KR20130111245A - 일면 박막 용량성 터치 센서를 포함하는 악기 - Google Patents

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KR20130111245A
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필립 티. 오돔
마이클 윌레이스
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퓨어 이메지네이션 엘엘씨
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Abstract

터치 감응 악기가 본 명세서에 기술되며, 그 실시 상태들은 도전성 접지 평면을 포함하는 일면 용량성 터치 센서들, 애어갭을 포함하는 일면 용량성 터치 센서들, 분리 재료를 포함하는 일면 용량성 터치 센서들, 그리고/또한 도전성 접지 평면, 에어갭 및/또는 분리 재료의 결합을 포함하는 일면 용량성 터치 센서들을 포함한다. 기타와 같은 현악기를 시뮬레이션(simulation)하는 터치 감응 악기의 실시 상태들이 기술되어 있다.

Description

일면 박막 용량성 터치 센서를 포함하는 악기{MUSICAL INSTRUMENT WITH ONE SIDED THIN FILM CAPACITIVE TOUCH SENSORS}
[관련 출원의 교차 참고 사항]
본 출원은 2010년 6월 17일자 미합중국 가출원 제61/335,564호의 이익과 우선권을 주장하며, 상기 출원은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 발명은 악기 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전자적으로 소리를 발생하는 악기에 관한 것이다.
최근 저가의 컴퓨터 프로세서들과 로직 장치들의 급증은 게임기, 완구, 서적들 등에 영향을 끼쳐왔다. 일부 게임기, 완구 및 서적들은 청각적 및/또는 시각적 입출력(入出力) 로직과 결합한 제어 로직과 함께 내장형 센서들의 이용을 통해 게임기, 완구, 서적 등에 의하여 제공되는 대화식(對話式) 체험을 풍부하게 하고 있다. 한 가지 예는 오픈 페이지 또는 카드의 신원을 감지하고, 그 오픈 페이지 또는 카드의 내용에 관련된 독자에게 청각 피드백(auditory feedback)을 제공할 수 있는 서적 또는 카드 (예컨대, 인사장 카드)이다.
게임기, 완구 및 서적들에 사용된 센서의 한가지 유형은 용량성 터치 센서이다. 용량성 터치 센서는 통상 전기 절연체 내에 봉입된 소형 커패시터이다. 커패시턴스라 불리는, 이 커패시터는 전하(電荷)를 저장할 수 있는 능력이 있는 디바이스이다. 전원이 커패시터에 증가된 전압을 인가하게 되면, 커패시터가 이 증가된 전압으로 충전될 때까지 전하들이 커패시터 내로 유입된다. 이와 유사하게, 전원이 커패시터에 감소된 전압을 인가하면, 커패시터가 상기 감소된 전압으로 방전될 때까지 전하들이 커패시터로부터 유출된다. 커패시터가 충전 또는 방전하는데 걸리는 시간의 양은 인가된 전압의 변화 및 커패시터의 커패시턴스에 좌우된다. 커패시턴스를 알지 못하는 경우, 이는 충전 또는 방전 시간과 인가된 전압의 변화량으로부터 계산할 수 있다. 용량성 터치 센서를 터치하거나 상기 센서에 접근하는 자는 자신의 커패시턴스와 상기 용량성 터치 센서의 커패시턴스를 결합함으로써 그 센서의 유효 커패시턴스를 변화시킬 수 있다. 이러한 유효 커패시턴스에 있어서의 변화는 충전 시간 또는 방전 시간의 변화에 의해 검출할 수 있다.
휴대 전화 및 ATM에 사용되는 것과 같은 대부분의 통상 용량성 터치 센서는 두께가 수 밀리미터인 비가요성 기판 위에 만들어지며 유리에 의하여 보호된다. 미국 특허 제6,819,316호 "가요성 용량성 터치 센서"에 기재되어 있는 바와 같이, 박막 용량성 터치 센서들은 알려져 있다. 그러나, 박막 용량성 터치 센서들은 그다지 많이 사용되지 않는다. 한 가지 이유는 박막 용량성 터치 센서들이 상기 박막 용량성 터치 센서들을 센서의 양면(兩面)에 대한 터치에 감응하도록 만드는 "양면" 효과 ("two-sided" effect)를 보일 수 있기 때문이다.
