는 그의 임의의 결합을 통해 조작할 수 있다. 도 7에 예시된 실시예에서, 공간 패턴 성분을 표현하는 햅틱 효과는 객체(11)가 공간 패턴 성분을 터치할 때 발생될 수 있다. 햅틱 효과는 터치 입력이 공간 패턴 성분을 터치하여 발생될 수 있거나, 터치 입력이 공간 패턴 성분을 터치하고 있지 않을지라도 발생될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과는 객체(11)의 우측이 그리드 라인(301)을 터치할 때, 터치 입력(예를 들어, 손가락 또는 스타일러스)이 객체(11)의 좌측을 터치하여, 그리드 라인(301)을 터치하고 있지 않을지라도 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 효과의 강도는 공간 패턴과 객체(11) 사이의 중첩의 정도에 기초할 수 있다. 라인과 같이 공간 패턴 성분이 두께를 갖지 않으면, 중첩의 정도는 객체(11)에 의해 커버되는 라인의 길이에 기초할 수 있다. 포인트와 같은 공간 패턴 성분이 면적을 갖지 않으면, 중첩의 정도는 일정하게 유지된다.
일 실시예에서, 공간 패턴 성분을 표현하는 햅틱 효과의 강도는 인가된 힘 또는 압력에 기초할 수 있다. 예를 들어, 도 8의 (A)-도 8의 (C)는 3개의 상이한 정도의 압력이 인가되는 터치 입력을 도시한다. 터치 입력에 의해 인가되는 압력이 동적 또는 미리 결정된 임계값에 도달하지 않으면, 도 8의 (A)에 예시된 바와 같이, 표면(110)은 그것 상에 표시되는 어떤 공간 패턴도 갖지 않고 따라서 공간 패턴 성분을 표현하기 위해 발생되는 어떤 햅틱 효과도 가질 수 없다. 터치 입력에 의해 인가되는 압력이 동적 또는 미리 결정된 임계값에 도달하거나 임계값을 초과하면, 도 8의 (B)-도 8의 (C)에 예시된 바와 같이, 공간 패턴 성분들을 표시하기 위해 발생되는 햅틱 효과는 인가된 압력의 정도에 의존하는 강도를 가질 수 있다. 더 높은 압력의 정도는 더 강한 햅틱 효과가 발생되게 할 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 효과의 강도는 속도, 가속도, 움직임의 방향, 횡력, 접촉 면적, 접촉 면적의 형상, 접근각, 배향, 온도, 도전도, 또는 터치 입력을 생성하는 터치 입력 또는 객체의 건조에 기초하거나, 시스템 입력에 기초할 수 있다. 멀티 터치 장치 위와 같이 동시 터치 입력들이 존재하는 일 실시예에서, 햅틱 효과 변경 방법은 터치 입력들 중 어느 하나 또는 터치 입력들의 임의의 결합의 파라미터에 기초할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 도 3의 (B) 및 도 9의 (A)-도 9의 (D)에 예시된 바와 같이, 하나 이상의 그리드 라인들, 그리드 원들, 그리드 포인트들, 그리드 타일들의 결합, 또는 그의 임의의 결합와 같은 상이한 공간 패턴 성분들을 결합할 수 있다. 일 예에서, 도 3의 (B)에 예시된 바와 같이, 공간 패턴은 그리드 라인들 및 그리드 원들의 결합을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 도 9의 (A)에 예시된 바와 같이, 그리드 패턴은 그리드 라인들(301) 및 그리드 포인트들(305)의 결합을 포함할 수 있다. 상이한 타입들의 공간 패턴 성분들은 서로 중첩될 수 있거나, 그들은 개별 위치들에 표시될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (A)는 그리드 라인들(301) 상에 중첩되는 그리드 포인트들(305)을 도시한다. 공간 패턴을 표시하는 햅틱 효과는 터치 입력이 그리드 포인트들 중 어느 하나를 터치할 때 변경될 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과는 그리드 라인들 중 하나에서 발생되는 햅틱 효과와 비교하여 그리드 포인트들 중 하나에서 더 강할 수 있다.
