KR101442936B1 - 힘 감응 입력을 제공하는 사용자 인터페이스 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

방법들 및 시스템들은 사용자 입력 제스처들이 디바이스 케이스의 부분들에 대해 수행되는 것을 가능하게 하기 위하여 컴퓨팅 디바이스의 케이스 상에 배치된 터치 센서들 또는 힘 감응 재료들을 구현한다. 힘 감응 요소들은 제스처, 이를테면 태핑, 스퀴징, 스와이핑 또는 트위스팅에 응답하여 전기 신호를 생성할 수도 있다. 생성된 전기 신호의 성질들은 특정 입력 제스처들을 인식하기 위해 갖가지 기준 템플릿들과 비교될 수도 있다. 힘 감응 요소들은 더 전통적인 입력 방법들, 이를테면 터치 스크린 디스플레이 및 전기기계식 버튼들과 연계하여 동작할 수도 있다. 컴퓨팅 디바이스들의 케이스에 대한 사용자 입력 제스처들을 가능하게 하는 것에 의해, 갖가지 양태들은 달성하기 위해 사용자들에게 집중된 주의력을 필요로 하지 않는 직관적 제스처들을 포함한 디바이스들의 한 손 조작을 허용한다. 따라서 갖가지 양태들은 사용자들이 종래의 사용자 입력 기술들에 적합하지 않은 상황들에서 그들의 컴퓨팅 디바이스들을 활용하는 것을 가능하게 할 수도 있다.

Description

힘 감응 입력을 제공하는 사용자 인터페이스 방법 및 시스템{USER INTERFACE METHODS AND SYSTEMS FOR PROVIDING FORCE-SENSITIVE INPUT}
본 발명은 대체로 모바일 디바이스 사용자 인터페이스 시스템들에 관한 것이고 더 상세하게는 모바일 디바이스 상의 입력들을 받아들이기 위한 사용자 인터페이스 시스템들에 관한 것이다.
모바일 컴퓨팅 디바이스들은 매우 다양한 입력 방법들을 활용한다. 물리적 버튼들은 스크롤용 휠들, 트랙볼들과 같은 입력 디바이스들, 그리고 터치 패드들 및 터치 스크린 디스플레이들과 같은 터치 감응 디바이스들로 보완된다. 사용자 인터페이스에 대한 이러한 개선사항들이 많은 모바일 디바이스들의 유용성을 개선했지만, 대부분의 사용자 인터페이스들은 디스플레이 스크린 상의 눌리는 항목 또는 사용자 입력에 대한 응답을 보기 위해 사용자의 집중된 주의력을 필요로 한다. 이 요구사항은 사용자들이 그들의 집중된 주의력을 요구하는 조작들, 이를테면 차 운전을 수행하는 동안 그들의 모바일 디바이스를 사용할 때 사용자들을 산만하게 할 수 있다. 또한, 많은 모바일 디바이스 사용자 인터페이스 구성들은, 한 손이 디바이스를 홀딩하고 있어 다른 손의 손가락들이 인터페이스와 상호작용하는, 이를테면 터치 스크린 디스플레이 상의 아이콘들을 터치하는 두 손 조작을 필요로 한다. 결과적으로, 많은 사용자 입력 기술들은 사용자가 한 손만 자유로울 때, 이를테면 우산을 홀딩하고 있는 동안 모바일 디바이스의 사용을 방해한다.
갖가지 양태들은, 컴퓨팅 디바이스의 케이스에 포지셔닝된 힘 감응 센서로부터 전기 신호를 수신하는 단계, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계, 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 단계, 및 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법을 포함한다. 추가의 양태에서 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계는, 사용자 입력 이벤트 통지를 생성하는 단계, 및 사용자 입력 이벤트 통지를, 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행하는 애플리케이션에 포워딩하는 단계를 포함할 수도 있다. 추가의 양태에서, 힘 감응 센서는 압전 센서를 포함한다. 일 양태에서, 이 방법은, 전자기 간섭에 대한 수신된 전기 신호를 필터링하는 단계, 수신된 전기 신호를 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변환하는 단계, 수신된 전기 신호를 주파수와 진폭 중 적어도 하나에서 정규화하는 단계, 및 수신된 전기 신호의 일부를 식별하여 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 일 양태에서, 이 방법은, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호를 주파수 도메인 데이터로 변환하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계는 센서 신호 주파수 도메인 데이터를 기준 주파수 도메인 템플릿과 비교하는 단계를 포함한다. 추가의 양태에서, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는, 복수의 기준 템플릿들 각각과 수신된 전기 신호 일부의 상호 상관 값들을 계산하는 단계, 최상의 상관 값을 결정하는 단계, 및 최상의 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 단계를 포함할 수도 있다. 추가의 양태에서, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는, 수신된 전기 신호의 적어도 일부를 주파수 도메인 신호 부분으로 변환하는 단계, 복수의 기준 템플릿들 각각과 주파수 도메인 부분의 상호 상관 값들을 계산하는 단계, 최상의 상관 값을 결정하는 단계, 및 최상의 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 단계를 포함할 수도 있다. 추가의 양태에서, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호에 대해 은닉 마르코프 모델 테스트 (hidden Markov model test) 를 수행하는 단계를 포함한다. 추가의 양태에서, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호를 특성화하는 하나 이상의 신호 벡터들을 계산하는 단계, 기준 신호를 특성화하는 기준 벡터에 액세스하는 단계, 수신된 신호 벡터 및 액세스된 기준 벡터에 기초하여 코사인 값을 계산하는 단계, 및 계산된 코사인 값이 임계 값 미만인지를 결정하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 이 방법은 다른 센서로부터의 센서 입력을 수신하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 단계는, 매치된 기준 신호 템플릿 및 다른 센서로부터 수신된 센서 입력 양쪽 모두와 연관된 기능성을 식별하는 단계를 포함한다. 일 양태에서, 이 방법은 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호에 기초하여 온도 변화를 검출하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 일 양태에서, 이 방법은, 사용자 입력 제스처와 연관되는 사용자 식별된 기능성을 수신하는 단계, 사용자에게 상기 사용자 입력 제스처를 수행하도록 프롬프트하는 단계, 힘 감응 센서로부터 전기 신호들을 수신하는 단계, 기준 신호 템플릿을 생성하기 위하여 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호들을 처리하는 단계, 및 수신된 사용자 식별된 기능성과 관련하여 기준 신호 템플릿을 메모리에 저장하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 추가의 양태에서, 컴퓨팅 디바이스는 모바일 디바이스 또는 태블릿 컴퓨팅 디바이스일 수도 있다. 일 양태에서, 이 방법은, 힘 센서로부터의 신호가 중단되는 때를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계는 힘 센서로부터의 신호가 중단될 때 개시된다. 일 양태에서, 이 방법은, 낮은 배터리 전력 조건이 존재하는 때를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있고, 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계는 최소 전력 상태에서 전화 통화를 개시하는 단계를 포함한다.
추가의 양태에서 컴퓨팅 디바이스는, 케이스, 케이스 내에 포지셔닝된 프로세서, 프로세서에 결합되고 기준 신호 템플릿을 저장하는 메모리, 및 케이스에 포지셔닝되고 프로세서에 결합되는 힘 감응 센서를 포함할 수 있고, 프로세서는, 힘 감응 센서로부터 전기 신호를 수신하는 것, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이, 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 것, 및 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것을 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성된다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것이, 사용자 입력 이벤트 통지를 생성하는 것, 및 사용자 입력 이벤트 통지를, 프로세서 상에서 실행하는 애플리케이션에 포워딩하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 힘 감응 센서는 압전 센서이다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 전자기 간섭에 대한 수신된 전기 신호를 필터링하는 것, 수신된 전기 신호를 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변환하는 것, 수신된 전기 신호를 주파수와 진폭 중 적어도 하나에서 정규화하는 것, 및 수신된 전기 신호의 일부를 식별하여 기준 신호 템플릿과 비교하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호를 주파수 도메인 데이터로 변환하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령으로 구성될 수도 있고, 기준 신호 템플릿은 주파수 도메인 템플릿이고, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것이, 센서 신호 주파수 도메인 데이터를 기준 주파수 도메인 템플릿과 비교하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성된다. 일 양태에서, 메모리는, 자신 상에 복수의 기준 템플릿들을 저장할 수도 있고, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이, 복수의 기준 템플릿들 각각과 수신된 전기 신호 일부의 상호 상관 값들을 계산하는 것, 최상의 상관 값을 결정하는 것, 및 최상의 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 메모리는, 자신 상에 복수의 기준 템플릿들을 저장할 수도 있고, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이, 수신된 전기 신호의 적어도 일부를 주파수 도메인 신호 부분으로 변환하는 것, 복수의 기준 템플릿들 각각과 주파수 도메인 부분의 상호 상관 값들을 계산하는 것, 최상의 상관 값을 결정하는 것, 및 최상의 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호에 대해 은닉 마르코프 모델 테스트를 수행하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 수신된 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 수신된 전기 신호가 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호를 특성화하는 하나 이상의 신호 벡터들을 계산하는 것, 메모리에 저장된 기준 벡터에 액세스하는 것, 수신된 신호 벡터 및 액세스된 기준 벡터에 기초하여 코사인 값을 계산하는 것, 및 계산된 코사인 값이 임계 값 미만인지를 결정하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스는, 프로세서에 결합된 다른 센서를 더 포함할 수도 있고, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 다른 센서로부터 센서 입력을 수신하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되고, 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 것은, 매치된 기준 신호 템플릿 및 다른 센서로부터 수신된 센서 입력 양쪽 모두와 연관된 기능성을 식별하는 것을 포함한다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호에 기초하여 온도 변화를 검출하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 사용자 입력 제스처와 연관되는 사용자 식별된 기능성을 수신하는 것, 사용자에게 상기 사용자 입력 제스처를 수행하도록 프롬프트하는 것, 힘 감응 센서로부터 전기 신호들을 수신하는 것, 기준 신호 템플릿을 생성하기 위하여 힘 감응 센서로부터의 수신된 전기 신호들을 처리하는 것, 및 수신된 사용자 식별된 기능성과 관련하여 생성된 기준 신호 템플릿을 메모리에 저장하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스는 모바일 디바이스 또는 태블릿 컴퓨팅 디바이스일 수도 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 힘 센서로부터의 신호가 중단되는 때를 결정하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있고, 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것은 힘 센서로부터의 신호가 중단될 때 개시된다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스 프로세서는, 낮은 배터리 전력 조건이 존재하는 때를 결정하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성될 수도 있고, 식별된 기능성을 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것은 최소 전력 상태에서 전화 통화를 개시하는 것을 포함한다. 추가의 양태에서, 컴퓨팅 디바이스는, 힘 감응 센서가 케이스의 외부 또는 내부 표면에 포지셔닝되도록 구성될 수도 있다. 추가의 양태에서, 컴퓨팅 디바이스는, 케이스에 포지셔닝되고 프로세서에 결합된 복수의 힘 감응 센서들로서, 컴퓨팅 디바이스 케이스의 이면 및/또는 컴퓨팅 디바이스 케이스의 하나 또는 모든 측면들에 포지셔닝될 수 있는 복수의 힘 감응 센서들을 구비할 수도 있다.
추가의 양태에서 컴퓨팅 디바이스는, 모바일 디바이스 및 태블릿 컴퓨팅 디바이스일 수도 있는 것이며, 본 발명의 방법의 양태들의 기능을 달성하기 위한 수단을 구비할 수도 있다.
추가의 양태에서, 프로세서 판독가능 저장 매체가 컴퓨팅 디바이스의 프로세서로 하여금 방법의 양태들의 동작들을 달성하게 하도록 구성된 프로세서 실행가능 명령들을 저장하고 있을 수도 있다.
여기에 통합되고 본 명세서의 부분을 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 예시적인 양태들을 도시한다. 위에서 주어진 전반적인 설명 및 아래에 주어지는 상세한 설명과 함께, 도면들은 본 발명의 특징들을 설명하도록 기능한다.
도 1은 일 양태를 포함하는 모바일 디바이스의 정면도 및 측면도이다.
도 2a 및 도 2b는 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 힘 센서를 도시하며; 도 2a는 입면도이고, 도 2b는 단면도이다.
도 3은 일 양태 프로토타입 상에 구현된 2개의 힘 감응 멤브레인들에 의해 생성되는 전기 신호들의 그래프이다.
도 4는 도 3에 도시된 2개의 전기 신호들의 주파수 도메인 선도 (plot) 이다.
도 5는 힘 감응 멤브레인들이 구비된 모바일 디바이스들 상에 제스처 기능성을 구현하기 위한 일 양태의 방법의 프로세스 흐름도이다.
도 6a는 힘 감응 멤브레인들이 구비된 모바일 디바이스들 상에 제스처 기능성을 구현하기 위한 다른 양태의 방법의 프로세스 흐름도이다.
도 6b는 힘 감응 멤브레인들이 구비된 모바일 디바이스들 상에 제스처 기능성을 구현하기 위한 다른 양태의 방법의 프로세스 흐름도이다.
도 7은 힘 감응 멤브레인들이 구비된 모바일 디바이스들 상에 제스처 기능성을 구현하기 위한 다른 양태의 방법의 프로세스 흐름도이다.
도 8은 벡터 각도 상관 알고리즘들을 이용하여 힘 감응 멤브레인들이 구비된 모바일 디바이스들 상에 제스처 기능성을 구현하기 위한 일 양태의 방법의 프로세스 흐름도이다.
도 9는 사용자 입력 제스처들을 훈련하는 것에 의해 기준 신호 템플릿들을 생성하기 위한 일 양태의 방법의 프로세스 흐름도이다.
도 10a 및 도 10b는 갖가지 양태들과 함께 사용하기 위한 압력 감응 멤브레인들에 대한 대체 구성들의 구성요소 블록도들이다.
도 11은 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 한 손 방식 (one-handed) 터치 제스처의 예시도이다.
도 12는 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 또 다른 한 손 방식 터치 제스처의 예시도이다.
도 13은 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 또 다른 한 손 방식 터치 제스처의 예시도이다.
도 14a는 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 모바일 디바이스의 케이스 상에 구현된 압력 감응 멤브레인들의 예시도이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 것과 유사한 모바일 디바이스에 사용하기에 적합한 터치 제스처의 예시도이다.
도 15a는 일 양태에 따른 모바일 디바이스의 벤딩 축들을 따라 압력 감응 멤브레인들을 포지셔닝하는 예시도이다.
도 15b 내지 도 15f는 도 15a에 도시된 것과 유사한 모바일 디바이스에 사용하기에 적합한 터치 제스처들의 예시도들이다.
도 16a 및 도 16b는 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 신호 처리 회로의 시스템 블록도들이다.
도 17은 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 일 예의 모바일 디바이스의 구성요소 블록도이다.
도 18은 갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 일 예의 태블릿 컴퓨팅 디바이스의 구성요소 블록도이다.
갖가지 양태들이 첨부 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 가능한 곳이라면 어디서든, 동일한 참조 번호들이 도면들 전체를 통해서 동일하거나 유사한 부분들을 참조하는데 사용될 것이다. 특정한 예들 및 구현예들에 대한 언급들은 예시의 목적을 위한 것이고, 본 발명 또는 청구항들의 범위를 제한하려는 의도는 아니다.
단어 "예시적인 (exemplary)"은 여기서는 "예, 실례, 또는 예시로서 기능한다"는 의미로 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기서 설명된 어떤 구현예라도 다른 구현예들보다 바람직하거나 유익하다고 해석할 필요는 없다.
여기에 사용되듯이, 용어들 "모바일 디바이스", "컴퓨팅 디바이스" 및 "휴대용 컴퓨팅 디바이스"는, 프로그램가능 프로세서, 메모리, 및 여기에 설명되는 바와 같은 터치 센서들과 유사한 힘 감응 멤브레인들을 구비하는, 셀룰러 전화기들, 개인 휴대 정보 단말들 (PDA들), 태블릿 컴퓨터들 (슬레이트 컴퓨터들이라고도 알려짐), 팜탑 컴퓨터들, 노트북 컴퓨터들, 개인용 컴퓨터들, 무선 전자 메일 수신기들 및 셀룰러 전화기 수신기들 (예컨대, Blackberry® 및 Treo® 디바이스들), 멀티미디어 인터넷 가능 (enabled) 셀룰러 전화기들 (예컨대, Blackberry Storm®), 및 유사한 전자 디바이스들 중 임의의 하나 또는 모두를 지칭한다.
모바일 디바이스들은 필요 불가결하게 늘어나고 있다. 전화 통화 내지 문자 주고받기 (texting) 에서 이메일 송/수신 내지 인터넷 서핑까지, 모바일 디바이스 사용자들은 그들의 디바이스들과 인터페이싱하는데 점점 더 많은 시간을 보내고 있다. 모바일 디바이스들은 다양한 사용자 인터페이스 기술들, 이를테면 버튼들, 스크롤 휠들, 트랙볼들 및 터치 감응 표면들을 통상 채용한다. 많은 모바일 폰들은 오늘날 태핑 (tapping), 드래깅 (dragging) 및 스와이핑 (swiping) 과 같은 사용자 입력 제스처들을 인식하는 터치 스크린 디스플레이들을 구비한다. 또한, 모바일 디바이스들은 사용자 인터페이스 디바이스들을 위한 부동산이 한정되어 있는 전통 미디어를 대체하는, 전자 책 디바이스들, 전자 포토 프레임들, 및 슬레이트형 또는 태블릿 컴퓨터들과 같은 새로운 형태들로 구현되고 있다.
대부분의 모바일 디바이스 사용자 인터페이스들은 사용이 편리하지만, 디스플레이 스크린 상의 눌리는 아이템 또는 사용자 입력의 응답을 보기 위해 사용자의 집중된 주의력을 통상 필요로 한다. 사용자들이 그들의 완전한 주의력을 필요로 하는 차 운전과 같은 조작들을 수행하면서 그들의 모바일 디바이스를 사용할 때, 모바일 디바이스 사용자 인터페이스는 사용자들을 산만하게 할 수도 있다는 것에 주의를 기울일 필요가 있다. 또한, 많은 모바일 디바이스 사용자 인터페이스들은, 한 손이 디바이스를 홀딩하고 있어 다른 손의 손가락들이 인터페이스와 상호작용하는, 이를테면 터치 스크린 디스플레이 상의 아이콘들을 터치하는 두 손 조작을 필요로 한다. 결과적으로, 많은 모바일 디바이스들은 한 손만이 이용가능할 때, 이를테면 우산을 홀딩하고 있는 동안 유용성이 감소한다.
새로운 형태들의 모바일 디바이스들, 이를테면 태블릿 컴퓨터들 및 전자 책 디스플레이 디바이스들은, 대형 디스플레이들, 이를테면 12-인치 이상의 LCD 디스플레이들로 구현되고 있는데, 이 때문에 무게 중심은 한 손으로 편안하게 홀딩하고 있기에는 가장자리들로부터 너무 멀리 있다. 이러한 디바이스들은 두 손들을 써야 더 편안히 홀딩하고 있을 수 있을 것이다. 그러나, 이 구성은 디바이스를 테이블 또는 무릎 위에 놓지 않으면 사용자들이 종래의 키보드와 인터페이싱하는 것을 어렵게 만든다. 따라서 이러한 디바이스들은 양손으로 홀딩하고 있으면서 조작될 수 있는 사용자 인터페이스가 유익할 것이다.