다수의 선행 특허 문헌들에 게임기 (예컨대, 보드 게임기), 완구, 서적 및 카드들을 기재된 바 있는데, 이들은 컴퓨터와 센서를 이용하여 보드 게임기, 완구, 서적 및 카드의 구성 요소들과 인간과의 대화를 검출한다. 다음의 문헌들은 공지된 관련 기술 목록을 나타내는 것이다.
Figure pct00001

상기 표에 실린 각 참고문헌(참조로서 필수 자료로 포함되지 않음)의 교시는 본 명세서에 참조로서 포함된다. 상기 발명 및 특허들은 단독으로 보거나 혹은 이들을 조합하여 보아도, 이하에서 기술하고 본원에서 특허 청구하는 본 발명의 실시 상태(들)를 기재하고 있지 않다.
예컨대, 미국 특허 제5,853,327호 "컴퓨터화 게임 보드"는 게임 보드에 대한 완구 그림의 위치를 자동 감지하여 컴퓨터화 게임 시스템에 입력을 공급하는 시스템을 기술하고 있다. 이 시스템은 감지 대상인 각각의 게임 피이스(game piece)가 트랜스폰더(transponder)를 포함해야 함을 요하는데, 이 트랜스폰더는 신호 발생기로부터 여기(勵起)된 전자계 신호를 수신하여 상기 게임 보드에 내장된 한 개 이상의 센서에 의해 검출되는 응답 신호를 발생한다. 이러한 시스템은 복잡성과 비용 때문에 저가의 게임기 및 완구의 실현을 어렵게 만든다.
미국 특허 제5,129,654호 "전자 게임기", 미국 특허 제5,188,368호 "전자 게임기" 및 미국 특허 제6,168,158호 "보드 상의 플레잉 피이스를 검출하는 장치"는 모두 공진 주파수 감지법을 이용하여 게임 피이스(game piece)의 위치 및/또는 신원을 결정하는 시스템들을 기술하고 있다. 각 시스템은 특유의 각 게임 말의 어떤 특정한 특징과 결합된 공진 회로를 요하는데, 이는 시스템의 복잡성과 비용을 증대시키는 한편 사용의 융통성을 저하시킨다.
미국 특허 제5,413,518호 "접근 응답 완구"는 고주파수 발진기에 결합된 용량성 터치 센서를 이용하는 자동 감지 기능이 구비된 완구의 또 하나의 예를 기술하고 있는데, 이에 의해 상기 발진기의 주파수는 용량성 터치 센서에 도전성 물체(예컨대, 사람의 손)를 접근시킴으로써 일부 측정된다. 이 시스템은 동시에 배치시킬 수 있는 센서들의 수를 제한할 수도 있는 특화(特化)한 전자 회로를 필요로 한다는 단점이 있다.
미국 특허 제6,955,603호 "사용자 움직임을 인지할 수 있는 대화식 게임 장치"는 일련의 발광기와 광감지기를 사용하여 플레이어의 손 또는 기타 신체 부위로부터 반사되는 빛의 강도를 측정함으로써 플레이어를 감지하는 또 한 가지 접근 방식을 기술하고 있다. 이러한 시스템은 특히 검출용의 공간 감도를 증대시키기 위한 고가의 발광기와 광감지기를 요한다.
미국 특허 제5,645,432호 "완구 또는 교습 장치"는 전면 및 후면 커버, 책등(spine), 복수의 페이지, 상기 전면 및 배면 커버에 설치된 복수의 압력 센서와 상기 압력 센서에 접속된 음향 발생기를 포함하고 있는 완구 또는 교습 장치를 기술하고 있다. 상기 압력 센서들은 대응하는 커버 위에 놓이는 페이지의 정렬된 위치에 가해지는 압력에 응답하여 상기 음향 발생기를 작동시켜, 눌리는 센서의 위치와 압력이 가해진 페이지 양자(兩者)에 관련된 음향을 발생하도록 한다.