다른 예에서, 도 9의 (B)에 예시된 바와 같이, 그리드 라인(예를 들어, 그리드 라인(301))은 그리드 타일(예를 들어, 그리드 타일(307A)) 상에 중첩될 수 있다. 이 예에서, 그리드 라인(301)은 임펄스 구동 신호, 주기적 구동 신호, 랜덤 또는 의사 랜덤 구동 신호, 임의적 구동 신호, 또는 임의의 다른 구동 신호를 통해 발생되는 햅틱 효과에 의해 표시될 수 있다. 그리드 라인(301)을 표시하기 위해 발생되는 햅틱 효과는 그리드 타일(307A) 및 임의의 다른 그리드 타일을 표시하기 위해 발생되는 햅틱 효과들 상에 중첩될 수 있다.
다른 예에서, 도 9의 (C)에 예시된 바와 같이, 그리드 타일(예를 들어, 그리드 타일(307C))은 다른 그리드 타일(예를 들어, 그리드 타일(307D)) 상에 중첩될 수 있다. 이 예에서, 하나의 그리드 타일은 제1 구동 신호를 통해 발생되는 햅틱 효과에 의해 표시될 수 있고, 다른 그리드 타일은 제2 구동 신호를 통해 발생되는 햅틱 효과에 의해 표시될 수 있다. 터치 입력이 그리드 타일(307E)과 같은 양 타일들에 대응하는 위치에 있으면, 햅틱 효과는 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호의 결합을 통해 발생될 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 더 일반적 표면 피처들과 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (D)에 예시된 바와 같이, 그리드 라인들(301)과 같은 공간 패턴 성분들은 그리드 라인들에 접하는 질감 영역(308)과 결합될 수 있다. 일부 경우들에서, 그리드 라인들(301)은 임펄스 구동 신호를 통해 표시될 수 있는 한편, 질감 영역(308)은 주기적 구동 신호, 랜덤 또는 의사 랜덤 구동 신호, 임의적 구동 신호, 또는 임의의 다른 구동 신호를 통해 표시될 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴 성분들 중에서의 햅틱 효과들은 다를 수 있다. 예를 들어, 2개의 공간 패턴 성분들에 대응하는 2개의 햅틱 효과들은 상이한 강도들, 상이한 지속 기간들, 또는 그의 임의의 결합을 가질 수 있다. 2개의 햅틱 효과들은 그의 각각의 구동 신호들이 상이한 진폭들을 가지면 상이한 강도들을 가질 수 있다. 2개의 구동 신호들이 주기적 구동 신호들이면, 그들은 상이한 주파수들 또는 파형들을 갖는 것을 통해 상이한 강도들을 생성할 수도 있다.
상이한 햅틱 효과들은 예를 들어 어떤 공간 패턴 성분들을 다른 것들에 비해 강조할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (A)에 예시된 바와 같이, 그리드 포인트(305A)에 대응하는 위치는 그리드 포인트(305B)에 대응하는 위치와 비교하여 더 강한 햅틱 효과를 통해 표시될 수 있다. 더 강한 햅틱 효과는 그리드 포인트(305A)에 대응하는 위치를 특정 업무에 대한 더 바람직한 위치로서 표시할 수 있다. 게다가, 도 10의 (B)에 예시된 바와 같이, 상이한 그리드 라인들 중에서의 상이한 햅틱 효과들은 한 그리드 라인을 다른 것에 비해 강조할 수 있다. 예를 들어, 더 강한 햅틱 효과는 그리드 라인(301B)과 비교하여 그리드 라인(301A)을 표시하기 위해 발생될 수 있다. 그리드 라인(301A)은 예를 들어 계조(gradation)들을 4개의 단위로 표시할 수 있는 한편, 그리드 라인(301B)은 계조들을 하나의 단위로 표시할 수 있다. 따라서, 그리드 라인(301A)에 발생되는 더 강한 햅틱 효과는 더 높은 레벨 계조들을 표시하는 그리드 라인을 강조할 수 있다.