모바일 디바이스 사용자 인터페이스들은, 하나 이상의 신호 처리 회로들을 통해 중앙 처리 유닛에 접속되는 입력 디바이스 (예컨대, 버튼) 를 통상 포함한다. 모바일 디바이스는 입력 디바이스들로부터의 입력 신호들을 수신하고 해석하는 능력을 갖는, 중앙 처리 유닛 상에 구현된 운영 체제를 통상 가질 것이다. 이 운영 체제는 또한 수신된 신호를 모바일 디바이스 상에서 실행하는 갖가지 애플리케이션들에 사용하기에 적합한 형태로 변환할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 모바일 디바이스 상의 버튼을 누를 때, 운영 체제는 버튼에 의해 개시된 전기 신호를 수신하고, 이에 응답하여, 적합한 인터럽트를 실행하는 애플리케이션에 전송할 수도 있다. 이 인터럽트는 애플리케이션에 의해 터치스크린 상의 디스플레이된 아이콘에 대한 버튼 누름 또는 터치의 통지로서 인식되고, 애플리케이션으로 하여금, 표시된 버튼 누름 또는 터치스크린 터치 이벤트에 응답하여 특별히 코딩된 미리 정의된 기능을 실행하게 할 수도 있다. 이러한 기능은 이벤트 핸들러 또는 "온클릭 (onclick)" 기능이라고 지칭될 수도 있다. 일부 모바일 디바이스들은 윈도 관리자를 운영 체제의 부분으로서 포함할 수도 있다. 윈도 관리자는 입력 디바이스들로부터의 신호들을 수신하고 그 신호를 적절한 애플리케이션에 라우팅하는 것을 담당할 수도 있다.
갖가지 양태들은 사용자 입력 제스처들이 모바일 디바이스 케이스의 부분들 상에서 수행되는 것을 가능하게 하기 위하여, 모바일 디바이스의 케이스 상에 구현될 수도 있는 스트레인 (예컨대, 벤딩 또는 스트레칭) 에 응답하여 또는 가해진 힘 또는 압력에 응답하여 신호를 생성하는 센서들을 구현한다. 이러한 센서들은 다양한 재료들 및 구성들로 만들어질 수도 있고, 가해진 힘, 이를테면 압력, 스트레인 (예컨대, 벤딩 또는 스트레칭), 및 음향파들 (예컨대, 사운드 및 진동) 에 응답하여 신호를 생성할 수도 있다. 이러한 센서들은 정적 압력 뿐만 아니라 스트레인, 그리고 정적 뿐만 아니라 동적 힘들 및 스트레인을 측정하거나 또는 감지하는 것이 가능할 수도 있다. 참조의 편이를 위해, 이러한 센서들은 여기에서는 일반적으로 힘 감응 센서들 또는 요소들이라고 지칭한다; 그러나, "힘 센서들"에 대한 이러한 언급은 청구항들의 범위를 압력, 스트레인 및 음향파들 중 임의의 것을 배제하기 위한 것으로 제한하는 의도는 아니다.
힘 감응 요소들은 제스처, 이를테면 스퀴징 (squeezing) 또는 스와이핑에 응답하여 전기 신호를 생성할 수도 있다. 생성된 전기 신호의 성질들은 특정 입력 제스처들을 인식하기 위해 기준 신호 데이터베이스에 저장될 수도 있는 갖가지 기준 신호 템플릿들과 비교될 수도 있다. 힘 감응 요소들은 더 전통적인 입력 방법들, 이를테면 터치 스크린 디스플레이 및 전기기계식 버튼들과 연계하여 동작할 수도 있다. 모바일 디바이스들의 케이스에 대한 사용자 입력 제스처들을 가능하게 하는 것에 의해, 갖가지 양태들은 사용자들에게 달성을 위한 집중된 주의력을 요구하지 않는 직관적 제스처를 포함하는 디바이스들의 한 손 조작을 허용한다. 따라서 갖가지 양태들은 사용자들이 종래의 사용자 입력 기술들에 적합하지 않은 상황들에서 그들의 모바일 디바이스들을 활용하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
힘 감응 표면들을 갖는 모바일 디바이스의 일 예가 도 1에 도시되어 있는데, 이 도면은 모바일 디바이스의 정면도 및 측면도를 보이고 있다. 모바일 디바이스 (100) 는 복수의 입력 버튼들 (112) 및/또는 터치 스크린 디스플레이 (108) 를 구비할 수도 있다. 모바일 디바이스 (100) 는 모바일 디바이스 하우징들에 통상 사용되는 금속 합금, 플라스틱, 또는 임의의 물질일 수도 있는 케이스 (104) 를 구비한다. 갖가지 양태들에서, 모바일 디바이스 (100) 는 또한 케이스 재료 상에 또는 내에 힘 감응 입력 스트립들 (115a, 115b) 의 형태로 구현된 하나 이상의 힘 감지 재료들을 구비한다. 도 1에 보인 예시적인 양태에서, 힘 감응 입력 스트립들 (115a, 115b) 은 디바이스의 각각의 측면에 포지셔닝된다. 그렇게 포지셔닝되면, 힘 감응 입력 스트립들 (115a, 115b) 은 모바일 디바이스를 홀딩하고 있는 사용자의 손가락들에 의해 습관적인 방식으로 발휘되는 힘을 측정할 수 있다.
힘 감응 입력 스트립들 (115a, 115b) 이 디바이스를 홀딩하고 있는 사용자에 의해 터치되거나 또는 움켜잡히는 모바일 디바이스의 부분들에 포지셔닝되므로, 종래의 터치 표면 및 터치스크린 사용자 입력 디바이스들에서 사용되는 기술들은 다양한 양태들에서 적절하지 않다. 이러한 사용자 입력 기술들은 가벼운 터치를 감지하도록 구성되고 다수의 동시 터치들을 구별하는 능력이 제한되어 있다. 갖가지 양태들에서, 힘 감응 입력 스트립들 (115a, 115b) 은 모바일 디바이스가 사용중인 동안 계속해서 터치되거나 움켜잡히도록 의도된다. 그러므로, 갖가지 양태들은 재료가 계속해서 터치되고 있어도 사용자 입력들이 인식되는 것을 가능하게 하는 센서 재료들 및 분별 기법들을 채용한다.
힘 감응 입력 스트립들 (115a 및 115b) 은 가해진 힘 또는 압력, 또는 유도된 스트레인 (예컨대, 힘의 인가로부터의 벤딩) 또는 음향파 (이것은 스트레인의 형태이다) 에 응답하여 측정가능 전기 신호를 생성할 수 있는 임의의 재료로 만들어질 수도 있다. 힘 감응 입력 스트립들 (115a 및 115b) 은 센서들이 이를테면 사용자가 재료 자체 상에 손가락을 태핑, 스퀴징, 및/또는 스와이핑하는 사용자로부터의 사용자 액션들에 응답하여 신호를 생성할 수 있도록 모바일 디바이스의 외부에 설치될 수도 있다. 다르게는, 힘 감응 입력 스트립들 (115a, 115b) 은 모바일 디바이스 케이스의 내부에 접착되고 케이스의 외측 표면을 누르기, 태핑, 트위스팅 또는 스와이핑하는 사용자에 의해 초래된 케이스의 진동들 및 변형들에 응답하여 신호를 생성할 수도 있다. 힘 감응 입력 스트립들은 또한 재료에서 음향파들, 스트레인, 또는 진동들을 변환시키는 것에 응답하여 전기 신호를 생성할 수 있는 임의의 재료일 수도 있다.
적합한 센서의 일 예는 압전 재료들에 기초하고 있는데, 압전 센서들은 이를테면 충격들 또는 가해진 힘들에 의해 초래될 수도 있는 스트레인에 응답하여 전류를 생성하는 잘 알려진 재료들이다. 예를 들어, 힘 감응 입력 스트립들은 도 2a에 보인 바와 같이 압전 재료로 된 하나 이상의 스트립들 (210) ("피에조 스트립") 로부터 형성될 수도 있다. 상업적으로 입수가능한 것인 일 예의 피에조 스트립 (210) 은 버지니아주, 햄프턴 시의 메저먼트 스페셜티스 (Measurement Specialties, Inc.) 에 의해 판매용으로 제공된 제품인 피에조 필름으로서 내놓은 것이다. 이 피에조 필름 제품은 스트레인 (즉, 스트레칭, 벤딩 또는 압축) 에 응답하여 전압을 생성하는 압전 막이다. 일 양태에서 사용될 수도 있는 또 다른 힘 감지 재료는, 인쇄될 수도 있고 다양한 박막 형상들과 형상들 주위에 형성될 수 있는 멤브레인들로 형성될 수도 있는 인쇄가능 저항 재료이다. 대체로, 압전 재료 막의 벤딩은 전압을 생성한다. 또한, 압전 재료 막이 표면에 접착되면, 이 막은 진동들이 그 표면을 가로질러 이동함에 따라 전압을 생성할 것이고, 전압 파형을 출력한다.
도 2a는 모바일 디바이스 케이스 (104) 의 측면 패널에 부착된 힘 감응 입력 스트립 (115) 을 보이고 있다. 힘 감응 입력 스트립들 (115) 은 피에조 스트립 (210) 을 구비할 수도 있다. 피에조 스트립 (210) 은 재료에서의 일부 형상의 변화 또는 스트레인을 초래하는 가해진 힘들에 응답하여 전압 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 전압은, 생성된 신호들을 모바일 디바이스 케이스 (104) 내의 신호 처리 회로들로 향하게 할 수 있는 전기 리드들 (216a, 216b) 및 압전 재료와 전기 접촉하는 전기 접점들 (214a, 214b) 에 의해 수집될 수도 있다.
도 2b는 모바일 디바이스의 케이스 (104) 에 부착된 힘 감응 입력 스트립들 (115) 의 일 양태 구성의 Y-Y 단면을 보이고 있다. 피에조 스트립 (210) 은 피에조 스트립 (210) 이 그 표면에 댄 손가락 또는 엄지 손가락을 통해 가해지는 힘들을 받는 것을 허용하는 동안 압전 재료를 보호하는 플렉시블 멤브레인 (211) 에 의해 덮일 수도 있다. 플렉시블 멤브레인 (211) 은 또한 피에조 스트립을 회로 단락 또는 관련 없는 외부 전압을 수신하는 것으로부터 보호할 수도 있다. 플렉시블 멤브레인 (211) 은 밑에 있는 압전 재료에 대한 유연한 보호 뿐만 아니라 전기 절연을 제공할 수 있는 플라스틱 또는 고무-형 재료들로 만들어질 수도 있다.
피에조 스트립 (210) 은 모바일 디바이스의 케이스 (104) 상에 다양한 구성들로 장착될 수도 있다. 예를 들어, 피에조 스트립 (210) 은 케이스 (104) 의 외부 표면에, 이를테면 접착제에 의해 직접 제공될 수도 있다. 이러한 구성에서, 피에조 스트립 (210) 은 케이스 (104) 의 외부 표면의 나머지 부분보다 약간 융기되어 있을 수도 있다. 도 2b에 예시된 다른 구성에서, 피에조 스트립 (210) 은, 플렉시블 멤브레인 (211) 이 모바일 디바이스 케이스 (104) 의 나머지 부분과 대략 민면 (flush) 이 되도록 구성된 케이스 표면 내에 형성되거나 또는 밀링된 함요부 (depression; 144) 에 제공될 수도 있다. 일 양태에서, 피에조 스트립 (210) 의 내부 부분은, 스트립을 공기 및 습기에 대한 노출로부터 보호하고 회로 단락 또는 관계없는 전압을 이면에서 수신하는 것으로부터 보호하도록, 봉지 재료의 절연 컨테이너 (212) 에 의해 둘러싸이거나 또는 테처럼 둘릴 수도 있다. 일 양태에서, 컨테이너 (212) 는 피에조 스트립 (210) 에 대한 지지를 제공하기 위해, 이를테면 스트립의 벤딩을 방지하기 위해 강성체일 수도 있다. 전기 접점들 (214a, 214b) 은 절연 컨테이너 (212) 내에 포함될 수도 있고 피에조 스트립 (210) 에 직접 접촉하고 있을 수도 있다.
도 2b가 케이스 (104) 의 외부 표면에 장착된 피에조 스트립 (210) 를 보이고 있지만, 센서는 이와 다르게 케이스 (104) 의 내부 표면에 부착될 수도 있다. 내부 표면에 포지셔닝되면, 피에조 스트립 (210) 은, 이를테면 케이스의 외부에 대한 탭들과 같은, 케이스 벽을 따라 통과하는 진동들, 및 이를테면 케이스가 사용자에 의해 스퀴징될 때 발생할 수도 있는, 케이스 벽의 벤딩에 응답하여, 전압 신호들을 생성할 것이다. 모바일 디바이스의 케이스 내부에 포지셔닝된 피에조 스트립 (210) 이 스퀴징 제스처들 (즉, 모바일 디바이스의 측면들에 대한 힘 또는 압력의 인가) 에 감응하게 되는 것을 가능하게 하기 위해, 케이스는 케이스 벽이 사용자의 손가락끝들에 의해 가해진 압력에 응답하여 변형되도록 하는 적절한 두께의 재료들로 구성될 수도 있다. 케이스 벽의 내부 표면에 접착된 피에조 스트립 (210) 은 케이스 벽이 변형될 때 벤딩 스트레인을 경험한다. 그러나, 케이스에 대한 탭들을 검출하기 위해, 케이스 재료는 변형가능할 필요는 없다.
잘 알려진 바와 같이, 압전 재료들은 재료를 변형시키는 가해진 압력들 또는 힘들에 응답하여 약간의 전압을 생성한다. 이러한 전압들은 가해진 힘이 순간적인 탭 또는 가속도일 때 지속시간이 매우 짧을 수도 있고, 온도에 따라 가변할 수도 있다. 또한, 피에조 스트립 (210) 은 사용자 입력 제스처들이 실행중이 아닌 때에도 (즉, 그 표면들이 디바이스를 홀딩하고 있는 사용자에 의해 움켜잡혀 있을 때) 터치될 것이라는 갖가지 양태들이 예상된다. 덧붙여, 그들의 모바일 디바이스들을 홀딩하고 있거나 또는 조작하는 사용자들은, 이를테면 걷거나 또는 차를 타는 동안, 움직임으로 인한 가속도에 의해 유발되는 힘들 이외에도, 이를테면 케이스 (104) 상의 손가락들을 리포지셔닝하고 디바이스를 집어 올리는 것과 같이, 사용자 입력 제스처들과 연관되지 않은 피에조 스트립 (210) 에 대한 힘들을 계속 가할 것이다. 그러므로, 갖가지 양태들은 피에조 스트립 (210) 센서들로부터의 전기 출력들을 분석하여 바이어스 전압들 및 잡다한 "잡음"의 배경 내에서 사용자 입력 제스처들에 대응하는 패턴들을 인식하는 방법들을 포함한다.
갖가지 양태들에서, 사용자 입력 제스처들은 가해진 압력 또는 힘들에 응답하여 피에조 스트립 (210) 에 의해 생성된 전압 신호들의 인식가능한 패턴들을 생성하는 것인 것으로 정의될 수도 있다. 예를 들어, 사용자 입력 제스처들은, 인식되고 카운트될 수도 있는 일련의 탭들, 임계 값을 초과하고 인식가능한 패턴을 나타내는 압력을 (이를테면 디바이스의 반대쪽 면들보다 위의) 특정 위치들에 가하는 하나 이상의 스퀴징들, 다른 특성 신호 패턴들을 나타낼 수도 있는 슬라이딩 터치들, 특성 신호 패턴들을 나타낼 수 있는 손톱 또는 도구를 이용한 표면의 스크래칭, 및 적절하게 포지셔닝된 피에조 스트립 (210) 에 의해 감지될 수도 있는 모바일 디바이스 케이스 (또는 케이스의 부분들) 의 구부림 (예컨대, 도 14에 보임) 의 형태일 수도 있다.
다양한 터치 감지 및/또는 힘 측정 센서 기술들이 이용될 수도 있다. 아래에 보인 바와 같이, 압전 센서 기술 ("피에조 센서"), 이를테면 피에조 스트립들 (210) 은, 활용될 수도 있는 적합한 센서 기술을 제공한다. 다른 기술들, 이를테면 스트레인 (즉, 변형) 에 응답하여 저항을 변경하는 저항 스트레인 게이지 센서들, 정전용량형 센서들 및 유도형 센서들이 이용될 수도 있다. 갖가지 양태들의 방법들은 피에조 센서들에 대한 것과 매우 유사한 방식으로 모든 센서 기술들과 함께 이용될 수 있다. 그러므로, 설명의 편이를 위해, 갖가지 양태들은 피에조 센서들 (예컨대, 피에조 스트립들 (210)) 에 관하여 설명된다. 그러나, 이러한 설명들은 특별히 그렇게 언급되지 않는 한 청구항들의 범위를 특정 센서 기술로 제한하기 위한 의도는 아니다.
이러한 패턴 인식 방법들의 실행 가능성 (viability) 은 특정 양태의 프로토타입으로부터 획득되었던 도 3에 보인 신호 선도들에 의해 증명된다. 이 프로토타입 테스트에서, 케이스의 양쪽 측면들에 포지셔닝된 2개의 피에조 스트립들을 구비한 모바일 디바이스가 도 1에 도시되어 있다. 2개의 전압 파형들 (301a, 301b) 은 특정 입력 제스처들에 응답하여 2개의 피에조 센서들로부터 수신되었다. 연속적인 3개의 스퀴징 제스처들 (즉, 모바일 디바이스를 양 측면들에서 스퀴징) 은 302a 내지 302c로 레이블된 파형들을 생성하였다. 프로토타입 상에 구현된 배선 구성에서, 스퀴징 제스처들은 양 측면들 상에 인식가능한 전압 신호들을 생성하였는데, 오른쪽 피에조 스트립은 왼쪽 피에조 스트립에 의해 생성된 전압 신호와 크기는 유사하지만 극성은 반대인 신호를 생성하였다. 하나의 손가락 또는 엄지 손가락을 오른쪽 측면을 따라 슬라이딩하게 하는 것에 의해 수행된 3개의 스와이핑 제스처들은 304a 내지 304c로 레이블된 전압 신호들을 생성하였다. 마찬가지로, 왼쪽 측면 상에서 수행된 3개의 스와이핑 제스처들은 306a 내지 306c로 레이블된 전압 파형들을 생성하였다. 예를 들어, 스퀴징 제스처는, (디바이스가 양 측면들에 대해 스퀴징될 때 예상되는 바와 같이) 모바일 디바이스의 양 측면들 상의 센서들로부터 대략 동일한 진폭을 갖는 큰 진폭을 나타낸다. 슬라이드 제스처들에 의해 발생된 파형들 (즉, 304a 내지 304c 및 306a 내지 306c로 레이블된 전압 파형들) 의 진폭, 형상 및 지속시간에서의 명백한 차이점들 이외에도, 슬라이드 제스처들은 비대칭적이며, 그래서 특성 파형들은 디바이스의 하나의 측면의 센서들에 의해서는 생성되지만 다른 측면의 센서들에 의해서는 생성되지 않는다. 스퀴징 및 스와이핑 제스처들 사이의 전압 신호들의 형상, 크기 및 지속시간에서의 명백한 차이점들은 다양한 분석 알고리즘들을 이용하여 인식될 수도 있는 파형 특성들을 보여준다. 갖가지 양태들은 이러한 신호 특성들을 이용하여, 의도한 제스처들을 디바이스의 정상적인 조작으로부터 생성되는 배경 잡음으로부터 구별할 수 있다.