미국 특허 제5,538,430호 "자가(自家) 읽기형 어린이 서적"은 낱말 등의 일련의 표시를 디스플레이하고, 각각의 표시 밑에 발광 다이오드 등의 시각적 표시기를 구비하는 자가 읽기형 어린이 전자 서적에 대하여 기술하고 있는데, 상기 시각적 표시기는 어린이가 각각의 발광 다이오드와 관련된 스위치를 터치하여 상기 광 및 작동된 스위치와 관련된 표시 또는 낱말을 음성화하는 음성 합성기를 순차적으로 구동시킴에 따라 순차로 자동 조명된다.
미국 특허 제4,299,041호 "만화 영화 장치"에는 표면에 효과 발생기와 관련된 그림 및/또는 인쇄물이 적용된 패널 부재, 이 패널 부재에 설치되어 있으나 상기 그림 및/또는 인쇄물의 독자에게는 보이지 않는 전자 회로 및 작동시에 상기 전자 회로를 트리거하여 상기 효과 발생기가 동작하도록 하는 상기 패널 부재상에 마련된 작동기를 포함하는 시각 및/또는 음향 효과를 생성하기 위한 인사장 카드, 디스플레이 카드 등의 형태로 된 장치가 기재되어 있다.
이상의 특허들을 비롯한 선행 특허들은 각각 고가의 구성 소자 또는 제조 기술을 요하고 그리고/또는 한정된 기능을 나타내는 게임기, 완구, 서적 및/또는 카드를 기술하고 있다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 본 발명의 실시 상태들은 이들 선행 특허들의 한계를 극복하고 있다.
터치 감응형 센서를 가진 기타와 유사한 악기의 실시 상태들은 본 명세서에 기술된다. 일부 실시 상태들은 용량성 터치 센서층과, 이 용량성 터치 센서층에 인접한 분리층과, 상기 용량성 터치 센서층의 배면을 차폐하기 위하여 상기 분리층에 인접하게 배치된 도전체 접지 평면층을 포함한다. 다른 실시 상태들은 용량성 터치 센서층과, 이 용량성 터치 센서층의 배면을 차폐하기 위해 상기 용량성 터치 센서에 인접하여 에어갭층(air gap layer)을 형성하기 위한 분리층을 포함하는 터치 감응형 센서들을 가진다.
본 발명의 박막 용량성 터치 센서용 시스템과 방법은, (1) 저가이고 간단한 구성이라는 점, (2) 특히 휴대 장치용 용량성 터치 센서가 실질적으로 일면 트리거라는 점, (3) 구조가 얇다는 점, (4) 게임기, 보드 게임기, 완구, 서적 및 인사장 카드에 대하여 터치 감지법을 적용한 것이라는 점, 그리고 (5) 일정의 층 또는 기판 표면에 상기 용량성 터치 센서와 함께 그림 인쇄층을 결합한 것이라는 점을 비롯한 여러 가지 이점들이 있다.
본 발명의 추가의 이점은 후술하는 설명에 일부 기재될 것이고, 또 일부는 그 설명으로부터 자명하게 될 것이며, 또는 본 발명을 실행함으로써 지득(知得)될 수 있게 될 것이다. 본 발명의 이점들은 특히 첨부하는 특허 청구의 범위에 기재되어 있는 수단과 조합에 의하여 실현 및 성취될 수 있다. 본 발명의 실시 상태에 따른 추가의 이점들은 본 발명의 양호한 실시 상태들을 특정 및 도시하고 있는 첨부 도면과 관련한 이하의 상세한 설명으로부터 자명하게 될 것이다.
본 명세서에 통합되어 그의 일부를 이루는 첨부 도면들은 본 발명의 한 가지 이상의 실시 상태를 도시하고 있으며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리와 실현을 설명하는 데 도움이 된다.
도 1 내지 도 4는 필 패턴(fill pattern)이 상이한 박막 용량성 터치 센서의 실시 상태를 나타내고 있다.
도 5 및 도 6은 박막 용량성 터치 센서를 인쇄된 그림과 결합시키는 방법을 나타내고 있다.
도 7은 도전체 접지 평면층이 포함된 일면 박막 용량성 터치 센서를 나타내고 있다.