일 실시예에서, 상이한 공간 패턴 성분들 중에서의 상이한 햅틱 효과들은 한 공간 패턴 성분이 다른 공간 패턴 성분들보다 더 두꺼운 것으로 느끼게 할 수 있다. 예를 들어, 그리드 라인(301A)은 그리드 라인(301B)과 비교하여 더 큰 강도 또는 더 긴 지속 기간을 갖는 햅틱 효과를 통해 발생될 수 있다. 예에서, 그리드 라인(301A)은 그리드 라인(301B)보다 더 두껍게 느껴질 수 있다.
일 실시예에서, 상이한 공간 패턴 성분들에 대한 햅틱 효과들은 햅틱 효과들의 강도, 지속 기간, 또는 임의의 다른 파라미터가 한 공간 패턴 성분으로부터 다른 것으로의 값에 있어서 증가하는 관계를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10의 (C)는 더 높은 강도를 표시하는 라인들(301A), 및 더 낮은 강도를 표시하는 라인들(301B)에 의해 표시되는 바와 같이, 공간 패턴 성분들에 대한 햅틱 효과들의 강도가 표면(110) 상의 좌측으로부터 우측으로 및 표면(110) 상의 하단으로부터 상단으로 증가하는 공간 패턴을 도시한다. 일부 경우들에서, 강도 또는 지속 기간의 경사도(gradient)는 사용자를 가장 높은 강도를 갖는 공간 패턴 성분에 대응하는 위치를 향해 안내할 수 있다. 도 10의 (C)는 예를 들어 사용자를 표면(110)의 상단 우측 코너를 향해 안내하는 공간 패턴 성분들 중에서 강도의 경사도를 도시한다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 표면(110)과 같은 사용자 인터페이스 표면 상에 디스플레이되는 버튼, 아이콘, 윈도우와 같은 사용자 인터페이스 객체, 또는 다르게 표시되는 임의의 다른 객체를 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 11의 (A)-도 11의 (B)는 표면(110) 상의 공간 패턴을 통해 표시되는 버튼을 도시한다. 타일(301E) 또는 타일(301F)과 같은 공간 패턴 성분은 버튼을 표시할 수 있다. 터치 입력이 타일(301E) 또는 타일(301F)의 위치에 있으면, 타일을 표시하기 위해 햅틱 효과가 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 햅틱 효과는 버튼과 연관되는 질감을 시뮬레이션할 수 있다. 일 실시예에서, 공간 패턴 성분들은 사용자를 버튼을 향해 안내할 수 있다. 일 예에서, 도 11의 (A)에 예시된 바와 같이, 그리드 라인(301)과 같은 그리드 라인은 사용자를 타일(301E)과 연관되는 버튼을 향해 안내할 수 있다. 사용자가 그리드 라인(301)에서 떨어져셔 수평으로 이동할 때, 그리드 라인을 표시하는 햅틱 효과는 정지될 수 있는 한편, 사용자가 그리드 라인(301)을 따라 수직으로 이동할 때, 그리드 라인을 표시하는 햅틱 효과는 연속될 수 있다. 따라서, 그리드 라인(301)을 표시하는 햅틱 효과는 사용자가 버튼을 향해 그리드 라인을 따라가는 것을 허용할 수 있다. 그 또는 다른 예에서, 도 11의 (B)에 예시된 바와 같이, 그리드 원(303)과 같은 그리드 원들은 타일(301F)에 의해 표시되는 버튼을 둘러쌀 수 있다. 일부 경우들에서, 버튼에 더 가까운 그리드 원들은 더 가까운 거리로 이격될 수 있다. 사용자는 타일(301F)에 의해 표시되는 버튼을 향해 한 그리드 원으로부터 다른 것으로 이동하도록 그리드 원들을 표시하는 햅틱 효과를 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 도 12의 (A)-도 12의 (B)에 예시된 바와 같이, 픽셀들의 비트맵 또는 다른 세트를 표시할 수 있다. 그리드 타일들 또는 임의의 다른 공간 패턴 성분들의 그룹은 비트맵을 표시할 수 있다. 