갖가지 양태들은, 미리 정의된 패턴들을 인식하고 중앙 프로세서 유닛에 의해 구현되는 대응하는 커맨드들을 결정하기 위하여, 모바일 디바이스 케이스 (104) 에 포지셔닝된 터치 감지/힘 측정 센서들, 이를테면 피에조 스트립들 (210) 에 의해 생성되는 전기 신호들을 처리하는 회로들 및 방법들을 제공한다. 터치 감지/힘 측정 센서들로부터의 출력이 과도 전압들 또는 전류들의 형태로 있을 수도 있으므로, 모바일 디바이스 프로세서, 또는 터치 감지/힘 측정 센서들에 전용인 프로세서는, 표면 장착된 터치 및 힘 센서들로부터 수신된 신호들에서 스펙트럼 및 시간 패턴들을 인식하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 4는 도 3에 보인 스퀴징 및 스와이핑 이벤트들에서 프로토타입 모바일 디바이스로부터 수신되는 전기 신호들의 시간 및 스펙트럼 조합 선도를 보이고 있다. 하나 이상의 터치 및 힘 센서들을 포함하는 표면들의 태핑 및 스퀴징은 주파수 특성들이 가변함을 나타내는 전기 신호들을 생성할 것이다. 예를 들어, 스퀴징 이벤트들 (402a 내지 402c) 은 센서의 넓은 주파수 응답에 기초하여 쉽게 인식될 수 있는 반면, 스와이핑 이벤트들 (404a 내지 404c 및 406a 내지 406c) 은 상이한 주파수 범위 응답을 나타낸다.
도 4는 또한 신호 에너지의 대부분이 존재하는 1 kHz 내지 10 kHz의 주파수 범위 내의 터치 감지/힘 측정 센서 신호들로부터 상당한 양의 정보가 획득될 수 있어, 신호 처리를 감소된 주파수 범위로 (예컨대, 필터링에 의해) 줄이는 것을 가능하게 한다는 것을 도시한다. 더 높은 주파수들의 필터링은 외부 무선 주파수 신호들로부터 전자기 간섭 (EMI) 를 제거하는데 유리하다. 1 kHz 미만의 주파수들의 필터링이 또한 유리한데, 이러한 필터링이, 미합중국에서의 60 Hz (다른 나라들에서는 50 Hz) 의 신호들 및 이들의 고조파들 (즉, 120 Hz, 180 Hz 등) 뿐만 아니라 외부 소스들, 이를테면 형광등들로부터의 EMI를 유발할 수 있는 전력 분배 회로들로부터 EMI를 없앨 수 있기 때문이다.
도 3 및 도 4는 상이한 유형들의 탭, 스와이핑 및 스퀴징 이벤트들이 시간 및 주파수 도메인들 양쪽 모두에서의 신호 분석을 이용하여 식별되고 분간될 수 있는 방법을 함께 도시한다. 시간 및 주파수 도메인들 양쪽 모두에서 신호 패턴들을 인식하는 방법들은, 통신 기술분야에서 잘 알려져 있고, 갖가지 양태들의 표면 장착된 터치 및 힘 센서들로 구성된 모바일 디바이스에서 발생하는 터치, 스와이핑 및 스퀴징 이벤트들의 해석 및 인식과 유사한 방식으로 적용될 수도 있다.
터치 감지/힘 측정 센서 (예컨대, 피에조 센서들) 에 의해 수신된 전압들을 모바일 디바이스 애플리케이션들에 사용하기에 적합한 입력 이벤트 오브젝트로 변환하기 위해, 모바일 디바이스가 모바일 디바이스의 소프트웨어 및 하드웨어 구성요소들에서 일련의 동작들을 수행할 수도 있다. 도 5 내지 도 7은 피에조 센서로부터 수신된 신호들 내의 제스처들을 인식하고 대응하는 커맨드 입력들을 식별하는 예의 프로세스들을 도시한다. 터치 감지/힘 측정 센서에서 도시되고 아래에서 설명되는 갖가지 동작들은, 소프트웨어 명령들로 구성된 전용 신호 처리 칩들 및 특수목적 또는 범용 프로세서들을 포함하여, 소프트웨어로, 회로로, 및 소프트웨어 및 회로의 조합으로 구현될 수도 있다. 게다가, 이 처리들은 하나 이상의 디바이스 드라이버들 및 윈도 관리자를 포함하여, 모바일 디바이스 운영 체제의 갖가지 소프트웨어 구성요소들 내에 또는 그 중에 구현될 수도 있다.
피에조 센서 신호들을 입력 이벤트 오브젝트로 변환하는 방법 (500) 의 개요가 도 5에 보이고 있는데, 이 도면은 모바일 디바이스 상에 구현될 수도 있는 프로세스 단계들을 보인다. 이 방법 500의 블록 502에서, 피에조 센서에 의해 생성된 신호는 신호 처리 회로에 결합된 리드 (216a, 216b) 를 통해 수신될 수도 있다. 피에조 센서로부터 수신된 신호는 블록 506에서 필터링될 수도 있다. 이 기술분야의 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이, 이러한 필터링은 회로로 (예컨대, 입력 신호를 필터 회로에 통과시키는 것에 의함), 소프트웨어로 (예컨대, 수학적 필터링 알고리즘을 이용하는 디지털 신호 프로세서 (DSP) 에서 신호 성분들을 처리하는 것에 의함), 및 이들 양쪽의 조합으로 (예컨대, 신호를 대역 통과 필터 회로에 통과시킨 다음 결과적인 신호에 DSP에서 필터링 알고리즘들을 적용하는 것에 의함) 수행될 수도 있다. 일 양태에서, 블록 506에서 달성되는 필터링은 전력 분배 주파수들 및 이들의 고조파들 (예컨대, 60Hz, 120Hz, 180Hz), 뿐만 아니라 다른 공통 EMI 소스들, 이를테면 형광등들로부터 EMI를 제거하도록 수행될 수도 있다. 도 14a 및 도 14b를 참조하여 아래에서 더욱 완전히 설명되는 바와 같이, 블록 506에서의 필터링은 프로세서 회로 (예컨대, DSP) 를 보호하기 위해 피에조 센서가 갑작스런 큰 힘 또는 쇼크를 받으면 (예컨대, 모바일 디바이스가 낙하하면) 일어날 수 있는 최대 임계치를 초과하는 전압 스파이크들을 필터링해 낼 수도 있다. 블록 510에서 아날로그 입력 신호는 아날로그 디지털 변환기 회로에서와 같이 디지털 데이터로 변환될 수도 있다. 이 변환은 통상 범위 1kHz 내지 192kHz 내의 샘플링 레이트를 이용하여 수행되지만, 구현예에 적합한 특정한 샘플링 레이트 또는 레이트들은 특정한 구현예에 따라 가변할 수도 있다. 필터링 알고리즘을 이용하여 필터링이 달성되는 구현예들에서, 블록 520의 아날로그 디지털 변환은 블록 506의 일부 또는 모든 필터링 이전에 달성될 수도 있다.
블록 514에서, 모바일 디바이스의 프로세서는 처리된 입력 신호의 특성들을 블록 514의 이상적인 입력 유형들에 대응하는 매개변수들과 비교할 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스는 데이터베이스에, 각각의 인식된 입력 제스처에 대응하는 하나 이상의 미리 정의된 파형 표현들 또는 특성 매개변수들을 저장할 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스 프로세서는 수신된 입력 신호 데이터를 스퀴징 입력 제스처로부터 예상된 신호의 저장된 패턴들 또는 특성들과 비교하여 유사도를 결정할 수도 있다. 그 다음 모바일 디바이스는 수신된 신호와 저장된 신호 패턴들 또는 특성들 중 임의의 것 사이의 유사도가 매치 (match) 를 인식하기에 충분한지를 결정 블록 520에서 결정할 수도 있다. 매치가 검출되지 않으면 (즉, 결정 블록 520 = "아니오"), 입력 신호는 단순히 무시될 수도 있고 처리는 블록 522에서 이전 동작 처리로 복귀된다.
매치가 있다 (즉, 결정 블록 520 = "예") 고 프로세서가 결정하면, 프로세서는 부가적인 측정치들을 취하거나 또는 매치된 입력 제스처에 관련된 다른 데이터에 주목한다. 예를 들어, 모바일 디바이스가 태핑 입력을 인식하면, 모바일 디바이스는 입력 신호로부터 태핑 힘 및 지속시간을 측정할 수도 있다. 다르게는, 모바일 디바이스가 스와이핑 입력을 인식한다면, 모바일 디바이스는 스와이핑의 시작 위치, 속도, 방향, 및 길이를 측정할 수도 있다. 모바일 디바이스는 또한 매치된 입력 제스처의 처리에 관련된 정보를 위해 다른 센서들에 액세스할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서가 스퀴징 제스처를 인식한다면, 프로세서는 모바일 디바이스가 동시에 스퀴징되고 흔들리고 있는 중인지를 결정하기 위해 가속도계에 액세스할 수도 있다. 다른 예로서, 프로세서가 스퀴징 제스처를 인식한다면, 프로세서는 모바일 디바이스가 세로방향으로 또는 가로방향으로 배향되어 있는지를 결정하기 위해 가속도계에 액세스하고, 그 배향을 이용하여 구현할 올바른 기능을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서가 스퀴징 제스처를 인식하고 가속도계 입력은 모바일 디바이스가 가로방향으로 배향되어 있음을 나타내면, 프로세서는 스퀴징 제스처를 카메라 애플리케이션을 활성화하거나 또는 디지털 사진을 촬영하라는 커맨드로서 해석할 수도 있다.
블록 528에서는 매치된 입력 제스처 및 다른 액세스된 데이터에 기초하여 입력 이벤트 오브젝트를 생성하고, 생성된 입력 이벤트 오브젝트를 애플리케이션 또는 윈도 관리자에 블록 530에서 포워딩할 수도 있다. 전형적인 모바일 디바이스와 유사하게, 버튼 클릭 이벤트에 동등한 것으로 인식되는 힘 센서 입력은 온클릭 기능이 실행되게 하는 방식으로 애플리케이션에 온클릭 오브젝트로서 전송될 수도 있다. 이러한 온클릭 오브젝트는 클릭시의 포인터의 포지션 또는 클릭된 버튼의 식별자와 같은 매개변수들을 포함할 수도 있다. 스퀴징과 같은 입력 이벤트는 유사한 방식으로 핸들링될 수도 있다. 다르게는, 입력 디바이스 드라이버는 입력 이벤트 오브젝트를 생성할 수도 있다. 입력 이벤트는 블록 530에서 애플리케이션에 포워딩될 수도 있고, 애플리케이션에 의해 핸들링되거나 또는 무시될 수도 있다. 예를 들어, 애플리케이션은 카메라와 같은 사용자 레벨 애플리케이션일 수도 있거나 또는 폰 또는 운영 체제의 단순한 또 다른 부분과 같은 더 낮은 레벨의 애플리케이션일 수도 있다.
블록 514에서 센서 신호들을 인식하는 프로세스는 다양한 방법들을 이용하여 달성될 수도 있다. 가능한 방법들은 시간 도메인 상호 상관 방법, 주파수 도메인 상호 상관 방법, 은닉 마르코프 모델 방법, 및 벡터 공간 모델 방법을 포함한다. 게다가, 갖가지 방법들은 순차적으로, 병렬로, 및 가중된 확률적 방법으로 채용될 수도 있다. 신호 분석 방법들의 목적은 모바일 디바이스의 잡음 및 랜덤 조작으로 인한 신호들을 무시하면서 미리 정의된 사용자 입력 제스처들에 대응하는 신호 패턴들을 인식하는 것이다. 처리 방법들의 3가지 예들은 도 6a, 도 6b 및 도 7을 참조하여 아래에서 설명된다.
특정 입력 제스처들 및 기능들에 대한 수신된 피에조 센서 신호들의 인식 및 상관을 가능하게 하기 위하여, 센서 신호들 또는 특성들의 기준 데이터베이스 (여기서는 기준 신호 템플릿들이라고도 지칭함) 는 메모리에 다양한 형태들로 미리 기록되고 저장될 수도 있다. 기준 데이터베이스는 아래에서 더 충분히 설명되는 바와 같이, 이를테면 훈련 프로세스의, 특정 사용자 상호작용들 및 제스처들 동안 수신되는 미리 기록된 센서 출력 신호들을 포함할 수도 있다. 기준 데이터베이스는 또한 미리 결정된 신호 패턴들, 이를테면 제조업자에 의해 정의된 신호 패턴들을 포함할 수도 있다. 사용되는 상관 메커니즘의 유형에 의존하여, 미리 기록된 기준 데이터베이스는, 시간 도메인 신호 데이터, 주파수 도메인 데이터 (즉, 저장 전에 주파수 도메인으로 변환된 신호 데이터), 은닉 마르코프 모델 비교 또는 베이지안 (Bayesian) 분석 방법에서 사용될 수도 있는 데이터, 센서 신호 특성 벡터들의 벡터 공간 모델링, 및 이들 상이한 데이터 포맷들의 조합들을 포함할 수도 있다. 기준 데이터베이스는 PCM, WAV, MP3, 또는 센서 파형 데이터를 나타내는 다른 적합한 데이터 포맷으로서 저장될 수도 있다. 기준 데이터베이스는 모바일 디바이스의 내부 메모리, 착탈식 메모리 칩 (예컨대, SIM 카드), 또는 내부 및 착탈식 조합 메모리 상에 저장될 수도 있다.
일 예의 시간 도메인 상호 상관 방법 514A가 도 6a에 도시되어 있다. 이 방법에서, 수신된 신호는 그 신호를 메모리에 저장된 시간 도메인 파형들과 비교하고 상관시켜, 저장된 파형에 대한 입력 신호의 상관성의 측정치 및 가장 가능성 있는 매치를 식별하기 위해, 시간 도메인에서 (예컨대, 수신된 대로) 분석된다. 방법 514A에서 수신된 피에조 센서 신호는 블록 602에서 정규화될 수도 있다. 이러한 정규화 프로세스의 부분으로서, 수신된 신호 데이터는 진폭 또는 주파수에서 스케일링 또는 정규화될 수도 있다. 이러한 정규화는 기준 신호 데이터베이스를 정규화하는데 사용되었던 방법 및 매개변수들을 이용하여 달성될 수도 있으며, 그래서 수신된 신호의 정규화는 기준 데이터베이스와의 비교를 위해 준비된다.
방법 514A의 블록 604에서, 프로세서는 수신된 신호를 분석하여 분석할 입력 신호의 부분들을 결정한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 입력 제스처와 연관된 신호들은 랜덤 잡음 및 신호 입력의 긴 기간들에 의해 산재되어 있을 것이다. 따라서, 프로세서는 인커밍 신호들의 스트림을 분석하여, 잡음과 연관되는 신호들을 무시하면서, 분석되어야 할, 이를테면 기준 데이터베이스와 비교되어야 할 신호들을 구별할 수도 있다. 입력 제스처일 가능성 (potential) 을 갖는 입력 신호 (즉, 분석되어야 할 신호) 를 인식하기 위해 블록 604에서 사용될 수도 있는 하나의 방법은, 입력 신호가 제로 값을 가로지르는 주파수에 주목하는 제로 교차점 검출을 수반한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 랜덤 잡음은 제로점이 교차되는 주파수에 의해 인식될 수도 있으며, 그래서 유휴 상태 (즉, 제스처가 입력되지 않는 상태) 는 밀접 배치된 (즉, 빈번한) 제로 교차 점들에 의해 인식될 수도 있는 반면, 가능성 있는 입력 제스처들 (예컨대, 구부림 또는 태핑 신호로서 검출됨) 은 더 넓은 간격의 제로 교차 점들로의 변경 (즉, 갑작스런 주파수 감소) 에 의해 인식된다. 이 방법을 이용하면, 프로세서는, 가능성 있는 사용자 입력을 제로 점 교차들의 간격에서의 갑작스런 증가에 의해 인식하고, 유휴 상태의 그 특성으로의 제로 점 교차 주파수 복귀들이 언급되지 않는 신호를 샘플링/분석하는 것을 계속할 수도 있다.
블록 604에서 입력 제스처일 가능성을 갖는 입력 신호 (즉, 입력 제스처이어야 할 신호) 를 인식하는 다른 방법은, 수신된 신호의 점별 (pointwise) 편차 또는 표준 편차를, 모든 주파수들을 가로지르는 총 RMS 또는 피크 에너지 임계치를 포함한 여러 신호 측정치들의 트레일링 평균으로부터 계산하는 것을 수반할 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 피에조 센서 상의 사용자 입력, 이를테면 스퀴징 또는 스와이핑은 기준치 잡음과는 현저히 다른 출력신호가 되게 한다. 따라서, 각각의 신호 포인트를 트레일링 평균 신호 레벨과 비교하는 것은, 저장된 신호 패턴들과 비교될 수 있는 평균으로부터의 상당한 변화를 인식하는데 사용될 수 있다.
블록 604에서 입력 제스처일 가능성을 갖는 입력 신호를 인식하는 또 다른 방법은, 이를테면 주어진 주파수에서, 주어진 주파수 범위, 다수의 주파수들, 또는 다수의 주파수 범위 빈 (bin) 들에서 전체 신호, 또는 신호의 일부의 RMS 또는 피크 에너지를 하나 이상의 임계 값들과 비교하는 것을 수반한다. 예를 들어, 도 3에 보인 바와 같이, 사용자 입력 제스처들 간에 수신된 신호의 평균 RMS 에너지가 낮은 반면, 입력 제스처 동안의 수신된 신호의 RMS 에너지는 훨씬 높다. 따라서, 입력 신호 분석 가치는 에너지가 임계 값을 초과하는 것일 수도 있다. 이러한 임계 값은 사용자 입력 제스처가 이루어지지 않았다는 추정 하의 어떤 값으로 제조업자에 의해 결정될 수도 있다. 다르게는, 임계 값은 아래에서 더 충분히 설명되는 바와 같이, 사용자 훈련 입력들에 기초하여 설정될 수도 있다. 도 4에 보인 바와 같이, 사용자 입력 제스처 동안의 피에조 센서 신호 출력에 포함된 주파수들의 진폭은 1 kHz 내지 10 kHz 범위의 측정가능한 주파수들의 에너지를 포함하는 반면, 기준치 신호 (즉, 사용자 입력 제스처들 사이의 신호) 는 그러하지 않다. 생산 모델 테스팅, 또는 사용자 훈련에 기초하여, 사용자 입력 제스처 동안 임계 값을 통상 초과하지만 다른 사용 중에는 그러하지 않는 특정 주파수들 또는 주파수 빈들이 식별될 수도 있다. 이 방법에서, 회로는 입력 신호를 계속해서 샘플링하고 그 RMS 값, 또는 특정 주파수 범위의 RMS 값을 임계치와 비교하고, 입력 신호가 분석되어야 할 때를 나타내는 인터럽트 (또는 다른 신호) 를 출력한다. 그 다음 입력 신호가 미리 결정된 시간량 동안 동일하거나 다른 임계 값 미만으로 다시 떨어지기까지 입력 신호의 분석은 계속될 수도 있다.
다른 양태에서, 입력 신호는 매치가 있는지를 결정하도록 단순히 그 신호를 하나 이상의 템플릿들과 계속 비교하는 것에 의해 분석될 수도 있다. 이 양태에서, 블록 604는 불필요할 수도 있다.