도 8은 다른 접지 평면 구성을 포함하는 일면 박막 용량성 터치 센서를 나타내고 있다.
도 9는 도 8의 일면 박막 용량성 터치 센서의 또 다른 도면을 보여주고 있다.
도 10은 보호용 에어갭층을 포함하는 용량성 센서의 측면도를 나타내고 있다.
도 11은 보호용 에어갭층을 포함하는 다른 실시 상태의 용량성 터치 센서의 측면도를 나타내고 있다.
도 12는 보호용 분리 재료를 포함하는 다른 실시 상태의 용량성 터치 센서의 측면도를 나타내고 있다.
도 13은 보호용 골판지상에 설치된 용량성 터치 센서의 측면도를 나타내고 있다.
도 14는 박막 용량성 터치 센서와 한 개 이상의 도전체 접지 평면층을 포함하는 기타의 구성도를 나타내고 있다.
도 15는 다른 실시 상태의 기타의 구성도를 나타내고 있다.
도 16은 박막 용량성 터치 센서와 에어갭층을 포함하는 기타의 구성 방법을 나타내고 있다.
도 17은 다른 실시 상태의 기타의 구성 방법을 나타내고 있다.
도 18a 및 도 18b는 기타 실시 상태의 용량성 터치 센서 레이아웃(layout)을 나타내고 있다.
도 19는 기타의 스트럼(strum) 센서를 나타내고 있다.
도 20은 기타의 업 스트럼 어택(up strum attack) 샘플과, 코드(chord) 샘플을 나타내고 있다.
도 21은 기타의 다운 스트럼 어택(down strum attack) 샘플과, 코드 샘플을 나타내고 있다.
도 22는 기타의 목(neck)부와 프렛(fret) 센서를 나타낸다.
도 23은 기타의 프렛 센서를 나타낸다.
도 24는 기타의 코드(chord) 운지표를 나타낸다.
[도면에 사용된 번호의 설명]
도면에 있어서, 유사한 참조 부호들은 몇 개의 도면에 걸쳐 유사한 소자들을 나타낸다. 사용된 참조 번호들에 관하여, 각종 도면에 걸쳐 다음의 번호들이 사용된다:
10: 박막 용량성 터치 센서
12: 용량성 소자
14: 박막 기판
16: 전기 상호 접속기
20: 50% 필 패턴 용량성 터치 센서
22: 50% 필 패턴 용량성 소자
30: 35% 필 패턴 용량성 터치 센서
32: 35% 필 패턴 용량성 소자
34: 박막 용량성 터치 센서
36: 용량성 필드
42: 그림 인쇄층
44: 용량성 터치 센서층
46: 용량성 소자
48: 박막 기판
52: 그림 인쇄층
54: 용량성 터치 센서층
56: 용량성 소자
58: 박막 기판
60: 일면 박막 용량성 터치 센서
62: 도전체 접지 평면층
64: 용량성 터치 센서층
66: 분리층
70: 일면 박막 용량성 터치 센서
71: 용량성 소자
72: 도전체 접지 평면층
74: 용량성 터치 센서층
76: 분리층
78: 박막
80: 전자 기기
170: 일면 박막 용량성 터치 센서
172: 용량성 터치 센서층
174: 분리 기저부(基底部)
176: 에어갭층
180: 일면 박막 용량성 터치 센서
182: 용량성 터치 센서층
184: 분리 기저부
186: 에어갭층
190: 일면 박막 용량성 터치 센서
192: 용량성 터치 센서층
194: 후막(厚膜) 분리 재료
200: 일면 박막 용량성 터치 센서
202: 용량성 터치 센서층
204: 골판지형 구조
206: 에어갭층
220: 용량성 기타
222: 기타 본체
224: 목부 도전체 접지 평면층
226: 목부 하우징
228: 기타 목부
230: 본체의 도전체 접지 평면층
232: 본체 분리층
234: 그림 인쇄층
236: 용량성 터치 센서층
238: 전자 기기 패키지
239: 스피커
340: 용량성 기타
342: 기타 본체
344: 에어갭층
346: 목부 하우징
348: 기타 목부
350: 용량성 터치 센서층
352: 본체 분리층
354: 그림 인쇄층
356: 용량성 터치 센서층
358: 전자 기기 패키지