비트맵은 픽처, 입체 지도, 또는 임의의 다른 정보를 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 공간 패턴 성분들은 도 12의 (A)에 예시된 바와 같이, 확대 비트맵을 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 상이한 공간 패턴 성분들에 대한 상이한 햅틱 효과들은 그레이의 상이한 색상 또는 상이한 음영(shape of gray)을 표시하기 위해 발생될 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 또는 그레이스케일 비트맵은 도 12의 (B)에 예시된 바와 같이, 제1 햅틱 효과만을 갖거나 어떤 햅틱 효과도 갖지 않는 공간 패턴 성분들을 통해서만 표시될 수 있다. 실시예에서, 공간 패턴 성분들은 흑백 버전의 컬러 또는 그레이스케일 비트맵을 기본적으로 표시할 수 있다. 그러한 실시예들에서, 공간 패턴 성분들은 비트맵의 촉각 표면을 제공할 수 있다. 그러한 표현은 비트맵을 표시하는 표면(110)이 터치 입력을 생성하는 객체에 의해 차단될 때 유용할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 도 13의 (A)-도 13의 (B)의 표면(110)과 같은 사용자 인터페이스 표면 상에 디스플레이되는 텍스트를 표시할 수 있다. 예를 들어, 각각의 문자는 직사각형 타일 또는 라인과 같은 공간 패턴 성분을 통해 표시될 수 있다. 예를 들어, 라인(301)은 문자 "L"을 "Lorem"으로 표시할 수 있다. 도 13의 (A)의 텍스트의 문자들이 터치 입력에 의해 강조될 때, 터치 입력이 문자들을 표시하는 공간 패턴 성분들을 교차하고 있다는 결정이 이루어질 수 있다. 터치 입력에 의해 터치되는 공간 패턴 성분마다 햅틱 효과가 발생될 수 있다. 일부 경우들에서, 햅틱 효과들은 어떤 문자 또는 다른 텍스트 요소가 막 선택되려고 하는지를 사용자가 더 잘 식별하도록 할 수 있고 따라서 텍스트 요소의 조작 시에 더 좋은 제어를 할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 도 14의 (A)-도 14의 (B)의 표면(110)과 같은 사용자 인터페이스 표면 상에 디스플레이되는 키보드에 대응할 수 있다. 예를 들어, 복수의 그리드 포인트들은 각각의 그리드 포인트가 키보드의 키를 표시하는 상태에서 키보드를 표시할 수 있다. 도 14의 (B)에 예시된 바와 같이, 그리드 포인트(305)는 "g" 키를 키보드 상에 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 더 강한 햅틱 효과는 어떤 공간 패턴 성분들과 연관될 수 있다. 예를 들어, 물리적 QWERTY 키보드들은 종종 "F" 키 및 "J" 키를 의미하는 표면들을 상승시켰기 때문에, 그러한 키들을 가상 QWERTY 키보드 상에 표시하는 공간 패턴 성분들은 더 강한 햅틱 효과를 통해 표시될 수 있다. 따라서, 공간 패턴은 별개의 성질들을 갖는 어떤 키들을 강조함으로써 오리엔테이션 큐(orientation cue)를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 제스처 언로크에 사용되는 그리드에 대응할 수 있다. 예를 들어, 도 15의 (A)는 표면(110) 상의 터치 입력이 3×3 그리드의 그리드 위치들을 가로질러 정확한 경로를 구성하면, 이동 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치와 같은 장치를 언로크할 수 있는 3×3 그리드를 도시한다. 실시예에서, 그리드 포인트들 또는 임의의 다른 공간 패턴 성분들은 3×3 그리드의 그리드 위치들에 대응할 수 있다. 도 15의 (B)에 예시된 바와 같이, 공간 패턴 성분에 대해 발생되는 햅틱 효과는 대응하는 그리드 위치가 터치되고 있는 것을 사용자에게 확인시킬 수 있다. 일부 경우들에서, 촉각은 사용자가 한 그리드 위치로부터 다른 그리드 위치로 이동하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 도 15의 (A)에 예시된 3×3 그리드 및 터치 입력은 시야에서 보이지 않을 수 있으며, 이는 장치의 언로킹 동안 더 큰 보안을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴은 스냅핑 위치들(snapping locations)을 표면(110)과 같은 사용자 인터페이스 표면 상에 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 16의 (A)-도 16의 (B)는 객체(13)가 스냅핑될 수 있는 위치들을 표시할 수 있는 그리드 라인들을 도시한다. 