입력 신호가 블록 604에서 입력 제스처일 가능성을 갖는 것으로 인식되는 경우, 프로세서는 블록 608에서 인커밍 신호의 다운샘플링 및 그 결과들의 메모리 (예컨대, 임시 버퍼) 에의 저장을 시작하여 미리 결정된 또는 미리 기록된 신호 패턴들에 대한 비교를 위한 신호 데이터를 획득할 수도 있다. 인커밍 신호의 다운샘플링은 상관 프로세스에서 요구된 신호 처리 량을 감소시킬 수도 있고, 이에 의해 분석을 덜 자원 집중적으로 렌더링할 뿐만 아니라 입력 신호를 저장하는데 필요한 메모리 사이즈를 감소시킬 수도 있다. 다르게는, 프로세서는 전체 파형 (즉, 전체 대역폭 센서 출력) 을 메모리에 저장하고 메모리로부터의 저장된 신호의 부분들을 온 더 플라이 (on the fly) 로 또는 상호 상관 프로세스 동안에 다운샘플링할 수도 있다.
메모리에 저장된 수신된 신호를 이용하여, 그 신호는 기준 데이터베이스의 각각의 기준 신호와 비교될 수도 있다. 일 양태에서, 이 비교는 도 6a에 도시된 바와 같은 반복적 방식으로 수행될 수도 있다. 따라서, 블록 612에서, 프로세서는 제 1 미리 정의된 사용자 입력 제스처에 대응하는, 메모리에 저장된 기준 신호에 액세스할 수도 있다. 블록 616에서, 프로세서는 블록 616에서 입력 신호 부분과 기준 신호 사이의 상호 상관을 결정할 수도 있다. 저장된 입력 신호와 미리 기록된 파형 사이의 이 시간 도메인 비교는 잘 알려진 통계적 분석 기법들을 채용하여 유사도 또는 상관 값을 계산할 수도 있다. 블록 616의 부분으로서, 프로세서가 모든 미리 기록된 파형들 중에서 최상의 매치 (즉, 최상의 상관 값) 를 결정하는 것을 가능하게 하기 위해, 계산된 유사도 또는 상관 값은 대응하는 입력 제스처와 함께 버퍼에 저장될 수도 있다. 유사도 또는 상관 값은 또한 입력 신호에 밀접하게 매치되는 패턴들만이 나중에 고려되도록 임계 값과 비교될 수도 있다. 결정 블록 620에서, 프로세서는 비교를 위해 다른 기준 신호가 메모리에 저장되어 있는지를 결정할 수도 있다. 만약 그렇다면 (즉, 결정 블록 620 = "예"), 프로세서는 블록 612에서 다음 기준 신호에 액세스하고 블록 616에서 다른 유사도 또는 상관 값을 계산할 수도 있다. 일단 입력 신호가 저장된 기준 신호들 모두와 비교되었다면 (즉, 결정 블록 620 = "아니오"), 프로세서는 블록 624에서 최고 유사도 또는 최상의 상관 값을 갖는 기준 신호를 결정할 수도 있고, 이에 따라 수신된 입력 신호를 최상으로 매치시킬 수도 있다. 결정 블록 628에서, 프로세서는 결정된 최고 유사도 또는 최상의 상관 값이 블록 632에서의 매치 반환을 정당화시키기에 충분한지를 결정할 수도 있다. 이 결정은, 사용자들의 모바일 디바이스의 랜덤 핸들링이 사용자에 의해 의도되지 않은 기능 응답을 빈번하게 발생하였다면 사용자들을 성가시게 할 수 있는 거짓의 양의 상관 (false positive correlation) 들의 빈도를 줄이는 것을 돕는다. 상관 값을 계산하는데 사용된 알고리즘 또는 공식에 의존하여, 최상의 상관이 최대 또는 최저 계산 값에 의해 나타내어질 수도 있다는 것은 주목할 가치가 있다. 따라서, 상관 값이 충분한지를 결정하는데 사용된 임계치는 최대 아니면 최소 값이 될 수도 있다. 유사도 또는 상관 값이 불충분하면 (즉, 결정 블록 628 = "예"), 블록 632에서 프로세서는 상관된 입력 제스처의 식별자를 윈도 관리자 또는 애플리케이션에 반환할 수도 있다. 그렇지 않다면 (즉, 결정 블록 628 = "아니오"), 블록 638에서 프로세서는 매치 없음 지시를 반환할 수도 있거나 또는 단순히 센서 입력을 무시할 수도 있다.
도 6b에 도시된 방법 514B에 보인 추가의 개량으로서, 센서 입력 신호들 및 기준 신호 데이터베이스 엔트리들 중 한쪽 또는 양쪽 모두에는 상호 상관 전 또는 후에 가중 팩터 (weighting factor) 가 할당될 수도 있다. 가중 팩터들은 미리 기록된 기준 신호들에, 수신된 센서 입력 신호, 또는 이들 양쪽 모두의 조합들에 적용될 수도 있다.
방법 514B에서, 센서 신호들의 처리는, 동일하게 넘버링된 블록들에 대해 도 6a를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 진행할 수도 있으며, 그 이외에도 블록 652에서 프로세서는 다양한 팩터들에 의존하여 수신된 센서 입력 신호들에 적용될 적절한 가중치를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 블록 652에서, 프로세서는, 현재의 동작 모드, 현재 액티브 애플리케이션, 이전에 구현된 기능 또는 커맨드, 인식된 상태 (예컨대, 사용자가 홀딩하고 있음), 센서 판독치 (예컨대, 모바일 디바이스는 사용자가 홀딩하고 있다는 것을 나타낼 수도 있는 온도 또는 가속도계 판독치), 및 이들의 조합들에 기초하여, 수신된 센서 입력 신호들에 적용될 하나 이상의 가중 팩터들을 할당할 수도 있다. 이러한 가중 팩터는 블록 658에서 상관 값을 계산하는데 사용되는 계산 알고리즘과 일치하는 방식으로 센서 입력 값에 곱해지거나 가산될 수도 있는 수치 값일 수도 있다. 단일 가중 팩터 (또는 팩터들) 는 블록 654에서 수신된 센서 신호 값들에, 이를테면 그 팩터를 수신된 신호 값에 곱하거나 가산하는 것에 의해 적용될 수도 있다.
유사하게, 방법 514B에서, 프로세서는 블록 656에서 현재의 동작 모드들, 상황들 또는 이전의 동작들에 의존하는 다양한 팩터들에 의존하여, 기준 신호에 적용되어야 하는 가중 팩터를 결정할 수도 있다. 이러한 팩터들은 현재 액티브 애플리케이션, 현재 동작 모드, 이전의 미리 구현된 기능 또는 커맨드, 인식된 상태, 센서 판독치, 및 이들의 조합들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 블록 656에서, 프로세서는 모바일 디바이스 상에서 현재 동작중인 애플리케이션에 관련된 기능들에 대응하는 기준 신호들에 1.0보다 큰 가중 팩터를 할당할 수도 있다. 따라서, 카메라 애플리케이션이 액티브일 때, 카메라 애플리케이션에 관련된 사용자 입력 커맨드들 (예컨대, 셔터 및 줌 제어) 에 대응하는 기준 신호들에는, 다른 애플리케이션 또는 디바이스 동작들에 관련된 사용자 입력 커맨드들에 대응하는 기준 신호들보다 높은 가중 팩터들이 주어질 수도 있다. 예를 들어, 일단 사용자 입력 제스처가 인식되고 카메라 애플리케이션을 활성화하는 것이 실행될 때, 카메라 기능 입력 제스처들과 연관된 기준 신호들에는 증가된 가중치가 주어질 수도 있고 후속하여 센서 신호들에는 더 높은 가중치가 할당되어, 카메라 기능 활성화 제스처가 인식될 확률을 증가시키도록 할 수도 있다. 다른 예로서, 제 1 사용자 입력 제스처는, "alt," "ctrl" 및/또는 종래의 키보드 상의 기능 키들이 후속하는 키 누름에 대해 다른 의미를 할당할 수 있는 방법과 매우 유사한 프리픽스 제스처 (prefix gesture) 에 관련된, 또는 프리픽스 제스처라는 상황에 관련해서만 사용자 입력 커맨드들에 대응하는 기준 신호들에 더 높은 가중 팩터를 프로세서가 할당할 수도 있다는 것에 응답하여 프리픽스 제스처로서 인식될 수도 있다. 따라서, 다섯 손가락 스퀴징 제스처가 스와이핑 움직임 또는 일련의 탭들을 피처링하는 사용자 입력 제스처들에 대한 프리픽스로서 기능할 수도 있다. 이러한 프리픽스 제스처는 모바일 디바이스의 정상적인 핸들링과 혼동될 수도 있는 제스처들을 가능하게 하는데 사용될 수도 있다. 기준 신호들로 이러한 애플리케이션 특정, 프리픽스 특정, 또는 조건 특정 가중 팩터들을 구현하는 것에 의해, 프로세서는, 다수의 기준 신호들에 대해 거의 동일한 상관 값들을 나타내는 하나 이상의 힘 센서들로부터 수신된 신호들의 세트를 올바르게 상관시키는 것이 가능할 수도 있다.
블록 658에서, 프로세서는 가중된 입력 신호 부분과 가중된 기준 신호의 가중된 상호 상관을 계산하여, 신호들이 의도된 사용자 입력 제스처와 연관되었는지를 결정하는데 사용될 상관 값을 결정할 수도 있다. 가중된 상호 상관이 계산될 방식은 구현된 상관 알고리즘의 특정한 유형에 의존할 것이다. 따라서, 블록 658에서, 계산되는 신호-대-기준 상관 값은, 수신된 입력 신호, 평가될 기준 신호, 또는 이들 양쪽 모두에 적용되는 가중 팩터들에 기초하여 높아지거나 감소될 수도 있다. 그 다음 이러한 가중된 상호 상관 값은, 도 6a를 참조하여 위에서 설명된 바와 같이 블록 624에서 수신된 입력 신호에 대한 최고 상관을 갖는 기준 신호를 결정하는데 사용될 수도 있다.
수신된 입력 신호들 및/또는 기준 신호들에 대한 가중 팩터들의 할당은 또한 센서별로 달성될 수도 있으며, 그래서 특정 사용자 입력 제스처를 수신하는 것이 예상되는 모바일 디바이스에 포지셔닝된 이들 힘 센서들은 모바일 디바이스 상의 다른 센서들로부터의 신호들보다 큰 가중치가 주어질 수도 있다. 예를 들어, 카메라 애플리케이션이 액티브한 경우, 사진을 촬영할 때 예상되는 사용자의 손가락들의 위치들 (이를테면 도 13에 도시됨) 에서 모바일 디바이스에 포지셔닝된 힘 센서들에는, 디바이스 케이스 상의 다른 위치들에 포지셔닝된 센서들로부터의 신호들보다는 높은 가중 팩터가 할당될 수도 있다.
이 양태에서, 미리 정의된 기준 신호들에는, 연관된 기능성 또는 입력 제스처 자체의 본성 (nature) 에 기초하여 가중 팩터들이 할당될 수도 있다. 예를 들어, 잘못 활성화되었다면 사용자 경험에 거의 영향을 미치지 않을 기능성과 연관된 입력 제스처들에는, 더 높은 가중 팩터가 할당될 수도 있는데, 모바일 디바이스가 이러한 제스처들에 대한 더 높은 거짓의 양의 상관 레이트를 수용할 수 있어서이다. 다른 예로서, 일부 사용자 입력 제스처들은, 제스처에 대한 충분한 상관이 있을 때 그 제스처가 다른 가능성 있는 상관용 제스처들보다 앞서 선택되도록 중대한 기능성과 연관될 수도 있다. 우연한 활성화의 가능성이 매우 낮도록 제스처의 본성이 고유하다면 일부 사용자 입력 제스처들에는 또한 더 높은 가중 팩터가 할당될 수도 있다. 예를 들어, 입력 제스처가 다수의 서비스들에 대한 다수의 반복들 및 동시 입력들 (예컨대, 2초의 기간 내의 일련의 3개의 스퀴징 제스처들) 을 수반한다면, 이러한 제스처에는 다른 가능성 있는 상관들보다 우선하여 선택되도록 더 큰 가중 팩터가 주어질 수도 있다. 따라서, 입력 제스처가 더 고유할수록, 적용될 수도 있는 가중 팩터가 더 높아진다.
이 양태에서, 수신된 센서 입력 신호에는 또한, 사용자 셋팅 또는 기능성 선택 (예컨대, 디바이스를 스퀴징 제스처 입력 모드에 둠), 다른 센서 데이터, 입력 신호의 총 RMS 에너지 레벨, 또는 이전에 수신된 인식 및 처리된 입력 제스처들에 의존하여, 가중 팩터들이 할당된다. 일 양태에서, 사용자가, 사용자 입력 제스처들, 이를테면 버튼을 누르거나, 메뉴 옵션을 선택하거나, 또는 모바일 디바이스를 인식가능한 방식으로 조작하는 것 (예컨대, 흔들기, 스퀴징 및 홀딩 등) 에 의해, 사용자 입력 제스처들을 수신하는 동작 모드를 활성화할 수도 있다. 이 모드에서, 센서 신호들에는 더 높은 가중 팩터가 주어질 수도 있는데 사용자가 사용자 입력 제스처를 수행할 의도를 나타내어서이다. 일 양태에서, 가속도계로부터 수신된 정보, 온도, 끝 위치 (예컨대, GPS 수신기) 센서들은 현재의 표면 힘 센서 입력에 더 높은 가중 팩터를 줄 것인지를 결정하기 위해 평가될 수도 있다. 또 다른 센서 데이터 개시 가중 팩터의 일 예로서, 모바일 디바이스가 가로방향으로 배항되었음을 디바이스 가속도계 신호가 나타내면, 센서 입력 신호에는 더 큰 가중치가 주어질 수도 있는데, 이는 사진을 촬영하거나 또는 시각 매체들 (visual media) 을 정렬하기 위한 입력 제스처로서 사용자가 사용할 가능성이 있는 것으로 추정할 수도 있어서이다. 다른 예로서, 측정된 가속도들 및/또는 표면 온도 측정치의 본성 (이것은, 아래에서 설명되는 바와 같이, 피에조 센서들 자체들로부터 결정될 수도 있다) 은, 모바일 디바이스가 사용자의 손에 홀딩되어 있을 때를 인식하도록 분석될 수도 있고, 이에 따라 사용자 입력 제스처가 예상된다. 모바일 디바이스는 센서 신호들을 메모리에 저장된 미리 정의된 기준 신호 패턴들 (예컨대, 랜덤 잡음의 레벨과 온도 상승과 연관된 전압 바이어스와 결합된 신호들) 과 비교하는 것에 의해 모바일 디바이스가 홀딩되어 있는 중임을 인식하도록 구성될 수도 있다. 일 양태에서, 이전의 기능 실행은 더 큰 가중치를 후속의 센서 입력 신호에 할당하도록 프롬프트하여, 이를테면 사용자 입력 제스처들의 시퀀스를 수신하도록 할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 입력 제스처가 모바일 디바이스를 사용자 입력 모드에 둔 후, 센서 신호들에는 더 높은 가중 팩터가 주어질 수도 있다. 다른 예로서, 일부 인식되어 실행된 기능들은 후속의 사용자 입력 제스처가 있을 것 같음을 나타낼 것이고, 이에 따라 후속하는 센서 신호에는 더 높은 가중 값이 주어져야 한다. 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같이, 카메라 애플리케이션을 활성화시키는 사용자 입력 제스처는 또한 후속하는 센서 신호들에 더 높은 가중치가 할당되도록 프롬프트하여 카메라 기능 활성화 제스처가 인식될 확률을 증가시킬 수도 있다.
도 7에 도시된 다른 양태에서, 수신된 센서 입력 신호는 사용자 입력 제스처를 인식하고 대응하는 기능성을 식별하기 위해 주파수 도메인 기준에 상호 상관될 수도 있다. 방법 514C에서는 동일한 번호의 블록들에 대해 도 6a 및 도 6b를 참조하여 위에서 설명된 것들과 유사한 방법들을 이용하여, 블록 602에서, 모바일 디바이스 프로세서는 수신된 신호를 정규화할 수도 있고, 블록 604에서, 분석될 입력 신호의 부분을 식별할 수도 있다. 블록 608에서, 입력 신호 부분은 다운샘플링되고 메모리, 이를테면 샘플링 버퍼에 저장될 수도 있거나, 또는 전체 대역폭 신호가 메모리, 이를테면 샘플링 버퍼에 저장될 수도 있다. 방법 514C의 블록 702에서, 프로세서는 저장된 입력 신호에 대한 고속 푸리에 변환 (FFT), 이를테면 n-점 FFT 프로세스를 수행하여, 그 신호를 메모리에 저장될 수도 있는 주파수 도메인 데이터로 변환할 수도 있다. 블록 702에서, 프로세서는 더 높은 해상도 입력 시스템을 위해 제로 패딩 및 더 많은 수 n의 샘플들을 이용할 수도 있다. FFT 변환 처리 블록 702는 해밍 (Hamming) 윈도, 블랙맨-해리스 (Blackman-Harris) 윈도, 장방형 윈도, 다른 샘플링 윈도, 또는 이들 상이한 윈도들의 조합을 활용할 수도 있다. 다르게는, 블록 702에서 프로세서는 샘플링 윈도들을 시프팅한 다수의 FFT 변환들의 평균을 계산하여, 수신된 센서 입력 신호 내에 파형의 평균 주파수 콘텐츠의 표현물을 제공할 수도 있다.
메모리에 저장된 주파수 도메인 신호 데이터를 이용하여, 이 신호의 주파수 패턴들은 기준 신호 데이터베이스에서의 각각의 기준 신호와 비교될 수도 있다. 일 양태에서, 이 비교는 도 7에 도시된 바와 같은 반복적 방식으로 수행될 수도 있다. 따라서, 블록 612에서, 프로세서는 제 1 미리 정의된 사용자 입력 제스처에 대응하는, 메모리에 저장된 기준 신호 패턴에 액세스할 수도 있다. 블록 706에서, 프로세서는 이를테면 잘 알려진 통계적 분석 기법들을 채용하여, 저장된 입력 신호 주파수 도메인 데이터를 미리 기록된 주파수 패턴과 비교하여, 유사도 또는 상관 값을 결정한다. 블록 706의 부분으로서, 계산된 유사도 또는 상관 값은 대응하는 입력 제스처와 함께 버퍼에 저장되어, 프로세서가 모든 미리 기록된 주파수 패턴들 중에서 최상의 매치를 결정하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 또한, 유사도 또는 상관 값은 입력 신호에 밀접하게 매치되는 주파수 패턴들만이 나중에 고려되도록 임계 값과 비교될 수도 있다. 결정 블록 620에서, 프로세서는 비교를 위해 다른 기준 신호가 메모리에 저장되어 있는지를 결정할 수도 있다. 만약 그렇다면 (즉, 결정 블록 620 = "예"), 프로세서는 블록 612에서 다음 기준 신호에 액세스하고 블록 706에서 다른 유사도 또는 상관 값을 계산할 수도 있다. 일단 입력 신호 주파수 도메인 데이터가 저장된 기준 신호들 모두와 비교되었다면 (즉, 결정 블록 620 = "아니오"), 프로세서는 블록 624에서 최고 유사도 또는 상관 값을 갖는 기준 신호를 결정할 수도 있고, 이에 따라 수신된 입력 신호를 최상으로 매치시킬 수도 있다. 결정 블록 628에서, 프로세서는 최상의 계산된 유사도 또는 상관 값이 블록 632에서의 매치 반환을 정당화시키기에 충분한지를 결정할 수도 있다. 이 결정은, 사용자들의 모바일 디바이스의 랜덤 핸들링이 사용자에 의해 의도되지 않은 기능 응답을 빈번하게 발생하였다면 사용자들을 성가시게 할 수 있는 거짓의 양의 상관들의 빈도를 줄이는 것을 돕는다. 유사도 또는 상관 값이 불충분하게 높다면 (즉, 결정 블록 628 = "예"), 블록 632에서 프로세서는 상관된 입력 제스처의 식별자를 윈도 관리자 또는 애플리케이션에 반환할 수도 있다. 그렇지 않다면 (즉, 결정 블록 628 = "아니오"), 블록 638에서 프로세서는 매치 없음 지시를 반환할 수도 있거나 또는 단순히 센서 입력을 무시할 수도 있다.