359: 스피커
372: 그림 인쇄층
374: 용량성 터치 센서층
376: 스트럼 센서
380: 기타 목부
382: 기타 하이넥(high neck)
384: 팜 뮤트(palm mute) 센서
386: 제어 센서
388: 인쇄 회로 기판 버스 연결
390: 도전성 트레이시스(traces)
392: 상부 스트럼(upper strum) 센서
394: 하부 스트럼(lower strum) 센서
396: 업 스트럼(up strum) 센서
398: 다운 스트럼(down strum) 센서
400: 커먼 코드(common chord) 샘플
402: 업 스트럼 어택 샘플
404: 다운 스트럼 어택 샘플
본 발명의 상세한 설명을 시작하기 전에, 먼저 언급해둘 것이 있다. 적절한 경우, 상이한 도면들에 있어서 동일한 참조 번호와 문자들은 동일 또는 유사하거나 대응하는 부품들을 나타내는 데 사용된다. 본 발명의 설명에 관련된 도면들은 일정한 비례로 치수의 정확도에 의하여 작도된 것이 아니다. 즉, 이들 도면은 치수의 정확도보다는 오히려 관찰과 이해의 명확성에 초점을 두고 작도된 것들이다.
명확성을 도모하기 위하여, 본 명세서에 설명되는 본 발명의 실현에 관한 일반적인 특징들이 모두 도시되고 기재되어 있는 것은 아니다. 물론, 그러한 실질적인 실현을 전개함에 있어서, 개발자의 특정의 목적을 달성하려면 적용 및 사업에 관련된 규제의 준수와 같은 다수의 실현마다의 특정 결정들이 행해져야 한다는 사실과, 이들 특정의 목적은 한 실현으로부터 다른 실현에 이르기까지 다양하고, 한 사람의 개발자로부터 다른 개발자에 이르기까지 다양하다는 사실을 이해하게 될 것이다. 더구나, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 낭비가 되겠지만, 본 발명의 개시(開示) 덕택에 이 기술 분야의 숙련자들의 일상적인 엔지니어링 업무가 됨을 이해하게 될 것이다.
도 1 내지 도 24는 용량성 터치 센서를 이용하는 전자 악기의 실시 상태를 나타내고 있다. 실시예시들에서 기술된 상기 전자 악기는 기타이지만, 이 기술 분야의 숙련자들은 본 명세서에 기술하는 교시들이 밴조, 바이올린, 첼로들 등과 같은 다른 전자 악기들에 적용 가능함을 깨달을 것이다.
도 1 내지 도 6은 일반적으로 양면 박막 용량성 터치 센서의 구조를 설명하고 있다. 도 7 내지 도 9는 일반적으로 도전체 접지 평면층을 포함하는 일면 박막 용량성 터치 센서를 설명하고 있다. 도 10 내지 도 13은 일반적으로 에어갭층 또는 분리층들을 포함하는 일면 박막 용량성 터치 센서를 설명하고 있다. 저렴하고 간단하며 우아한 이들 박막 용량성 터치 센서는 게임기 (예컨대, 보드 게임기), 완구 (예컨대, 기타, 드럼 등의 악기), 서적 및 인사장 카드들이 터치에 대한 감응 기능을 포함할 수 있게 해준다.
제조업자들에 의하여 시판(市販) 중인 현존하는 다수의 용량성 터치 센서 키트들은 인쇄 회로 보드를 사용하여 박막 용량성 센서를 제작 및 전기 접속시키고 있다. 이러한 접근 방식은 너무 고가이고 다루기 곤란하여 대부분의 저가 어플리케이션(예컨대, 특히 게임기, 완구, 서적 및 인사장 카드)에는 적용할 수 없다. 저가의 대안(代案)은 박막 용량성 터치 센서(인쇄 회로 기판에 비하여 얇다)를 제작하는 것이다. 박막 용량성 터치 센서의 한 가지 제작법은 스크린 인쇄 기법을 이용하여 박막 기판에 도전성 잉크로 커패시터의 소자들을 인쇄하는 것이다. 상기 박막 기판은 플라스틱(예컨대, 폴리에스테르) 또는 종이와 같은 판상(板狀) 재료일 수가 있다. 게다가 인쇄 회로 기판보다 더 저가이며, 폴리에스테르나 종이와 같은 박막 기판들은 더 가요성이다.