스냅핑은 객체(13)를 상이한 위치들에 이동시킬 때, 객체(13)의 치수를 조절할 때, 또는 임의의 다른 목적을 위해 사용될 수 있다. 도 16의 (A)에서, 각각의 라인은 스냅 위치를 표시할 수 있다. 객체(13)가 이동되고 있을 때, 객체(13)가 라인들(301) 중 하나를 터치하고 있는지가 결정될 수 있다. 예를 들어, 객체(13)의 우측, 좌측, 또는 일부 다른 부분이 라인들(301) 중 하나를 터치하고 있는지가 결정될 수 있다. 객체(13)가 라인들 중 하나를 터치했다는 결정에 응답하여, 라인의 존재를 표시하기 위해 햅틱 효과가 발생될 수 있다. 햅틱 효과는 객체(13)를 라인에 대응하는 위치에 스냅하는 기회를 더 표시할 수 있다. 예를 들어, 햅틱 효과는 사용자 자신이 터치 입력을 표면(110)에서 제거하면, 객체(13)가 라인(301)에 대응하는 위치에 스냅되는 것을 사용자에게 표시할 수 있다. 도 16의 (B)는 아이콘 또는 임의의 다른 객체를 4개의 라인들에 의해 제한되는 그리드 위치에 스냅핑하는 것을 도시한다. 일 실시예에서, 햅틱 효과는 객체가 4개의 라인들 중 하나를 터치했다는 결정에 응답하여 또는 객체가 4개의 라인들 중 하나를 교차했고 4개의 라인들에 의해 제한되었다는 결정에 응답하여 발생될 수 있다. 햅틱 효과는 그 또는 그녀가 터치 입력을 표면(110)에서 제거하면, 객체가 위치되는 그리드 위치에 객체가 스냅되는 것을 사용자에게 표시할 수 있다.
일 실시예에서, 공간 패턴 성분의 위치는 동적일 수 있다. 예를 들어, 도 17은 한 윈도우를 다른 윈도우에 스냅하는 것과 같이, 표면(110) 상의 한 객체를 다른 객체에 스냅하는데 사용되는 라인(301)을 도시한다. 예에서, 라인(301)의 위치는 동적이고, 윈도우들 중 하나의 좌측 에지에 위치되며 그 윈도우가 이동할 때 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 햅틱 효과의 강도는 동적일 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 햅틱 효과의 강도는 터치 입력의 인가된 압력, 접촉 면적, 속도, 또는 임의의 다른 특징에 의존할 수 있다. 일부 경우들에서, 햅틱 효과의 강도는 시스템 상태에 의존할 수 있다. 예를 들어, 도 18의 (A)-도 18의 (B)는 스와이프(Swype)와 같은 입력 방법을 수락하는 도 14의 (A)의 키보드를 예시하며, 사용자는 문자로부터 문자로 슬라이딩하는 터치 입력을 통해 단어를 입력하여, 단어들만을 리프팅할 수 있다. 예에서, 시스템 상태는 문자들 "h", "i", 및 "d"와 같은, 터치 입력에 의해 이미 터치되었던 문자들을 표시할 수 있다. 그리드 포인트(305)와 같은 공간 패턴 성분은 터치되는 다음 문자를 표시할 수 있다. 공간 패턴 성분을 표현하는 햅틱 효과의 강도는 시스템 상태에 기초할 수 있다. 예를 들어, 강도는 공간 패턴 성분에 대응하는 문자 "e"가 시스템에 의해 트래킹되는 단어의 일부라는 가능성에 기초할 수 있다. 따라서, 햅틱 효과는, "c" 또는 "j"와 같은 다른 문자를 터치하는 터치 입력에 비해, 문자 "e"가 단어 "hide"를 형성하기 때문에, 더 높은 레벨을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 더 일반적 스냅핑 또는 스크롤링 동작들을 사용자 인터페이스 상에 용이하게 하기 위해 햅틱 효과가 발생될 수 있다. 예를 들어, 도 19의 (A)에 예시된 바와 같이, 햅틱 효과는 텍스트 윈도우(1901)와 같은 객체가 임계값 크기로 주밍(zooming)되거나 확대되었을 때 발생될 수 있다. 일부 경우들에서, 임계값은 주밍의 최적 레벨에 대응할 수 있다. 최적 레벨은 예를 들어 텍스트의 최적 판독성을 웹사이트 상에 제공할 수 있다.