도 6a를 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 시간 도메인 신호들의 처리와 유사하게, 블록 624의 최고 상관 값 결정 및/또는 결정 블록 628의 충분히 높은 상관의 결정은, 의도된 사용자 입력 제스처들에 대해 센서 데이터를 양호하게 상관시키기 위하여, 가중된 입력 신호 데이터 및/또는 가중된 기준 신호들을 이용하여 달성될 수도 있다.
다른 양태에서, 도 5의 블록 514에서의 처리는 은닉 마르코프 프로세스를 이용하여 달성될 수도 있다. 은닉 마르코프 모델은, 관측되지 않은 상태, 이 경우 의도된 사용자 입력 제스처로부터 수신될 입력 신호를 갖는 마르코프 프로세스를 수반한다고 가정하여 시스템이 모델링되는 잘 알려진 통계적 모델이다. 은닉 마르코프 프로세스의 구현예는, 훈련 루틴들 동안 센서 신호들의 감독된 학습을 통해 기준 신호 데이터베이스를 개발하는 것에 의해 가능하게 될 수도 있다. 그 다음 이러한 사용자-훈련 기준 신호 데이터베이스는, 은닉 마르코프 프로세스를 이용하여 기록된 센서 출력이 주어진 의도된 사용자 입력 제스처의 최대 우도 (likelihood) 를 도출하는데 사용될 수도 있다. 기준 데이터베이스를 생성하는 이러한 사용자 훈련 프로세스가 도 9를 참조하여 아래에서 설명된다.
도 8에 도시된 추가의 양태에서, 도 5의 블록 514에서의 처리는 벡터 공간 모델 방법을 이용하여 달성될 수도 있다. 벡터 공간 모델은, 데이터 오브젝트들을 식별자들의 벡터들로서 표현하고 2개의 데이터 오브젝트들 사이의 유사도 또는 상관의 측정치를 이 2개의 데이터 오브젝트들을 특성화하는 섹터들 사이의 각도에 기초하여 계산하는 잘 알려진 대수학 모델이다. 실제로, 벡터들 사이의 각도 그대로가 아니라 대신에 그 각도의 코사인을 계산하는 것이 더 쉽고, 그래서 이 방법은 cos θ = (V1 * V2)/(∥V1∥*∥V2∥) 를 계산할 수도 있으며 여기서 V1는 수신된 센서 신호를 특성화하는 벡터일 수도 있고 V2는 기준 신호를 특성화하는 벡터일 수도 있다. 벡터 공간 모델은, 평균될 수도 있거나 또는 그렇지 않으면 전체 매치를 결정하는데 사용될 수도 있는 일련의 cos θ 계산치들을 생성하기 위해 전체 파형 또는 파형의 선택된 부분들, 이를테면 파형의 타임 슬라이스 샘플들에 적용될 수도 있다. 게다가, 벡터 공간 모델은 시간 도메인 데이터에, 주파수 도메인 데이터에, 그리고 시간 도메인 데이터 및 주파수 도메인 데이터 양쪽 모두에 적용될 수도 있다. 도 8을 참조하면, 방법 514C에서는 동일한 번호의 블록들에 대해 도 6a 및 도 6b를 참조하여 위에서 설명된 것들과 유사한 방법들을 이용하여, 블록 602에서, 모바일 디바이스 프로세서는 수신된 신호를 정규화할 수도 있고, 블록 604에서, 분석할 입력 신호의 부분을 식별할 수도 있다. 블록 608에서, 입력 센서 신호 부분은 다운샘플링되고 메모리, 이를테면 샘플링 버퍼에 저장될 수도 있거나, 또는 전체 대역폭 신호가 메모리, 이를테면 샘플링 버퍼에 저장될 수도 있다. 블록 712에서, 프로세서는 수신된 센서 신호를 특성화하는 벡터 V1 또는 벡터들을 결정할 수도 있다, 예를 들어, 수신된 센서 신호는 직접 또는 주파수 도메인에서 특정 주파수들의 RMS 값들 또는 시간 도메인에서 특정 타임 슬라이스들의 RMS 값들에 의해 정의된 요소들에 관하여 특징지어질 수도 있다.
신호 벡터 V1을 결정하면, 이 신호 벡터와 기준 신호 벡터 데이터베이스에서의 각각의 기준 신호 벡터 사이의 각도의 코사인이 계산될 수도 있다. 일 양태에서, 이 계산은 도 8에 도시된 바와 같은 반복적 방식으로 수행될 수도 있다. 따라서, 블록 714에서, 프로세서는 제 1 미리 정의된 사용자 입력 제스처에 대응하는, 메모리에 저장된 기준 신호 벡터에 액세스할 수도 있다. 블록 716에서, 프로세서는 신호 벡터 V1 과 기준 벡터 V2 사이의 각도의 코사인 (cos θ) 을 계산한다. 블록 716의 부분으로서, 계산된 코사인 값은 대응하는 입력 제스처와 함께 버퍼에 저장되어, 프로세서가 모든 미리 기록된 단일 벡터들 중에서 최상의 매치를 결정하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 또한 블록 716의 부분으로서, 코사인 값은 입력 신호에 밀접하게 매치되는 신호 벡터들만이 더 고려되도록 임계 값과 비교될 수도 있다. 벡터 공간 모델에 따르면, 제로에 가까운 코사인 값은, 벡터들이 매치되고 이에 따라 양호한 상관이 입력 신호와 기준 신호 사이에 존재함을 의미하지만, 코사인 값은 벡터들이 매치되지 않는 것에 가깝다. 따라서, 블록 716의 부분으로서, 임계치 미만 (예컨대, 0.5 이하) 의 코사인 값들만이 최상의 매치를 결정하기 위해 버퍼에 저장될 것이다. 결정 블록 620에서, 프로세서는 비교를 위해 다른 기준 벡터가 메모리에 저장되어 있는지를 결정할 수도 있다. 만약 그렇다면 (즉, 결정 블록 620 = "예"), 프로세서는 블록 714에서 다음 기준 신호에 액세스하고 블록 716에서 다른 코사인 값을 계산할 수도 있다. 일단 입력 신호 벡터가 저장된 기준 벡터들 모두와 비교되었다면 (즉, 결정 블록 620 = "아니오"), 프로세서는 블록 718에서 최저 코사인 값이 되게 하는 기준 신호 벡터를 결정할 수도 있고, 이에 따라 수신된 입력 신호와의 최상의 매치를 나타낼 수도 있다. 결정 블록 720에서, 프로세서는 최저 코사인 값이 매치 블록 632에서의 매치 반환을 정당화시킬 만큼 충분히 낮은지를 결정할 수도 있다. 이 결정은, 사용자들의 모바일 디바이스의 랜덤 핸들링이 사용자에 의해 의도되지 않은 기능 응답을 빈번하게 발생하였다면 사용자들을 성가시게 할 수 있는 거짓의 양의 상관들의 빈도를 줄이는 것을 돕는다. 최상의 코사인 값이 불충분하게 낮다면 (즉, 결정 블록 720 = "예"), 블록 632에서 프로세서는 상관된 입력 제스처의 식별자를 윈도 관리자 또는 애플리케이션에 반환할 수도 있다. 그렇지 않다면 (즉, 결정 블록 720 = "아니오"), 블록 638에서 프로세서는 매치 없음 지시를 반환할 수도 있거나 또는 단순히 센서 입력을 무시할 수도 있다.
도 6 및 7을 참조하여 위에서 설명된 바와 같은 시간 도메인 및 주파수 도메인 신호들의 처리와 유사하게, 블록 718의 최저 코사인 값 결정 및/또는 결정 블록 720의 충분히 낮은 코사인 값의 결정은, 의도된 사용자 입력 제스처들에 대해 센서 데이터를 양호하게 상관시키기 위하여, 가중된 입력 신호 데이터 및/또는 가중된 기준 신호 벡터들을 이용하여 달성될 수도 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 기준 신호 데이터베이스는 사용자의 모바일 디바이스에 대해 특정 입력 제스처들을 수행하는 사용자로부터 정상적인 신호 응답을 결정하기 위하여 일련의 훈련 동작들을 수행하는 사용자에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 채워질 수도 있다. 이러한 개개의 훈련은 개개인의 손가락들에 의해 가해지는 힘의 고유의 패턴들 및 모바일 디바이스의 센서 특성들이 기준 데이터베이스에 정확히 반영되는 것을 보장한다. 예를 들어, 사용자들은 상이한 크기의 손가락들 및 상이한 손 길이를 가질 것이고, 이에 따라 특정 입력 제스처들을 수행하는 동안 상이한 힘들이 모바일 디바이스의 표면에 가해질 것이다. 또한, 케이스 및 모바일 디바이스에 대해 힘 센서에 의해 생성된 특정 신호는 센서들 및 케이스의 특성들에 의존할 것이다. 이러한 가변성을 수용하기 위해, 입력 제스처들의 훈련을 사용자에게 제공하는 한 양태가 제공된다.
도 9는 사용자 훈련 루틴들을 통해 기준 신호 데이터베이스를 채우는데 사용될 수도 있는 일 예의 방법 900을 도시한다. 방법 900의 블록 902에서, 모바일 디바이스는 특정 입력 제스처와 연관될 특정 기능성을 입력할 것을 사용자에게 요청하는 프롬프트를 디스플레이할 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이는 입력 제스처가 검출될 때 사용자가 달성하고자 하는 기능을 나타내는 버튼을 누르거나 또는 메뉴 선택을 할 것을 사용자에게 요청할 수 있다. 블록 904에서, 모바일 디바이스는 입력 제스처를 실행할 것을 사용자에게 요청하는 프롬프트를 디스플레이할 수도 있다. 블록 906에서 모바일 디바이스는 표시된 제스처를 사용자가 달성할 때 수신되는 신호들을 기록하기 위하여, 피에조 센서들의 모니터링을 시작한다. 블록 908에서, 모바일 디바이스는 피에조 센서들로부터 수신된 신호들을 모니터링하여 사용자 입력 제스처가 시작되는 때를 결정할 수도 있다. 사용자 입력 제스처의 시작의 검출은, 도 6a 및 도 6b의 블록 604에 관하여 위에서 설명된 방법들, 이를테면 센서가 각각의 센서로부터 수신된 실행중인 평균 RMS 신호로부터 극적으로 벗어난 때를 검출하는 것을 활용할 수도 있다. 블록 910에서, 모바일 디바이스는 기준 신호로서 저장하기에 적절한 포맷으로 데이터를 수신하도록 수신된 신호를 처리할 수도 있다. 예를 들어, 피에조 센서 신호들을 다운샘플링하는 구현예들에서, 훈련 루틴 동안 피에조 센서들로부터 수신된 신호들은 동일한 방식으로 다운샘플링될 수도 있다. 덧붙여, 수신된 신호들은 정규화될 수도 있고, 필터링될 수도 있으며, 그렇지 않으면 훈련 후에 사용자 입력 제스처들을 검출하기 위해 달성되는 것과 동일한 방식으로 처리될 수도 있다. 주파수 도메인에서 피에조 센서 신호들을 분석하는 구현예들의 경우, 블록 910에서의 처리는 신호들에 대한 FFT를 달성하여 신호들을 주파수 도메인 데이터로 변환하는 것을 포함할 수도 있다. 블록 910에서의 피에조 센서 신호들의 처리는, 입력 제스처가, 이를테면 제스처의 시작 전에 표시된 레벨로 복귀하는 신호에 의해 완료되었다고 여겨질 때까지 계속될 수도 있다. 블록 910의 처리의 부분으로서, 처리된 신호 파형 및/또는 주파수 데이터는 버퍼에 저장될 수도 있다.
블록 912에서, 처리되고 저장된 신호 파형 또는 주파수 데이터는, 평균 또는 통계적으로 대표하는 신호 파형 또는 주파수 데이터를 생성하기 위하여, 동일한 입력 제스처에 대해 이전에 저장된 신호 파형들 또는 주파수 데이터와 통계적으로 조합될 수도 있다. 이 평균화 처리는 평균 또는 가장 가능성 있는 패턴을 대표하는 기준 신호 파형 또는 주파수 데이터를 생성하기 위하여, 훈련 루틴이 인간의 움직임 및 제스처들에서의 자연적인 가변성을 수용하게 하는 것이 가능하다. 그 다음 통계적 조합의 결과들은 블록 912의 부분으로서 임시 메모리에 저장될 수도 있다. 결정 블록 914에서, 모바일 디바이스는, 이를테면 제스처가 수행된 횟수를 카운팅하는 것에 의해 특정 입력 제스처의 훈련이 반복되어야 할지를 결정할 수도 있다. 제스처가 반복되어야 한다면 (즉, 결정 블록 914 = "예"), 모바일 디바이스는 입력 제스처를 수행할 것을 사용자에게 요청하는 프롬프트를 다시 2번 디스플레이하기 위해 블록 900로 되돌아 갈 수도 있다. 일단 플릭 (flick) 제스처의 충분한 반복들이 프롬프트되었다면 (즉, 결정 블록 914 = "아니오"), 다수의 훈련 반복들로부터의 신호들의 최종 통계 조합은 블록 916에서 사용자에 의한 제스처에 대해 지시된 기능성에 링크되는 기준 신호 데이터베이스에 저장될 수도 있다. 따라서, 이러한 기준 신호 데이터베이스는 기능 호출에 대한 기능 식별자 또는 포인터를 갖는 데이터 레코드들과, 평균된 센서 신호 파형 및/또는 주파수 데이터를 저장하는 하나 이상의 데이터 레코드들을 포함할 수도 있다. 결정 블록 918에서, 모바일 디바이스는 더 많은 기준 신호들이 생성되어야 할지를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스는 사용자가 다른 입력 제스처를 정의하고자 하는지 여부를 요청하는 프롬프트를 사용자에게 디스플레이할 수도 있다. 다른 예로서, 모바일 디바이스는 맞춤 (personalizing) 훈련을 요구하는 다수의 미리 정의된 입력 제스처들로 공장에 의해 구성될 수도 있으며, 이 경우 결정 블록 918은 부가적인 공장 정의된 제스처가 여전히 훈련되어야 할지를 결정하는 것을 수반할 수도 있다. 다른 입력 제스처가 정의되고 훈련되어야 하는 것이라면 (즉, 결정 블록 918 = "예"), 모바일 디바이스는 블록 902로 복귀하여 다음 입력 제스처와 연관될 기능성을 식별할 것을 사용자에게 요청하는 프롬프트를 디스플레이할 수도 있다. 일단 입력 제스처들 모두가 정의되고 훈련되었다면 (즉, 결정 블록 918 = "아니오"), 제스처 정의 및 훈련 루틴은 블록 920에서 종료될 수도 있다.
훈련 방법 900에서, 사용자가 제스처에 링크될 기능성을 정의하고 훈련 루프에서 그 제스처를 수행할 수도 있는 순서는 위에서 설명된 것과는 상이할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 사용자 입력 제스처의 훈련을 완료한 다음 그 제스처에 관련되어야 하는 기능을 정의할 수도 있다. 덧붙여, 훈련 방법 900은 모바일 디바이스 상에서 실행하는 애플리케이션, 다른 센서들 (예컨대, 가속도계들) 로부터 수신된 입력들, 디바이스 동작 상태들, 및 이전에 처리된 사용자 입력 제스처들에 의존하여 특정 제스처에 대한 다수의 기능성을 정의하는 단계들을 포함할 수도 있다. 이들 모두는 사용자 훈련 루틴에서 구성 정의될 수도 있다.
갖가지 양태들에서, 힘 감응 멤브레인들 (또는 유사한 센서들) 은 센서들의 감도 또는 포지션 해상도를 증가시키는 방식으로 구성될 수도 있다. 더 민감한 구현예들은 이들이 더 정확한 위치 및 힘 정보를 캡처할 수도 있으므로 더 높은 해상도라고 지칭될 수도 있다. 도 10a 및 도 10b는 모바일 디바이스 케이스 (104) 상에 장착된 힘 감응 입력 스트립들 (115b) 의 더 높은 해상도의 구현예들을 보이고 있다. 도 10a는 리드들 (216a 내지 216f) 에 접속된 다수의 접점 쌍들 (214a 내지 214h) 을 갖는 단일 피에조 스트립 (210) 을 보이고 있다. 도 10b는 각각의 피에조 스트립이 접점들 (214a 내지 214h) 의 쌍과 리드들 (216a 내지 216f) 을 통해 접속된 다수의 피에조 스트립들 (210a 내지 210d) 을 보이고 있다. 단일 피에조 스트립 상에 다수의 접점 쌍들을 포지셔닝하는 것은 스트립이 가해진 힘의 위치에 의존하여 가변할 수도 있는 다수의 입력 신호들을 생성하고, 이에 의해 힘이 가해진 스트립 상의 위치에 관한 얼마간의 정보를 제공하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 케이스 (104) 의 표면 상에 다수의 피에조 스트립 센서들 (210a 내지 210d) 을 포지셔닝하는 것은 스트립들의 영역에 국한되는 센서 신호들을 제공할 수 있다. 따라서, 도 10b에 도시된 방식으로 모바일 디바이스 케이스 (104) 의 한 측면에 4개의 피에조 스트립들 (210a 내지 210d) 를 사용하는 것은 디바이스를 홀딩하는 4개의 손가락들 각각으로부터 별개의 입력 신호들을 수신할 수 있게 할 것이다. 다수의 접점들을 갖는 피에조 스트립들 또는 다수의 피에조 스트립 센서들로부터의 다수의 신호들은, 병렬로 처리될 수도 있거나, 또는 이 신호들은 순차적 처리를 가능하게 하도록 버퍼링되거나 또는 다중화될 수도 있다. 일부 구현예들에서, 각각의 개별 센서 출력 신호에는 상호 상관 전 또는 후에 가중 팩터가 할당될 수도 있다.