도 1 내지 도 4는 상이한 필 패턴을 포함하는 박막 용량성 터치 센서의 실시 상태를 나타내고 있다. 도 1은 솔리드(solid) 필 패턴을 포함하는 박막 용량성 터치 센서를 도시하고 있다. 박막 용량성 터치 센서 10은 박막 기판 14와 용량성 소자 12를 포함하고 있다. 용량성 소자 12는 박막 기판 14에 다공성이 없이 침착시킨 도전성 잉크로 만들어지며, 여기에 솔리드 필 패턴이 공급된다. 이 실시 상태에 있어서, 도전성 잉크는 스크린 인쇄 기법에 의하여 침착되지만, 다른 실시 상태에서는 다른 기법을 이용하여도 무방하다. 박막 용량성 터치 센서 10은 용량성 소자 12를 상기 박막 용량성 터치 센서 10의 외부 회로에 전기 접속하기 위하여 배치된 전기 배선 16을 또한 포함하고 있다. 이 실시 상태에 있어서, 전기 배선 16은 또한 박막 기판 14 위에 침착된 도전성 잉크이다. 본 명세서에서는, 상기 용량성 소자 및 전기 상호접속기는 이들을 일괄하여, "통전로(通電路)" 라고 부르기로 한다.
사용되는 도전성 잉크는 일반적으로 폴리머와 금속 및/또는 탄소 도전체 재료를 함유한다. 예를 들면, 상기 폴리머는 분상(粉狀) 및/또는 편상(片狀))의 은, 금, 구리, 니켈 및/또는 알루미늄을 함유할 수도 있다. 일부의 실시 상태에 있어서, 상기 통전로는 재료의 조성 및 구성에 따라 저항 범위가 100 Ω 미만 내지 8 ㏀ 이다. 도전성 재료가 소량 함유된 도전성 잉크는 저가일 수 있으나, 저항이 더 클 수 있다. 도전성 재료가 다량 함유된 도전성 잉크는 고가일 수 있으나, 저항이 낮을 수 있다.
대안으로서는, 스크린 인쇄된 도전성 잉크 대신에, 한 개 이상의 통전로는 동박 또는 다른 금속층으로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 한 개 이상의 통전로는 동박판으로부터 형성될 수 있고, 이 동박판은 한 개 이상의 통전로 즉, 용량성 소자 및/또는 연관된 전기 배선을 형성하기 위해 사진 석판술로 패턴을 형성하거나 식각된다. 부분 필 패턴들을 포함하는 용량성 소자는 마찬가지로 얇은 금속으로부터 식각될 수 있다. 구리 통전로는 가요성 기판 층에 적층될 수 있다. 따라서, 구리 통전로와 도전성 잉크 통전로 양자 또는 이것의 결합은 가요성 회로(예, 플렉스 회로)의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
용량성 터치 센서의 비용은 도 1에 도시된 솔리드 필 패턴을 포함하는 용량성 소자 12를 부분 필 패턴을 포함하는 용량성 소자로 대치하여 부분 필 패턴 용량성 터치 센서를 형성함으로써 경감시킬 수 있다. 부분 필 패턴 용량성 소자는 다공성이다. 다르게 말하면, 부분 필 패턴 용량성 소자 아래의 박막 기판 영역은 도전성 잉크가 완전하지 않게 덮인다. 그러나, 상기 부분 필 패턴 용량성 소자는 연속성이므로, 그 소자의 모든 부분으로 전하가 흐를 수 있다.