도 19의 (B)는 텍스트 윈도우(1902)와 같은 객체가 임계값 위치를 지나 스크롤링되었을 때 발생되는 햅틱 효과를 도시한다. 일부 경우들에서, 임계값은 스크로링을 정지시키는 최적 위치에 대응할 수 있다. 예를 들어, 최적 위치는 텍스트 윈도우 객체 내의 헤더가 텍스트 윈도우의 상단에 배치되는 것에 대응할 수 있다.
본 명세서에 개시되는 하나 이상의 방법들의 하나 이상의 동작들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되고 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 명령어들로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 동작들은 RAM, ROM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 임의의 다른 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되는 펌웨어 또는 소프트웨어 코드를 통해 구현될 수 있다.
본 발명은 가장 실제적이고 바람직한 실시예들인 것으로 현재 고려되는 것에 기초하여 예시의 목적을 위해 상세히 설명되었을지라도, 그러한 상세는 그 목적만을 위한 것이고 본 발명은 개시된 실시예들에 제한되지 않지만, 반면에, 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에 있는 수정들 및 등가 배열들을 커버하도록 의도된다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명은 가능한 정도까지, 임의의 실시예의 하나 이상의 특징들이 임의의 다른 실시예의 하나 이상의 특징들과 결합될 수 있는 것을 고려한다는 점이 이해되어야 한다.

Claims (34)

  1. 햅틱 효과를 생성하는 방법으로서,
    표면에서의 터치 입력의 위치를 나타내는 정보를 수신하는 단계;
    상기 터치 입력의 위치가 상기 표면 상의 다수의 위치에 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정하는 단계;
    구동 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 터치 입력의 위치가, 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여, 상기 구동 신호를, 햅틱 효과를 상기 표면에서 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 장치에 인가하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 터치 입력이 수신되는 표면은 인터페이스 장치의 표면이고, 상기 인터페이스 장치는 디스플레이를 포함하고, 상기 방법은 상기 다수의 공간 패턴 성분들을 상기 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 더 포함하며, 상기 다수의 공간 패턴 성분들은 라인들, 포인트들, 타일(tile)들, 및 동심원들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들을 디스플레이하는 단계는 상기 인터페이스 장치의 상기 디스플레이 상에 불균일하게 이격되도록 다수의 공간 패턴 성분들을 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 정전기 출력 장치를 포함하고, 상기 구동 신호를 발생시키는 단계는 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나에 대하여 시뮬레이션되는 촉각에 기초하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 구동 신호는 임펄스 구동 신호인, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 임펄스 구동 신호의 강도, 지속 기간, 또는 형상은 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 시뮬레이션된 크기, 두께, 또는 중량에 기초하는, 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 시뮬레이션되는 촉각은 질감(texture)을 포함하고, 상기 구동 신호는 주기적 구동 신호인, 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 시뮬레이션되는 촉각은 질감을 포함하고, 상기 구동 신호는 복수의 주기적 구동 신호들의 조합인, 방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 시뮬레이션되는 촉각은 질감을 포함하고, 상기 구동 신호는 랜덤 또는 의사 랜덤 구동 신호인, 방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들은 다수의 포인트를 포함하고, 상기 방법은 상기 디스플레이 상에 키보드를 디스플레이하는 단계를 더 포함하며, 상기 다수의 포인트들 각각은 상기 키보드의 다수의 키들 중 하나 이상의 키의 코너(corner)에 대응하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 터치 입력은 상기 키보드 상에서 단어의 하나 이상의 문자들을 식별했던 움직임(movement)의 일부이고, 상기 터치 입력의 위치는 상기 키보드의 다수의 키들 중 하나에 대응하며, 상기 구동 신호의 강도는 상기 다수의 키들 중 하나가 상기 단어의 다음 문자일 가능성(likelihood)에 기초하는, 방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들은 다수의 타일들을 포함하고, 상기 다수의 타일들은 비트맵의 다수의 픽셀들과 부합하고, 상기 터치 입력의 위치는 상기 다수의 픽셀들 중 하나의 위치와 부합하며, 상기 구동 신호를 발생시키는 단계는 상기 다수의 픽셀들 중 하나에 기초하는, 방법.