위에서 설명된 갖가지 양태들은 모바일 디바이스들에 구현될 수도 있는 사용자 입력들을 가능하게 하는 넓은 범위의 유용한 제스처들을 가능하게 한다. 편리한 방식으로 한 손에 홀딩된 모바일 디바이스 상에 구현될 수 있는 다양한 한 손 방식 제스처를 해석하는 능력은, 특별한 이점이 될 수도 있다. 하나의 이러한 제스처의 일 예가 도 11에 도시되어 있는데, 이 도면은 엄지 손가락 (1102) 과 손가락끝들 (1104) 사이에서 스퀴징된, 사용자의 오른손에 홀딩되어 있는 모바일 디바이스 (100) 를 보이고 있다. 이는 모바일 디바이스 (100) 를 홀딩하기 위한 편안한 자세이지만, 손가락들 (1104) 은 키들 또는 터치 표면을 터치하는데 유용하지 않다. 따라서, 디스플레이 스크린 또는 버튼들을 터치하는 것은 사용자가 다른 손으로 디바이스를 터치하는 것을 요구할 것이다. 그러나, 사용자들이 모바일 디바이스와의 인터페이싱을 위한 자유로운 손을 가지지 못할 상황들이 많이 있다. 예를 들어, 사람이 운전 중에 셀룰러 전화기로 통화하고 있다면, 한 손은 운전대에 남아 있어야 하고 사용자들은 종래의 사용자 인터페이스 메커니즘들을 이용하여 디바이스와 인터페이싱하기 위한 디스플레이 스크린 또는 키패드를 보도록 안전하게 그들의 주의력을 돌릴 수는 없다. 갖가지 양태들은 사용자가 디스플레이 스크린 또는 키패드를 보는 것을 요구하지 않고서 디바이스를 홀딩하고 있는 한 손에 의해 실행될 수 있는 간단한 사용자 인터페이스 제스처를 제공한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스의 주변 에지들 상에 (즉, 엄지 손가락 (1102) 및 손가락들 (1104) 과 접촉하는 모바일 디바이스 (100) 상의 위치들에) 터치/힘 센서가 구비된 모바일 디바이스 상에 구현될 수도 있는 하나의 간단한 제스처는, 이 디바이스의 하나의 에지를 따라 엄지 손가락 (1102) 을 슬라이딩시키는 것이다. 위에서 설명된 바와 같이, 이러한 슬라이딩 또는 스와이핑 제스처는, 사용자의 엄지 손가락 (1102) 에 의해 접촉되도록 모바일 디바이스 (100) 의 한 측면에 포지셔닝된 터치/힘 센서에 의해 생성된 신호들에 기초하여 인식될 수도 있다. 이러한 슬라이딩 또는 스와이핑 이벤트와 슬라이딩 움직임의 방향의 검출은, 모바일 디바이스에 대한 특정 기능 또는 커맨드와 연관된 사용자 입력 제스처로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 슬라이딩 또는 스와이핑 움직임의 검출은 모바일 디바이스가 셀룰러 전화 통화를 행할 때 볼륨을 변경하라는 커맨드로서 해석될 수도 있다. 셀룰러 전화 통화가 처리되지 않을 때, 디바이스의 측면 상을 슬라이딩하는 엄지 손가락 (1102) 의 검출은, 모두가 모바일 디바이스 상에서 실행하는 애플리케이션에 의존하는 것들인, 폰 디렉터리를 통해 스크롤하는 사용자 제스처, 후속하는 이메일 메시지로의 플립 (flip), 예정된 이벤트들의 달력을 통한 스크롤, 라디오 또는 모바일 텔레비전 브로드캐스트들을 수신하는 채널 또는 주파수의 변경, 지도 디스플레이 해상도 변경 등으로 해석될 수도 있다.
도 11에 도시된 제스처에서, 모바일 디바이스 (100) 는 모든 4개의 손가락들 (1104) 이 모바일 디바이스의 반대 측면을 누를 때는 하나의 기능을, 그리고 4개의 손가락들 (1104) 보다 적은 수의 손가락들이 모바일 디바이스 케이스 (104) 의 반대 측면에 접촉할 때는 다른 기능을 나타내는 것으로서 엄지 손가락 슬라이딩 제스처를 인식할 수도 있다. 이 양태에서, 사용자는 구현될 다른 커맨드를 하나 이상의 손가락들 (1104) 을 들어올리는 것에 의해 나타내도록 제스처를 변경할 수도 있다. 따라서, 4개의 손가락들 (1104) 이 모바일 디바이스 (100) 와 접촉하는 엄지 손가락 슬라이딩 제스처는, 3개의 손가락들 (1104) 이 모바일 디바이스를 터치하고 있을 때의 엄지 손가락 슬라이딩 제스처와는 다른 의미를 가질 수도 있고, 이는 2개의 손가락들 (1104) 이 모바일 디바이스를 터치하고 있을 때의 엄지 손가락 슬라이딩 제스처의 의미와 상이할 수도 있다. 덧붙여, 손가락들 (1104) 에 의해 가해진 힘이 엄지 손가락 슬라이딩 제스처들과 연관된 상이한 커맨드들을 구별하는 방법으로서 측정되고 사용될 수도 있다. 따라서, 4개의 손가락들 (1104) 과 달리 가벼운 힘을 갖는 엄지 손가락 슬라이딩 제스처는 4개의 손가락들 (1104) 에 의해 가해진 무거운 힘을 갖는 엄지 손가락 슬라이딩 제스처와는 다른 의미를 가질 수도 있다.
도 12에 도시된 추가 예에서, 엄지 손가락 (1102) 과 손가락들 (1104) 중 하나 이상의 손가락에 의해 가해진 상대적인 힘은 사용자 입력으로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 엄지 손가락 (1102) 및 개개의 손가락들에 의해 가해진 가벼운 힘의 방법은, 이를테면 모바일 디바이스 (100) 의 터치/힘 감지 표면으로부터 수신된 신호의 크기 및 특성에 기초하여, 무거운 힘과 구별될 수도 있다. 이 양태에서, 각각의 손가락 및 손가락들의 갖가지 조합들에 의해 가해진 힘은 특정 커맨드들에 상관될 수도 있다. 따라서, 엄지 손가락 (1102) 에 의한 무거운 힘은 제 1 커맨드와 연관될 수도 있으며, 엄지 손가락 (1102) 및 집게 손가락에 의한 무거운 힘은 제 2 커맨드와 연관될 수도 있으며, 엄지 손가락 (1102) 과 집게 손가락 및 새끼 손가락에 의한 무거운 힘은 제 3 커맨드와 연관될 수도 있다는 등등이다. 이런 방식으로, 다수의 사용자 입력 제스처들은 음악가들이 악기들, 이를테면 트럼펫 또는 클라리넷과 상호작용하는 방법과 유사하게 구성될 수도 있다.
터치/힘 측정 표면들에 기초한 사용자 입력 제스처들의 또 다른 예가 도 13에 도시되어 있다. 이 예에서, 모바일 디바이스 (100) 는 오른손의 엄지 손가락 (1102) 및 집게 손가락 (1106) 과 왼손의 엄지 손가락 (1112) 및 집게 손가락 (1116) 사이에서, 내장 디지털 카메라로 사진을 촬영할 때 편리할 수도 있는 가로배치 (landscape) 구성으로 홀딩되어 있다. 모바일 디바이스 (100) 는, 이를테면 디바이스가 가로방향 배향으로 있음을 나타내는 가속도계 데이터 및 네 모서리들 각각에 인접한 측면들 상의 터치들의 검출에 기초하여, 이 디바이스가 이런 방식으로 홀딩되어 있을 때를 인식하도록 구성될 수도 있다. 이러한 배향이 인식될 때, 모바일 디바이스 (100) 는 손가락끝들에 의해 가해진 가변하는 힘과 손가락들 (1106, 1116) 및 엄지 손가락들 (1102, 1112) 의 슬라이딩 힘을 카메라 애플리케이션에 관련된 사용자 입력 제스처들로서 인식할 수도 있다. 예를 들어, 왼쪽 집게 손가락 (1116) 의 슬라이딩 움직임은 이미지에 가해진 줌을 조절하라는 커맨드로서 해석될 수도 있으며, 반면에 오른손 엄지 손가락 (1102) 과 집게 손가락 (1116) 사이의 스퀴징 힘은 사진을 촬영하라는 커맨드로서 해석될 수도 있다.
도 13에 도시된 예는 또한 힘의 해제가 제스처의 부분으로서 인식되는 추가 유형의 사용자 입력 제스처를 도시하도록 기능한다. 예를 들어, 힘의 인가보다는 새로운 손가락 압력 해제에 의해 셔터 활성화가 활성화된다면 사용자는 카메라 모드에서 사진을 촬영하기 위해 모바일 디바이스를 단단히 홀딩하는 것이 가능할 수도 있다. 이는 케이스에 가해지는 힘이 모바일 디바이스를 약간 틀어지게 하고, 이에 의해 사진의 표적을 바꾸어버리기 때문이다. 그러나, 사용자가 케이스에 힘을 가하면서 대상에 초점을 맞추면, 사용자가 압력을 해제할 때 모바일 디바이스는 흔들리거나 또는 움직여지기가 쉽지 않다. 이 양태에서, 사진 촬영하기 기능성과 연관된 사용자 제스처는 2개의 단계들로 달성될 수도 있다. 제 1 단계에서, 사용자는, 이를테면 종래의 카메라 상의 셔터 스위치를 누르는 것과 유사하게 오른쪽 집게 손가락에 의해, 케이스에 압력을 가할 수도 있다. 일단 사용자가 대상에 디바이스의 초점을 맞추면, 사진 촬영하기 기능은 집게 손가락에 의해 가해진 압력을 해제하는 것에 의해 개시될 수 있다. 모바일 디바이스는 집게 손가락 밑에 포지셔닝된 피에조 센서로부터 입력 신호에서의 변경을 감지하고 그 센서 신호를 사진 촬영하기 기능성과 상관시키도록 구성될 수도 있다.
도 13에 도시된 제스처는 카메라 관련 커맨드들로 제한되지 않고, 다른 애플리케이션이 모바일 디바이스 (100) 상에서 액티브될 때 다르게 해석될 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스가 인터넷 웹페이지를 디스플레이하고 있는 중이라면 (즉, 액티브 애플리케이션이 웹 브라우저이다), 손가락들 (1106, 1116) 의 슬라이딩 움직임들은 디스플레이되는 이미지 내의 커서를 움직이거나 또는 그 이미지를 팬 (pan) 또는 줌 (zoom) 하라는 커맨드들로서 해석될 수도 있으며, 반면에 오른손 엄지 손가락 (1102) 과 집게 손가락 (1106) 사이의 스퀴징 힘은 디스플레이되는 이미지 내의 하이퍼링크에 대해 클릭하라는 커맨드로서 해석될 수도 있다. 다른 예로서, 도 13에 도시된 슬라이딩 및 스퀴징 제스처들은, 모바일 디바이스 (100) 가 비디오, 이를테면 저장된 비디오 클립 또는 무비, 또는 모바일 텔레비전 이미지를 디스플레이하는 중일 때, 표준 비디오 제어 커맨드들에 상관될 수도 있다. 추가 예로서, 모바일 디바이스 (100) 의 측면에서 손가락 위와 아래로 이동시키는 것은 정적 디지털 사진을 관람할 때 디스플레이된 이미지를 스크롤, 팬, 줌 하라는 사용자 입력 커맨드들로서 해석될 수 있다.
도 14a에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스들 (100) 상의 터치/힘 센서들의 사용은 또한 이면 케이스 (104) 에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 터치/힘 센서들 (115a, 115b) 을 측면들에, 그리고 다수의 이러한 센서들 (115c 내지 115g) 을 케이스 (104) 의 이면에 전개하는 것에 의해, 사용자 제스처들은 또한 모바일 디바이스 (100) 의 이면의 터치들에 기초하여 가능하게 될 수도 있다. 이런 방식으로, 모바일 디바이스 (100) 의 이면 케이스는 랩톱 컴퓨터 상의 터치 패드와 유사하게, 터치 센서의 형태로 바뀔 수도 있다. 한 손으로 모바일 디바이스를 홀딩하고 있는 사용자가 손가락, 이를테면 집게 손가락을 케이스의 이면에 댈 수도 있으므로, 사용자들은 이면 케이스에 대해 태핑하거나 형상들을 트레이싱할 수 있으며 이는 모바일 디바이스 (100) 가 사용자 입력 제스처들로서 해석할 수 있다. 이런 방식으로, 사용자는 디스플레이 상에 제시된 트레이싱된 선들을 보면서 케이스의 이면 상의 선들을 트레이싱할 수도 있다.
모바일 디바이스 (100) 의 이면을 트레이싱할 수도 있는 제스처의 예는 도 14b에 도시되어 있다. 이 예에서, 사용자는 이면 케이스를 손가락, 이를테면 집게 손가락 (1106) 으로 터치하고 인식가능한 경로 (1120) 를 트레이싱하는 것에 의해, 기능을 실행하도록 모바일 디바이스 (100) 에 명령할 수도 있다. 모바일 디바이스 (100) 는, 트레이싱된 제스처를 위에서 설명된 방법들을 이용하여 검출 및 인식하고, 인식된 제스처에 대응하는 사용자 입력 커맨드를, 이를테면 현재 액티브 애플리케이션에 기초하여 결정하며, 그리고 마치 사용자가 터치 스크린 디스플레이 상의 기능 키를 눌렀거나 또는 터치 스크린 디스플레이 상에 제스처를 실행한 것처럼 커맨드를 구현하도록 구성될 수도 있다. 이면 케이스에 대한 이러한 제스처들은 다른 손가락들에 의해 측면 표면들 상의 터치/힘 센서들에 가해진 힘들 및 제스처들과 조합되어, 갖가지 양태들을 이용하여 실행될 수도 있는 넓은 범위의 독특한 사용자 입력 커맨드 제스처들을 제공할 수도 있다.
모바일 디바이스 케이스의 다수의 표면들 상에 터치/힘 센서들을 전개 포지셔닝시킴으로써, 전통적이지 않은 사용자 입력 제스처들은 상이한 유형들의 사용자 터치들을 구별하는 능력에 의해 가능하게 될 수도 있다. 예를 들어, 센서들과 모바일 디바이스 프로세서는 사용자가 디바이스를 어루만지듯이 터치하는 때를 인식하도록 구성될 수도 있다. 이러한 사용자 입력 제스처는 가속도계 센서 판독치들을 조합하여, 사용자가 나이트 스탠드 상에 있는 디바이스를 어루만지면 수면 또는 야간 시계 및 알람 모드로 들어가라는 커맨드로서 인식될 수도 있다. 다른 예로서, 센서들과 프로세서는 스크래치 또는 간지럼 (tickling) 터치를 슬립 모드로부터 깨우거나 또는 특정 애플리케이션을 활성화시키라는 커맨드로서 인식하도록 구성될 수도 있다.
모바일 디바이스 케이스 상의 다양한 상이한 센서 사이즈들, 숫자들 및 위치들이 다양한 사용자 입력 제스처들을 가능하게 하도록 구현될 수도 있다. 예를 들어, 저비용 구현예는 각각의 센서가 모바일 디바이스 케이스 (104) 의 측면에 위치된 2개의 센서들만을 포함할 수도 있다. 이러한 구현예는 도 11 내지 도 13을 참조하여 위에서 설명된 사용자 입력 제스처들을 가능하게 할 수도 있다. 더 높은 해상도 구현예는, 한 손의 각각의 손가락들에 의한 가해진 힘들 및 태핑들이 개별적으로 분석될 수도 있도록 이를테면 도 10b에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스 케이스의 긴 측면들 각각에 다수의 센서들을 구현할 수도 있다. 추가 구현예에서, 하나 이상의 센서들은 또한 사용자 입력 제스처들이 케이스의 상면 및 하면 측면들에서 달성될 수 있도록 그런 상면 및 하면 측면들에 적용될 수도 있다. 추가 구현예에서, 다수의 센서들은, 사용자 입력 제스처들이 모바일 디바이스의 임의의 표면에서 달성되는 것을 가능하게 하기 위하여, 케이스의 상면, 하단, 측면들 및 이면에 적용될 수도 있다. 덧붙여, 센서들의 사이즈 및 형상은 스퀴징, 태핑 및 스와이핑 사용자 입력 제스처들의 다소의 위치적 해상도를 제공하기 위하여 가변될 수도 있다. 추가의 양태에서, 피에조 스트립 센서들은 이들이 디바이스의 디스플레이 스크린 주위의 베젤 (bezel) 에 인접한 디스플레이 상의 가상 키들 또는 기능성 탭들의 이미지에 대응할 수 있는 입력들을 수신할 수도 있도록, 상기 베젤을 따라 포지셔닝될 수도 있다.
도 15a는 피에조 스트립들 (1402a, 1402b, 1404a, 1404b, 1406a, 1406b, 1408a, 1408b) 이 또한 모바일 디바이스 케이스 (104) 상에서 벤딩 축들, 이를테면 가로방향 벤딩 액세스 (1412), 세로방향 (1414), 및 대각 축들 (1416, 1418) 을 가로질러 포지셔닝될 수도 있는 다른 양태를 도시한다. 이러한 위치들에 포지셔닝된 피에조 스트립들은 모바일 디바이스에 가해진 트위스팅 또는 벤딩 힘을 나타내는 신호들 (예컨대, 벤딩 스트레인으로 인함) 을 생성하도록 구성될 수 있다. 피에조 스트립들의 이러한 전개에 의해 가능하게 된 하나의 사용자 입력 제스처가 도 15b 및 도 15c에 도시되어 있다. 이 제스처에서, 사용자는 도 15c에 도시된 바와 같이 하나의 방향에서 디바이스의 트위스트를 유발하기 위해 도 15b에 보인 바와 같은 모바일 디바이스 (또는 테이블 컴퓨팅 디바이스) 의 네 모서리들에 트위스팅 힘들을 가할 수도 있다. 대부분의 구현예들에서 케이스에서 유발된 트위스트 왜곡 량은 작을 수도 있지만, 피에조 스트립 센서들 (1402a, 1402b, 1404a, 1404b, 1406a, 1406b, 1408a, 1408b) 에 의해 검출가능할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스의 트위스트 형태의 사용자 입력 제스처는, 스크롤링의 방향 (상향 또는 하향) 이 트위스트 움직임의 방향에 의존하는 스크롤 기능 (예컨대, 목록 또는 디스플레이된 이미지의 경우) 과 연관될 수도 있다.
도 15a에 보인 바와 같은 피에조 스트립들의 전개는 또한 벤딩 힘을 수반하는 사용자 제스처들이 모바일 디바이스의 장축 또는 단축을 따라 적용되는 것을 가능하게 할 것이다. 이러한 사용자 제스처들은 도 15d 및 도 15e에 도시되어 있다. 도 15f에 도시된 추가 예처럼, 대각 축들 (1416 및 1418) 을 각각 따르는 피에조 스트립들 (1406a, 1406b 및 1408a, 1408b) 은, 페이퍼백 북을 구부려 페이지들을 휙휙 넘기거나 또는 (예를 들어) 상부 오른쪽 모서리를 "서밍 (thumbing)"하여 페이지들을 휙휙 넘기는 것처럼, 케이스의 하나의 모서리에 사용자에 의해 가해진 벤딩 힘에 응답하여 신호들을 생성하도록 구성될 수도 있다. 벤딩 입력 제스처들의 감지시, 센서들의 조합으로부터의 신호들, 이를테면 대각 축과 가로방향 및 세로방향 축들 양쪽 모두를 따라 센서들로부터의 신호들이 제스처들을 인식하는데 사용될 수도 있다. 게다가, 부가적인 피에조 스트립 센서들은, 도 15f에 도시된 바와 같은 페이지 플립핑 (flipping) 사용자 입력 제스처를 감지하도록 모바일 디바이스 케이스의 상부 오른쪽 모서리에 포지셔닝된 피에조 스트립 (1410) 과 같이, 특정 제스처들을 가능하게 하는 최적의 위치들에 포지셔닝될 수도 있다.
신호들을 처리하는 피에조 스트립 센서들과 회로들 및 방법들은 벤딩 사용자 입력 제스처들을 시간 기반으로, 뿐만 아니라 유도된 벤딩 스트레스를 기반으로 구별하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 신속한 구부림 및 해제 힘 (예컨대, 디바이스의 모서리의 서밍) 은 하나의 사용자 입력 제스처로서 인식될 수도 있고, 상대적으로 느린 구부림 및 해제는 제 2 사용자 입력 제스처로서 인식될 수도 있으며, 구부림 및 홀딩 힘은 제 3 사용자 입력 제스처로서 인식될 수도 있다. 예를 들어, 도 15b 및 도 15c에 도시된 트위스팅 힘의 신속한 인가 및 해제는 활성화 커맨드 또는 계단식 스크롤 커맨드로서 해석될 수도 있고, 도 15b 및 도 15c에 도시된 트위스팅 힘의 상대적으로 느린 인가 및 해제는 페이지 다운 스크롤 커맨드로서 해석될 수도 있으며, 트위스팅 힘들의 구부림 및 홀딩 인가는 연속 스크롤 커맨드로서 해석될 수도 있다.
가해진 힘들의 시간 분석과 조합하여 도 15a에 도시된 피에조 스트립 구성들로 인식될 수도 있는 상이한 벤딩 방향들은, 구현될 수도 있는 다수의 상이한 사용자 입력 제스처들을 제공한다. 이러한 입력 제스처들은 애플리케이션 커맨드들에 속하는 것으로 생각될 수도 있으며 그래서 제스처들은 활성화된 기능성에 직관적으로 링크된다. 디스플레이된 목록을 통해 스크롤하려는 트위스트 및 디스플레이된 텍스트의 페이지들을 휙휙 넘기려는 모서리 트위스트는 갖가지 양태들에 의해 가능하게 되는 직관적인 사용자 입력 제스처들의 2개의 예시들일 뿐이다. 이러한 사용자 입력 제스처들은, 제스처들을 실행할 시에 가해진 물리적 힘들이, 직관적으로 유사한 어쩌면 완전히 새로운 유형들의 게임들 및 게임 인터페이스들을 가능하게 하는 게임 액션들에 링크될 수 있는 게임 애플리케이션에서 특히 유용할 수도 있다.
여기서 설명된 바와 같은 압전 재료 센서들을 이용하는 이점들 중 하나는, 센서 멤브레인들이 비교적 클 수도 있고 힘이 가해지는 위치에 민감하지 않다는 점이다. 따라서, 디바이스 케이스 상의 사용자 손가락들의 배치는 센서의 동작에 극히 중요하지는 않다. 이것은 사용자들이 디바이스 상의 손가락들의 배치에 관해 걱정할 필요 없이 입력 제스처들을 달성하는 것을 가능하게 하여, 사용자가 디바이스를 보는 것을 필요로 하지 않고서도 제스처들이 행해지는 것을 허용한다. 이러한 힘 센서들이 힘의 위치를 구별할 수 있는 한도 내에서, 이 능력은 버튼 위치들을 케이스 상의 손가락들의 실제 위치들에 매핑하는 것을 가능하게 하는데 사용될 수도 있다. 양쪽 능력들은 사용자가 디바이스를 쳐다보는 것을 필요로 하지 않는 한 손 방식 조작을 제공하는데 도움이 된다.
갖가지 양태들에서, 모바일 디바이스의 터치/힘 감지 표면들과의 태핑 및 슬라이딩 상호작용의 위치, 힘, 지속시간 및 방향은, 상이한 사용자 입력 커맨드들을 상관시키도록 인식되고 조합될 수 있는 상이한 프리미티브들 (primitives) 로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스 (100) 의 케이스 및 측면들 상의 상이한 위치들에서의 다수의 탭들은 상이한 사용자 입력 제스처들을 나타내는 것들로서 구별될 수도 있다. 덧붙여, 탭들 및 지속된 힘은 상이한 시퀀스들로 실행될 때 상이한 커맨드들로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 단일 탭에 후속하는 지속된 터치 (즉, "터치 및 홀딩" 제스처) 는 하나의 사용자 입력 제스처로서 해석될 수도 있는 반면, 이중 탭에 후속하는 지속된 터치 (즉, "이중 태핑 및 홀딩" 제스처) 는 다른 사용자 입력 제스처로서 해석될 수도 있다. 탭들 및 지속된 터치의 위치는 또한 사용자 입력 제스처의 해석에 요소로 포함될 수도 있다.
마찬가지로, 스와이핑 움직임의 시작하는 점, 방향 및 속도는 제스처들을 특정 사용자 입력 커맨드들과 상관시키는데 사용될 수 있는 매개변수들로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 터치 스크린 디스플레이 상에서 실행될 수 있는 제스처들과 비슷하게, 한 측면의 매우 빠른 드래그는 플릭 제스처로서 해석될 수도 있다. 게다가, 스와이핑이 가로질러 진행되는 방향이다.
표준 애플리케이션 사용자 인터페이스 커맨드들 이외에도, 갖가지 터치, 스퀴징, 태핑 및 스와이핑 제스처들은, 다른 기능성, 이를테면 사용자에 의해 지정된 특정 터치, 태핑 및 스와이핑 제스처를 이용하여야만 잠금해제될 수 있는 디바이스 잠금에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 사용자는 특정 시퀀스, 이를테면 3개의 태핑들 및 스퀴징이 적용되기까지 잠긴 채로 홀딩되도록 모바일 디바이스를 구성할 수도 있다. 이러한 제스처들이 모바일 디바이스를 집어드는 것과 동시에 한 손으로 실행될 수 있으므로, 이러한 디바이스 잠금은 사용자 경험을 이용할 필요 없이 쉽게 구현되어 모바일 디바이스에 대한 보안을 제공할 수 있다.
갖가지 양태들에 의해 가능하게 되는 추가의 능력은 터치/힘 센서들에서 사용될 수도 있는 압전 재료들의 온도 응답에 의해 가능하게 된다. 많은 압전 재료들은 열 전기 효과를 나타내거나 또는 온도에 기초한 거동의 변경을 나타낸다. 이러한 온도 의존 응답들은 모바일 디바이스가 사용자에 의해 집어들려 홀딩되는 때를 모바일 디바이스가 검출할 수 있게 하는 센서 입력으로서 사용될 수도 있다. 대체로, 모바일 디바이스가 사용자에 의해 홀딩되는 것과 일치하는 온도 변화의 검출은 디바이스가 더 낮은 온도에 있을 때와는 상이한 방식으로 행동하도록 동작 모드를 개시하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 사용자에 의해 홀딩되는 것과 일치하는 온도 상승의 검출은 사용자 입력 커맨드를 수신하는 것을 예상하여 프로세스를 가속하도록 모바일 디바이스에 프롬프트할 수도 있다. 다른 예로서, 디바이스가 사용자에 의해 홀딩되어 있는 것과 일치하는 온도 상승의 검출은 피에조 센서 신호 입력들에 인가될 가중 팩터들에서의 증가를 프롬프트할 수도 있는데, 사용자가 사용자 입력 제스처를 곧 달성할 수도 있을 공산이 더 커기 때문이다. 다른 예로서, 모바일 디바이스는 사용자의 선호 웹페이지들의 다운로딩, 전자 메일 다운로딩 또는 이메일 받은 편지함 중재, 또는 최근 "트윗들 (tweets)"의 트위트 사이트로부터의 풀다운을 시작할 수도 있다. 모바일 디바이스는, 도 5 내지 도 9를 참조하여 위에서 설명된 것과 매우 유사한 방식으로 센서 신호를 출력할 온도 변화들에 기초하여 그 디바이스가 홀딩되어 있을 때를 인식하도록 구성될 수도 있다.
추가의 양태에서, 모바일 디바이스는, 액션들을 개시하거나, 동작 모드들 또는 구성들을 변경하거나, 또는 그렇지 않으면 사용자의 상황에 적응하도록, 피에조 센서들의 힘 및 온도 감지 능력들과 조합하여 다른 센서들에 영향을 줄 수도 있다. 예를 들어, 피에조 센서들로부터의 온도 및 힘 센서 판독치들은 가속도계 및/또는 주변 광 센서들 (예컨대, 디지털 카메라) 과 조합되어 적절한 동작 모드 또는 세팅을 결정할 수 있다.
추가 양태에서, 피에조 센서들로 구성된 모바일 디바이스는, 디바이스 배터리가 거의 전력 부족임을 베터리 전압 센서가 나타낼 때 "마지막 호 (last call)" 기능성이 인에이블되는 것을 가능하게 할 수도 있다. 이러한 상황에서, 전화 통화를 가능하게 하도록 디스플레이 스크린을 활성화시키는 것은 남아 있는 배터리 전력을 빠져나가게 할 수 있다. 갖가지 양태들을 이용하여, 사용자 제스처는, 이를테면 디스플레이 스크린을 활성화하지 않고서, 모바일 디바이스가 최소 전력 동작 상태에서 전화 걸기가 가능하게 모바일 디바이스에 프로그램될 수도 있다. 예를 들어, 특정 전화 번호는 사용자 정의 입력 제스처와 연관될 수도 있고, 매우 낮은 배터리 상태가 검출될 때 이 사용자 입력 제스처의 인식이 미리 정의된 전화 번호에 최소 전력 상태에서 전화를 걸도록 모바일 디바이스에 프롬프트하도록 추가로 구성될 수도 있다. 따라서, 사용자가 전화 걸기를 시도하여 화면이 없을 것이기 때문에 폰이 전력 부족임을 알아차린다면, 사용자는 배터리가 완전히 방전되기 전에, 이를테면 가족의 번호에 마지막 전화를 걸기 위하여, 미리 정의된 입력 제스처를 실행할 수도 있다.
위에서 설명된 다양한 터치, 스퀴징, 태핑 및 스와이핑 제스처들은 또한 고급 애플리케이션들의 매크로들에 적용될 수도 있거나, 또는 선호 특징들, 이를테면 피처 폰 상의 특정 개인 선호환경들 (preferences) 에 링크될 수도 있다.
본 발명의 갖가지 양태들은 압전 재료로부터 수신된 원시 (raw) 전압을 변환하는 신호 처리 회로를 활용할 수도 있다. 이러한 회로의 일 예가 도 16a에 보인 회로 블록도에 도시되어 있다. 전압은 피에조 스트립에 결합된 전극 (1402) 에서 수신될 수도 있다. 전극 (1402) 은 아날로그 디지털 변환기 (1422) 에 직접적으로 또는 간접적으로 접속될 수도 있다. 일 양태에서, 이 전극은 센서 신호를 증폭하도록 구성된 사전증폭 스테이지 (preamplification stage; 1406) 에 결합될 수도 있다. 그 회로는 또한, 이를테면 전력 회로 및 공통 EMI 이미터들에 의해 생성될 수도 있는 것과 같은 저주파수 신호들 (예컨대, 60 Hz 내지 180 Hz) 를 필터링해 내고, 무선 주파수 소스들로부터 수신될 수도 있는 고 주파수 신호들을 필터링해 내는 아날로그 필터 (1410) 를 구비할 수도 있다. 그 회로는 또한, 고역통과 필터 효과를 제공하고 높은 전압 스파이크들로부터 아날로그 디지털 변환기 (1422) 의 포화를 방지하는 션트 저항기 (1414) 를 구비할 수도 있다. 그 회로는 또한 큰 전압들이 회로를 손상시키는 것을 방지하는 ESD 다이오드 (1418) 를 구비할 수도 있다. 위험하게 큰 전압은, 예를 들어, 낙하한 모바일 디바이스가 땅이 피에조 스트립에 직접 충돌하게 할 때, 유발될 수도 있다. 전극 (1402) 과 다른 회로가 피에조 센서 회로 (1400) 와 같은 단일 패키지에 함께 조립될 수도 있다. 다수의 피에조 센서 회로들은 단일 아날로그 디지털 변환기를 공유할 수도 있다. 이러한 배치구성의 일 예가 도 16b에 도시되어 있다. 이 예의 구현에서, 하나 이상의 피에조 센서 회로들 (1400a 및 1400b) 은 단일 아날로그 디지털 변환기 (1422) 에 멀티플렉서 (1422) 를 통해 결합될 수도 있다. 게다가, 피에조 센서 회로들 (1400a 및 1400b) 은 또한 아날로그 디지털 변환기 (1422) 를 가속도계 (1432), 광 센서 (1436), 서모스탯 (1440) 및 마이크로폰 (1444) 과 같은 다른 센서들 및 입력 디바이스들과 공유할 수도 있다.
갖가지 양태들의 센서 신호 처리는 알려진 다양한 프로세서 회로들을 이용하여 달성될 수도 있다. 하나의 양태에서, 모바일 디바이스용의 중앙 처리 유닛의 처리 능력은 기준 신호 데이터베이스에 대한 신호 비교들을 수행하는데 사용된다. 다른 양태에서, 디지털 신호 프로세서 (DSP) 가 갖가지 방법들의 신호 비교들을 수행하는데 사용될 수도 있다. 이러한 DSP는 피에조 센서 처리에 전용인 DSP일 수도 있다. 다르게는, 모바일 디바이스의 통신 모뎀 내의 DSP는 시간 공유 기반으로 피에조 센서 신호들을 처리하는데 사용될 수도 있다.
갖가지 양태들에 사용하기에 적합한 전형적인 모바일 디바이스들은 도 17에 도시된 구성요소들을 공통으로 가질 것이다. 예를 들어, 예시적인 모바일 디바이스 (1300) 는 내부 메모리 (1302), 디스플레이 (1303) 및 SIM 또는 유사한 착탈식 메모리 유닛에 결합된 프로세서 (1301) 를 구비할 수도 있다. 덧붙여, 모바일 디바이스 (1300) 는 프로세서 (1301) 에 결합된 무선 데이터 링크 및/또는 셀룰러 전화기 송수신기 (1305) 에 접속되는, 전자기 방사를 송신하고 수신하기 위한 안테나 (1304) 를 가질 수도 있다. 일부 구현예들에서, 셀룰러 전화 통신들을 위해 사용되는 송수신기 (1305) 및 프로세서 (1301) 와 메모리 (1302) 의 부분들은 총칭하여 무선 인터페이스라고 지칭하는데 그것이 무선 데이터 링크를 통해 데이터 인터페이스를 제공하여서이다. 또한 모바일 디바이스들은 통상 사용자 입력들을 수신하기 위한 키 패드 (1306) 또는 미니어처 키보드 및 메뉴 선택 버튼들 또는 로커 (rocker) 스위치들 (1307) 을 구비한다.
갖가지 양태들은 모바일 디바이스들로 제한되지는 않지만, 실제 이익을 제공하는 이러한 디바이스들은 갖가지 양태들의 구현예로부터 이점을 얻을 것이다. 다른 컴퓨팅 디바이스들에는 또한, 유사한 사용자 입력 제스처 제어를 가능하게 하는 것과 유사하게 달성하기 위해 힘 감지 멤브레인 센서들이 구비되어 있을 수도 있다. 이러한 디바이스의 일 예는 태블릿 컴퓨터 (1800) 를 보여주는 도 18에 도시되어 있다. 이러한 태블릿 (1800) 컴퓨팅 디바이스는, 디스플레이 영역을 최대화하기 위하여 매우 적은 사용자 인터페이스 디바이스들을 특징으로 하는 케이스 (1804) 내에 구비된 큰 디스플레이 (1803) 를 특징으로 할 수도 있다. 컴퓨팅 디바이스 (1800) 는 메모리 (1802) 에 결합된 프로세서 (1801) 에 의해 제어될 수도 있다. 이러한 태블릿 컴퓨팅 디바이스 (1800) 는 터치 스크린 디스플레이 (1803) 를 기본 사용자 입력 디바이스로서 구비할 수도 있다. 케이스 (1804) 의 앞면의 주변, 뿐만 아니라 측면들, 상면, 하면 및 이면 부분들에 대한 힘 감지 센서들, 이를테면 피에조 센서들 (1816) 의 사용은, 갖가지 양태 방법들을 이용하여 위에서 설명된 것들과 유사하게, 사용자 입력 제스처들에 의해 태블릿 (1800) 이 제어되는 것을 가능하게 할 수도 있다. 덧붙여, 태블릿 (1800) 은 프로세서 (1801) 에 결합된 사용자 인터페이스 버튼들 (1806) 및 트랙볼 입력 (1807) 을 구비할 수도 있다.
갖가지 양태들은 양손으로 태블릿 컴퓨터 디바이스 (1800) 를 홀딩하고 있는 동안 달성될 수 있는 태블릿 컴퓨터 디바이스 상의 사용자 입력 제스처들을 가능하게 한다. 예를 들어, 사용자 입력 제스처들은 스퀴징, 트위스트, 벤딩 또는 압력 힘들을 앙 손을 사용하여 디바이스 케이스의 측면들 및 이면에 인가하는 것에 의해 달성될 수 있다.
다양한 양태들을 구현하는 디바이스들에서 사용되는 프로세서 (1301, 1801) 는 여기에 설명된 갖가지 양태들의 기능들을 포함한 다양한 기능들을 수행하도록 소프트웨어 명령들 (애플리케이션들) 에 의해 구성될 수 있는 임의의 프로그램가능 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터 또는 다중 프로세서 칩 또는 칩들일 수도 있다. 일부 모바일 디바이스들에서는, 이를테면 하나의 프로세서가 무선 통신 기능들에 전용이고 하나의 프로세서가 다른 애플리케이션들의 실행에 전용인 다수의 프로세서들 (1301, 1801) 이 제공될 수도 있다. 통상, 소프트웨어 애플리케이션들은 이들이 액세스되어 프로세서 (1301, 1801) 에 로딩되기 전에 내부 메모리 (1302, 1802) 에 저장될 수도 있다. 일부 모바일 디바이스들에서, 프로세서 (1301) 는 애플리케이션 소프트웨어 명령들을 저장하기에 충분한 내부 메모리를 구비할 수도 있다. 프로세서의 부분으로서, 이러한 보안 메모리는 프로세서의 손상 또는 교체 없이 교체 또는 액세스될 수는 없을 수도 있다. 일부 모바일 디바이스들에서, 부가 메모리 칩들 (예컨대, 보안 데이터 (SD) 카드) 이 디바이스 (1300, 1800) 에 꽂아지고 프로세서 (1301, 1801) 에 결합될 수도 있다. 많은 모바일 디바이스들에서, 내부 메모리 (1302, 1802) 는 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 이를테면 플래시 메모리, 또는 양쪽 모두의 혼합체일 수도 있다. 이 설명의 목적을 위해, 메모리에 대한 종합적인 언급은 보안 메모리를 포함하여, 내부 메모리 (1302, 1802), 모바일 디바이스에 꽂아지는 착탈식 메모리, 및 프로세서 (1301, 1801) 자체 내의 메모리를 포함한, 프로세서 (1301, 1801) 에 의해 액세스가능한 모든 메모리를 말한다.
앞서의 방법 설명들 및 프로세스 흐름도들은 구체적인 예들로서만 제공되고 갖가지 양태들의 프로세스들이 제시된 순서로 반드시 수행되어야 함을 요구하거나 의미하도록 의도된 것은 아니다. 이 기술분야의 숙련된 자에 의해 이해되는 바와 같이 앞서의 양태들에서의 블록 들 및 프로세스들의 순서는 어떤 순서로라도 수행될 수도 있다. 단어들 이를테면 "그 후", "그 다음", "다음에" 등은 프로세스들의 순서를 한정하려는 의도는 아니고; 이들 단어들은 단지 독자에게 방법들의 기재를 통하여 설명하는데 사용된다. 게다가, 단수형으로, 예를 들어, 관사 "a", "an" 또는 "the"의 사용에 해당하는 것으로 여겨질 수 있는 청구항 요소들에 대한 어떤 참조라도, 그 요소를 단수형으로 제한하는 것으로 해석되지는 않는다.
본 명세서에 개시된 양태들에 관련하여 설명되는 각종 구체적인 논리 블록 들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 프로세스들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이것 둘의 조합들로 구현될 수도 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명백하게 예증하기 위하여, 갖가지 구체적인 구성요소들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘들은 일반적으로 이들의 기능성의 측면에서 설명되어 있다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어 중 어느 것으로 구현되는지는 전체 시스템에 부가되는 특정 애플리케이션 및 디자인 제약조건들에 의존한다. 당업자들은 설명된 기능을 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위를 벗어나도록 하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본 명세서에 개시된 양태들에 관련하여 설명된 갖가지 실례의 로직들, 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들을 구현하는데 사용되는 하드웨어는, 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 디자인된 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), 주문형 집적회로 (ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 또는 기타 프로그램가능 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 구성요소들, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 실시될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대체예에서, 이 프로세서는 종래의 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 또한, 프로세서는 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 협력하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로 구현될 수도 있다. 다르게는, 일부 프로세스들 또는 방법들이 주어진 기능에 특화된 회로에 의해 수행될 수도 있다.