  13. 제2항에 있어서, 상기 인터페이스 장치는 디스플레이를 포함하고, 상기 방법은 상기 터치 입력의 검출에 응답하여 디스플레이 면적의 주밍(zooming)을 상기 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 더 포함하며, 상기 방법은 주밍되는 상기 디스플레이 면적의 크기가 미리 결정된 레벨에 도달했다는 결정에 응답하여 상기 구동 신호를 상기 햅틱 출력 장치에 인가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제2항에 있어서, 상기 구동 신호를 발생시키는 단계는, 인가된 압력에 기초하거나 상기 터치 입력과 연관되는 접촉 면적에 기초하는, 방법.
  15. 햅틱 효과를 생성하는 방법으로서,
    표면 상의 터치 입력을 검출하는 단계;
    상기 표면 상의 상기 터치 입력에 의해 이동되는 가상 객체(virtual object)의 위치를 나타내는 정보를 수신하는 단계;
    상기 가상 객체의 위치가, 상기 표면 상의 다수의 위치에 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정하는 단계;
    구동 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 가상 객체의 위치가 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여, 상기 구동 신호를, 햅틱 효과를 상기 표면에서 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 장치에 인가하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 터치 입력이 수신되는 표면은 인터페이스 장치의 표면이고, 상기 인터페이스 장치는 디스플레이를 포함하고, 상기 방법은 상기 가상 객체를 상기 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 더 포함하고, 상기 구동 신호를 발생시키는 단계는 상기 가상 객체와 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나 사이의 디스플레이 상의 중첩의 정도에 기초하며, 상기 햅틱 출력 장치는 정전기 출력 장치를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나는 상기 디스플레이 상의 스냅 위치에 대응하며, 상기 방법은 상기 가상 객체의 위치가 상기 스냅 위치와 부합한다는 결정에 응답하여 상기 스냅 위치로의 가상 객체의 스냅핑을 상기 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  18. 햅틱 효과 지원 장치로서,
    표면에서 햅틱 효과를 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 장치;
    상기 표면에서의 터치 입력의 위치를 나타내는 정보를 수신하고,
    상기 터치 입력의 위치가, 상기 표면 상에서 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정하며,
    구동 신호를 발생시키도록 구성되는 구동 모듈; 및
    상기 구동 모듈 및 상기 햅틱 출력 장치에 동작적으로 결합되고, 상기 터치 입력의 위치가 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여 상기 구동 신호를 상기 햅틱 출력 장치에 인가하도록 구성되는 구동 회로
    를 포함하는, 햅틱 효과 지원 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 햅틱 효과 지원 장치는 인터페이스 장치이고, 상기 터치 입력이 수신되는 표면은 상기 인터페이스 장치의 표면이고, 상기 인터페이스 장치는 상기 다수의 공간 패턴 성분들을 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이를 더 포함하며, 상기 다수의 공간 패턴 성분들은 라인들, 포인트들, 타일들, 및 동심원들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 햅틱 효과 지원 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 디스플레이는 불균일하게 이격되는 다수의 패턴 성분들을 디스플레이하도록 구성되는, 햅틱 효과 지원 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 햅틱 출력 장치는 정전기 출력 장치를 포함하고, 상기 구동 모듈은 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나에 대하여 시뮬레이션되는 촉각에 기초하여 상기 구동 신호를 발생시키도록 구성되는, 햅틱 효과 지원 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 구동 신호는 임펄스 구동 신호인, 햅틱 효과 지원 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 임펄스 구동 신호의 강도, 지속 기간, 또는 형상은 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 시뮬레이션된 크기, 두께, 또는 중량에 기초하는, 햅틱 효과 지원 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 시뮬레이션되는 촉각은 질감을 포함하고, 상기 구동 신호는 주기적 구동 신호인, 햅틱 효과 지원 장치.