하나 이상의 예시적인 양태들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 전송될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 방법 또는 알고리즘의 프로세스들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 상주할 수도 있는 프로세서 실행가능 소프트웨어 모듈로 실시될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 한 장소에서 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 양쪽 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 가능할 수 있는 이용가능한 임의의 매체일 수도 있다. 비제한적인 예로, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 기타의 광 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지, 또는 기타 자기 저장 디바이스들, 또는 소망의 프로그램 코드를 컴퓨터에 의해 액세스될 수도 있는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 운반하거나 저장하는데 사용될 수도 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수도 있다. 또한, 임의의 문맥은 컴퓨터 판독가능 매체라고 적절히 지칭한다. 예를 들어, 소프트웨어가 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 자원으로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 (twisted pair), 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 무선 기술들 이를테면 적외선, 라디오, 및 마이크로파를 이용하여 전송된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들은 매체의 정의에 포함된다. 디스크 (disk 및 disc) 는 여기서 사용되는 바와 같이, 콤팩트 디스크 (CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크 (DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하는데, disk들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, disc들은 레이저들로 광적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들도 컴퓨터 판독가능 미디어의 범위 내에 포함되어야 한다. 덧붙여, 방법 또는 알고리즘의 동작들은 컴퓨터 프로그램 제품에 통합될 수도 있는 기계 판독가능 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 코드들 및/또는 명령들의 하나 또는 임의의 조합 또는 세트로서 존재할 수도 있다.
각종 양태들의 앞서의 설명은 이 기술분야의 숙련된 사람이 본 발명을 제작하고 사용하는 것이 가능하도록 제공된다. 이들 양태들에 대한 갖가지 변형예들은 이 기술분야의 숙련된 자들에게 쉽사리 명확하게 될 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반 원리들은 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 다른 양태들에 적용될 수도 있다. 그래서, 본 발명은 본 명세서에서 보인 양태들로 한정할 의도는 아니고, 대신 청구항들은 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위가 부여하는 것으로 의도되어야 한다.

Claims (76)

  1. 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법으로서,
    상기 컴퓨팅 디바이스의 케이스에 포지셔닝된 힘 감응 센서로부터 제 1 전기 신호를 수신하는 단계;
    상기 컴퓨팅 디바이스 내에 포지셔닝된 가속도계로부터 제 2 전기 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계;
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계;
    매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 단계; 및
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여, 상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계를 포함하고,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는,
    복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 수신된 제 1 전기 신호 일부의 상호 상관 값들을 계산하는 단계;
    최상의 상관 값을 결정하는 단계; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계는,
    사용자 입력 이벤트 통지를 생성하는 단계; 및
    상기 사용자 입력 이벤트 통지를, 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행하는 애플리케이션에 포워딩하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 힘 감응 센서는 압전 센서를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    전자기 간섭에 대한 상기 수신된 제 1 전기 신호를 필터링하는 단계;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변환하는 단계;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수와 진폭 중 적어도 하나에서 정규화하는 단계; 및
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 일부를 식별하여 상기 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수 도메인 데이터로 변환하는 단계를 더 포함하고,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계는, 센서 신호 주파수 도메인 데이터를 기준 주파수 도메인 템플릿과 비교하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는,
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 적어도 일부를 주파수 도메인 신호 부분으로 변환하는 단계;
    복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 주파수 도메인 부분의 상호 상관 값들을 계산하는 단계;
    최상의 상관 값을 결정하는 단계; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 대해 은닉 마르코프 모델 테스트 (hidden Markov model test) 를 수행하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 단계, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 단계는,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 특성화하는 하나 이상의 신호 벡터들을 계산하는 단계;
    기준 신호를 특성화하는 기준 벡터에 액세스하는 단계;
    상기 수신된 신호 벡터 및 상기 액세스된 기준 벡터에 기초하여 코사인 값을 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 코사인 값이 임계 값 미만인지를 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    다른 센서로부터의 센서 입력을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 단계는, 상기 매치된 기준 신호 템플릿 및 상기 다른 센서로부터 수신된 상기 센서 입력 양쪽 모두와 연관된 기능성을 식별하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 기초하여 온도 변화를 검출하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    사용자 입력 제스처와 연관되는 사용자 식별된 기능성을 수신하는 단계;
    사용자에게 상기 사용자 입력 제스처를 수행하도록 프롬프트하는 단계;
    상기 힘 감응 센서로부터 전기 신호들을 수신하는 단계;
    기준 신호 템플릿을 생성하기 위하여 상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 전기 신호들을 처리하는 단계; 및
    상기 수신된 사용자 식별된 기능성과 관련하여 상기 기준 신호 템플릿을 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 모바일 디바이스인, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 태블릿 컴퓨팅 디바이스인, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    힘 센서로부터의 신호가 중단되는 때를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계는, 상기 힘 센서로부터의 상기 신호가 중단될 때 개시되는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    낮은 배터리 전력 조건이 존재하는 때를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 단계는, 최소 전력 상태에서 전화 통화를 개시하는 단계를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스 상의 사용자 입력을 캡처하는 방법.
  17. 컴퓨팅 디바이스로서,
    케이스;
    상기 케이스 내에 포지셔닝된 프로세서;
    상기 프로세서에 결합되며 기준 신호 템플릿을 저장하는 메모리;
    상기 케이스에 포지셔닝되고 상기 프로세서에 결합되는 힘 감응 센서; 및
    상기 케이스에 포지셔닝되고 상기 프로세서에 결합되는 가속도계를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 힘 감응 센서로부터 제 1 전기 신호를 수신하는 것;
    상기 가속도계로부터 제 2 전기 신호를 수신하는 것;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것;
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것;
    매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 것; 및
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여, 상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것
    을 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되고,
    상기 메모리는 그 내부에 복수의 기준 템플릿들을 저장하고,
    상기 프로세서는, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 수신된 제 1 전기 신호 일부의 상호 상관 값들을 계산하는 것;
    최상의 상관 값을 결정하는 것; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것이,
    사용자 입력 이벤트 통지를 생성하는 것; 및
    상기 사용자 입력 이벤트 통지를, 상기 프로세서 상에서 실행하는 애플리케이션에 포워딩하는 것
    을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 힘 감응 센서는 압전 센서를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    전자기 간섭에 대한 상기 수신된 제 1 전기 신호를 필터링하는 것;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변환하는 것;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수와 진폭 중 적어도 하나에서 정규화하는 것; 및
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 일부를 식별하여 상기 기준 신호 템플릿과 비교하는 것
    을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수 도메인 데이터로 변환하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되고,
    상기 기준 신호 템플릿은 주파수 도메인 템플릿이고,
    상기 프로세서는, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것이, 센서 신호 주파수 도메인 데이터를 기준 주파수 도메인 템플릿과 비교하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  22. 삭제
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 적어도 일부를 주파수 도메인 신호 부분으로 변환하는 것;
    복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 주파수 도메인 부분의 상호 상관 값들을 계산하는 것;
    최상의 상관 값을 결정하는 것; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 대해 은닉 마르코프 모델 테스트를 수행하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  25. 제 17 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장된 상기 기준 신호 템플릿은 주파수 도메인 템플릿을 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 특성화하는 하나 이상의 신호 벡터들을 계산하는 것;
    상기 메모리에 저장된 기준 벡터에 액세스하는 것;
    상기 수신된 신호 벡터 및 상기 액세스된 기준 벡터에 기초하여 코사인 값을 계산하는 것; 및
    상기 계산된 코사인 값이 임계 값 미만인지를 결정하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  26. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서에 결합된 다른 센서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 다른 센서로부터의 센서 입력을 수신하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되고,
    상기 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 것은, 상기 매치된 기준 신호 템플릿 및 상기 다른 센서로부터 수신된 상기 센서 입력 양쪽 모두와 연관된 기능성을 식별하는 것을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  27. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 기초하여 온도 변화를 검출하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  28. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    사용자 입력 제스처와 연관되는 사용자 식별된 기능성을 수신하는 것;
    사용자에게 상기 사용자 입력 제스처를 수행하도록 프롬프트하는 것;
    상기 힘 감응 센서로부터 전기 신호들을 수신하는 것;
    기준 신호 템플릿을 생성하기 위하여 상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 전기 신호들을 처리하는 것; 및
    상기 수신된 사용자 식별된 기능성과 관련하여 상기 생성된 기준 신호 템플릿을 상기 메모리에 저장하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 컴퓨팅 디바이스.
  29. 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 모바일 디바이스인, 컴퓨팅 디바이스.
  30. 제 17 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 태블릿 컴퓨팅 디바이스인, 컴퓨팅 디바이스.
  31. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 힘 센서로부터의 신호가 중단되는 때를 결정하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되고,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것은, 상기 힘 센서로부터의 상기 신호가 중단될 때 개시되는, 컴퓨팅 디바이스.
  32. 제 17 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 낮은 배터리 전력 조건이 존재하는 때를 결정하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하기 위한 프로세서 실행가능 명령들로 구성되고,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 것은, 최소 전력 상태에서 전화 통화를 개시하는 것을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  33. 제 17 항에 있어서,
    상기 힘 감응 센서는 상기 케이스의 외부 표면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  34. 제 17 항에 있어서,
    상기 힘 감응 센서는 상기 케이스의 내부 표면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  35. 제 17 항에 있어서,
    상기 케이스에 포지셔닝되고 상기 프로세서에 결합된 복수의 힘 감응 센서들을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 감응 센서들 중 적어도 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 이면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  37. 제 35 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 감응 센서들 중 적어도 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 각각의 측면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  38. 제 35 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 감응 센서들 중 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 각각의 측면에 포지셔닝되고, 상기 복수의 힘 감응 센서들 중 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 각각의 측면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  39. 컴퓨팅 디바이스로서,
    상기 컴퓨팅 디바이스의 케이스에 가해진 힘을 감지하는 힘 감지 수단;
    상기 컴퓨팅 디바이스에 가해진 가속도를 감지하는 가속도계;
    상기 힘 감지 수단으로부터 제 1 전기 신호를 수신하는 수단;
    상기 가속도계로부터 제 2 전기 신호를 수신하는 수단;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단;
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 수단;
    매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 수단; 및
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여, 상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 수단을 포함하고,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 수단은,
    복수의 기준 템플릿들 각각과 수신된 제 1 전기 신호 일부의 상호 상관 값들을 계산하는 수단;
    최상의 상관 값을 결정하는 수단; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 수단은,
    사용자 입력 이벤트 통지를 생성하는 수단; 및
    상기 사용자 입력 이벤트 통지를, 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행하는 애플리케이션에 포워딩하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 힘 감지 수단은 압전 센서를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  42. 제 39 항에 있어서,
    전자기 간섭에 대한 상기 수신된 제 1 전기 신호를 필터링하는 수단;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변환하는 수단;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수와 진폭 중 적어도 하나에서 정규화하는 수단; 및
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 일부를 식별하여 상기 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단을 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  43. 제 39 항에 있어서,
    상기 힘 감지 수단으로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수 도메인 데이터로 변환하는 수단을 더 포함하고,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단은, 센서 신호 주파수 도메인 데이터를 기준 주파수 도메인 템플릿과 비교하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  44. 삭제
  45. 제 39 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 수단은,
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 적어도 일부를 주파수 도메인 신호 부분으로 변환하는 수단;
    복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 주파수 도메인 부분의 상호 상관 값들을 계산하는 수단;
    최상의 상관 값을 결정하는 수단; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  46. 제 39 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 수단은,
    상기 힘 감지 수단으로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 대해 은닉 마르코프 모델 테스트를 수행하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  47. 제 39 항에 있어서,
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 수단, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 수단은,
    상기 힘 감지 수단으로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 특성화하는 하나 이상의 신호 벡터들을 계산하는 수단;
    기준 신호를 특성화하는 기준 벡터에 액세스하는 수단;
    상기 수신된 신호 벡터 및 상기 액세스된 기준 벡터에 기초하여 코사인 값을 계산하는 수단; 및
    상기 계산된 코사인 값이 임계 값 미만인지를 결정하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  48. 제 39 항에 있어서,
    다른 센서로부터의 센서 입력을 수신하는 수단을 더 포함하고,
    상기 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 수단은, 상기 매치된 기준 신호 템플릿 및 상기 다른 센서로부터 수신된 상기 센서 입력 양쪽 모두와 연관된 기능성을 식별하는 것을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  49. 제 39 항에 있어서,
    상기 힘 감지 수단으로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 기초하여 온도 변화를 검출하는 수단을 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  50. 제 39 항에 있어서,
    사용자 입력 제스처와 연관되는 사용자 식별된 기능성을 수신하는 수단;
    사용자에게 상기 사용자 입력 제스처를 수행하도록 프롬프트하는 수단;
    상기 힘 감지 수단으로부터 전기 신호들을 수신하는 수단;
    기준 신호 템플릿을 생성하기 위하여 상기 힘 감지 수단으로부터의 상기 수신된 전기 신호들을 처리하는 수단; 및
    상기 수신된 사용자 식별된 기능성과 관련하여 상기 기준 신호 템플릿을 메모리에 저장하는 수단을 더 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  51. 제 39 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 모바일 디바이스인, 컴퓨팅 디바이스.
  52. 제 39 항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 디바이스는 태블릿 컴퓨팅 디바이스인, 컴퓨팅 디바이스.
  53. 제 39 항에 있어서,
    힘 센서로부터의 신호가 중단되는 때를 결정하는 수단을 더 포함하고,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 수단은, 상기 힘 센서로부터의 신호가 중단될 때, 상기 식별된 기능성을 개시하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  54. 제 39 항에 있어서,
    낮은 배터리 전력 조건이 존재하는 때를 결정하는 수단을 더 포함하고,
    상기 식별된 기능성을 상기 컴퓨팅 디바이스 상에서 구현하는 수단은, 최소 전력 상태에서 전화 통화를 개시하는 수단을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  55. 제 39 항에 있어서,
    상기 힘 감지 수단은 케이스의 외부 표면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  56. 제 39 항에 있어서,
    상기 힘 감지 수단은 케이스의 내부 표면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  57. 제 39 항에 있어서,
    상기 힘 감지 수단은 복수의 힘 감응 센서들을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 감응 센서들 중 적어도 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 이면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  59. 제 57 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 감응 센서들 중 적어도 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 각각의 측면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  60. 제 57 항에 있어서,
    상기 복수의 힘 감응 센서들 중 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 각각의 측면에 포지셔닝되고, 상기 복수의 힘 감응 센서들 중 일부의 힘 감응 센서는 상기 케이스의 각각의 측면에 포지셔닝되는, 컴퓨팅 디바이스.
  61. 프로세서 실행가능 명령들을 저장하는 프로세서 판독가능 저장 매체로서,
    상기 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금,
    힘 감응 센서로부터 제 1 전기 신호를 수신하는 것;
    가속도계로부터 제 2 전기 신호를 수신하는 것;
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것;
    상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것;
    매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 것; 및
    상기 제 2 전기 신호에 기초하여, 상기 식별된 기능성을 구현하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되고,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 수신된 제 1 전기 신호 일부의 상호 상관 값들을 계산하는 것;
    최상의 상관 값을 결정하는 것; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 것을 포함하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 상기 식별된 기능성을 구현하는 것이,
    사용자 입력 이벤트 통지를 생성하는 것; 및
    상기 사용자 입력 이벤트 통지를, 상기 프로세서 상에서 실행하는 애플리케이션에 포워딩하는 것을 포함하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  63. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은 압전 센서로부터 전기 신호들을 수신하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  64. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금,
    전자기 간섭에 대한 상기 수신된 제 1 전기 신호를 필터링하는 것;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변환하는 것;
    상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수와 진폭 중 적어도 하나에서 정규화하는 것; 및
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 일부를 식별하여 상기 기준 신호 템플릿과 비교하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성된 것인, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  65. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 주파수 도메인 데이터로 변환하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되고,
    상기 기준 신호 템플릿은 주파수 도메인 템플릿이고,
    상기 프로세서는, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것이, 센서 신호 주파수 도메인 데이터를 기준 주파수 도메인 템플릿과 비교하는 것을 포함하도록 하는 프로세서 실행가능 명령들로 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  66. 삭제
  67. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 수신된 제 1 전기 신호의 적어도 일부를 주파수 도메인 신호 부분으로 변환하는 것;
    복수의 기준 템플릿들 각각과 상기 주파수 도메인 부분의 상호 상관 값들을 계산하는 것;
    최상의 상관 값을 결정하는 것; 및
    상기 상관 값이 임계 값을 초과하는지를 결정하는 것을 포함하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  68. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 대해 은닉 마르코프 모델 테스트를 수행하는 것을 포함하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  69. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 상기 수신된 제 1 전기 신호를 기준 신호 템플릿과 비교하는 것, 및 상기 수신된 제 1 전기 신호가 상기 기준 신호 템플릿과 매치되는지를 결정하는 것이,
    상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호를 특성화하는 하나 이상의 신호 벡터들을 계산하는 것;
    기준 신호를 특성화하는 기준 벡터에 액세스하는 것;
    상기 수신된 신호 벡터 및 상기 액세스된 기준 벡터에 기초하여 코사인 값을 계산하는 것; 및
    상기 계산된 코사인 값이 임계 값 미만인지를 결정하는 것을 포함하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  70. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금, 다른 센서로부터의 센서 입력을 수신하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되고,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 상기 매치된 기준 신호 템플릿과 연관된 기능성을 식별하는 것이, 상기 매치된 기준 신호 템플릿 및 상기 다른 센서로부터 수신된 상기 센서 입력 양쪽 모두와 연관된 기능성을 식별하는 것을 포함하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  71. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금, 상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 제 1 전기 신호에 기초하여 온도 변화를 검출하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  72. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금,
    사용자 입력 제스처와 연관되는 사용자 식별된 기능성을 수신하는 것;
    사용자에게 상기 사용자 입력 제스처를 수행하도록 프롬프트하는 것;
    상기 힘 감응 센서로부터 전기 신호들을 수신하는 것;
    기준 신호 템플릿을 생성하기 위하여 상기 힘 감응 센서로부터의 상기 수신된 전기 신호들을 처리하는 것; 및
    상기 수신된 사용자 식별된 기능성과 관련하여 상기 생성된 기준 신호 템플릿을 메모리에 저장하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  73. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 모바일 디바이스의 프로세서에 의해 수행되도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  74. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 태블릿 컴퓨팅 디바이스의 프로세서에 의해 수행되도록 구성되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  75. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금, 힘 센서로부터의 신호가 중단되는 때를 결정하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되고,
    상기 식별된 기능성을 구현하는 것은, 상기 힘 센서로부터의 상기 신호가 중단될 때 개시되는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
  76. 제 61 항에 있어서,
    상기 저장된 프로세서 실행가능 명령들은, 프로세서로 하여금, 낮은 배터리 전력 조건이 존재하는 때를 결정하는 것을 더 포함하는 동작들을 수행하게 하도록 구성되고,
    상기 식별된 기능성을 구현하는 것은, 최소 전력 상태에서 전화 통화를 개시하는 것을 포함하는, 프로세서 판독가능 저장 매체.
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