  25. 제21항에 있어서, 상기 시뮬레이션되는 촉각은 질감을 포함하고, 상기 구동 신호는 복수의 주기적 구동 신호들의 조합인, 햅틱 효과 지원 장치.
  26. 제21항에 있어서, 상기 시뮬레이션되는 촉각은 질감을 포함하고, 상기 구동 신호는 랜덤 또는 의사 랜덤 구동 신호인, 햅틱 효과 지원 장치.
  27. 제19항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들은 다수의 포인트를 포함하고, 상기 디스플레이는 또한 키보드를 디스플레이하도록 구성되며, 상기 다수의 포인트들 각각은 상기 키보드의 다수의 키들 중 하나 이상의 키의 코너에 대응하는, 햅틱 효과 지원 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 터치 입력은 상기 키보드 상에서 단어의 하나 이상의 문자들을 식별했던 움직임의 일부이고, 상기 터치 입력의 위치는 상기 키보드의 다수의 키들 중 하나에 대응하며, 상기 구동 신호의 강도는 상기 다수의 키들 중 하나가 상기 단어의 다음 문자일 가능성에 기초하는, 햅틱 효과 지원 장치.
  29. 제19항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들은 다수의 타일들을 포함하고, 상기 다수의 타일들은 비트맵의 다수의 픽셀들과 부합하고, 상기 터치 입력의 위치는 상기 다수의 픽셀들 중 하나의 위치와 부합하며, 상기 구동 모듈은 상기 다수의 픽셀들 중 하나에 기초하여 상기 구동 신호를 발생시키도록 구성되는, 햅틱 효과 지원 장치.
  30. 제19항에 있어서, 상기 햅틱 효과 지원 장치가 상기 터치 입력의 검출에 응답하여 디스플레이 면적의 주밍을 상기 디스플레이 상에 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이를 더 포함하고, 상기 구동 회로는 또한, 주밍되는 상기 디스플레이 면적의 크기가 미리 결정된 레벨에 도달했다는 결정에 응답하여 상기 구동 신호를 상기 햅틱 출력 장치에 인가하도록 구성되는, 햅틱 효과 지원 장치.
  31. 제19항에 있어서, 상기 구동 모듈은 인가된 압력에 기초하거나 상기 터치 입력과 연관되는 접촉 면적에 기초하여 상기 구동 신호를 발생시키도록 구성되는, 햅틱 효과 지원 장치.
  32. 햅틱 효과 지원 장치로서,
    표면에서 햅틱 효과를 생성하도록 구성되는 햅틱 출력 장치;
    상기 표면에서 수신되는 터치 입력에 의해 이동되는 가상 객체의 위치를 나타내는 정보를 수신하고,
    상기 가상 객체의 위치가 상기 표면 상의 다수의 위치들에서 표현되는 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합하는지를 결정하고,
    구동 신호를 발생시키도록 구성되는 구동 모듈;
    상기 햅틱 출력 장치 및 상기 구동 모듈에 동작적으로 결합되고, 상기 가상 객체의 위치가 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나의 위치와 부합한다는 결정에 응답하여 상기 구동 신호를 상기 햅틱 출력 장치에 인가하는 구동 회로
    를 포함하는, 햅틱 효과 지원 장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 햅틱 효과 지원 장치는 인터페이스 장치이고, 상기 터치 입력이 수신되는 표면은 상기 인터페이스 장치의 표면이고, 상기 인터페이스 장치는 상기 다수의 공간 패턴 성분들을 디스플레이하도록 구성되는 디스플레이를 더 포함하고, 상기 구동 모듈은 상기 가상 객체와, 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나 사이의 디스플레이 상의 중첩의 정도에 기초하여 상기 구동 신호를 발생시키도록 구성되며, 상기 햅틱 출력 장치는 정전기 출력 장치를 포함하는, 햅틱 효과 지원 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 다수의 공간 패턴 성분들 중 하나는 상기 디스플레이 상의 스냅(snap) 위치에 대응하고, 상기 디스플레이는 상기 가상 객체의 위치가 상기 스냅 위치와 부합한다는 결정에 응답하여 상기 스냅 위치로의 가상 객체의 스냅핑을 디스플레이하도록 구성되는, 햅틱 효과 지원 장치.
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