부분 필 패턴 용량성 터치 센서의 예로서, 도 2는 50% 필 패턴 용량성 터치 센서 20을 도시하고, 도 3은 35% 필 패턴 용량성 터치 센서 30을 도시하고 있다. 도 2에 있어서, 50% 필 패턴 용량성 터치 센서 20은 50% 필 패턴 용량성 소자 22를 포함하고 있는데, 이는 50% 필 패턴 용량성 소자 22 아래의 박막 기판 14의 50%만이 도전체 재료가 차지하고 있다는 것을 의미한다. 도 3에 있어서, 35% 필 패턴 용량성 터치 센서 30은 35% 필 패턴 용량성 소자 32를 포함하고 있는데, 이는 35% 필 패턴 용량성 소자 22 아래의 박막 기판 14의 35%만이 도전체 재료가 차지하고 있다는 것을 의미한다. 필 패턴의 비율이 감소하면, 용량성 터치 센서의 커패시턴스가 감소하지만, 용량성 터치 센서가 차지하는 면적은 변함이 없이 그대로 동일하다. 사람의 손가락 접촉을 감지하는 다수의 어플리게이션들을 위해, 필 패턴은 가능한 적은 35%로 낮추어 감소시키는 것이 상당한 성능 손실 없이 용량성 터치 센서의 가격을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 그러므로, 용량성 소자는 사용자가 터치하기 위한 큰 타겟, 그러나 도전체 재료가 감량된 큰 타겟이 될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시 상태에 있어서, 도시된 부분 필 패턴은 직각으로 교차하는 직교 수평선 및 수직선으로 이루어진 직선 격자(格子)이다. 그러나, 원형 소공(小孔)으로 된 기타의 규칙적인 부분 필 패턴을 사용하여도 좋다. 편의상, 본 명세서에 있어서, "격자"는 임의의 부분 필 패턴을 의미하는 것으로 한다.
도 4는 도 1 내지 도 3과 관련하여 설명한 것들과 같은 박막 용량성 터치 센서 34의 측면도이다. 충전시, 박막 용량성 터치 센서 34의 전후로부터 용량성 필드 36이 신장(伸張)되어 나온다. 용량성 필드 36은 근처에 있는 사람의 손과 같은 도전체와 상호 작용하게 되는 전기장(電氣場)이며, 박막 용량성 터치 센서 34의 유효 커패시턴스를 변화시킨다. 박막 용량성 터치 센서 34는, 상기 유효 커패시턴스의 변화를 통하여 전면 또는 배면 중 어느 일면에서 용량성 필드 36과의 상호 작용을 검출할 수 있기 때문에, "양면형"이라고 부를 수 있다.
일부 실시 상태에 있어서, 한 개 이상의 박막 용량성 터치 센서와 동일한 가요성 기판상에 적어도 부분적으로, 상기 한 개 이상의 용량성 소자와 이에 관련된 상호 전기 접속기에 연결되는 임의의 추가적인 전자 기기들이 포함될 수 있다. 대안으로서는, 상기 추가의 전자 기기들 중 적어도 일부가 별도의 기판상에 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 전자 기기들 중 적어도 일부가 별도의 인쇄 회로 기판상에 포함될 수 있다. 이 기술 분야에 알려져 있는 전기 결합 디바이스들 및/또는 방법들을 사용하여 복수 개의 기판상에 복수 개의 회로를 전기적으로 결합시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 박막 용량성 터치 센서를 그림 인쇄층과 결합시키는 방법을 나타내고 있다. 도 5는 박막 용량성 터치 센서를 그림 인쇄층과 결합시키는 제1 방법을 나타내고 있다. 용량성 터치 센서층 44는 적층법, 접착법 또는 기타의 공정에 의하여 그림 인쇄층 42에 결합된다. 이 용량성 터치 센서층 44는 박막 기판 48(예컨대, 종이 또는 플라스틱)의 표면에 배치되는 한 개 이상(도시된 실시 상태에서는 세 개)의 용량성 소자 46를 포함하여, 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명한 것들과 구성상 유사한 한 개 이상의 박막 용량성 터치 센서를 형성한다. 이 실시 상태에 있어서, 용량성 소자 46은 스크린 인쇄법을 사용하여 박막 기판 48의 표면에 침착된 도전성 잉크이다. 다른 실시 상태에서는, 용량성 소자 46은 금속박(金屬箔)으로부터 석판법에 의하거나, 또는 기타의 방법으로 제작할 수 있다.
도 6은 박막 용량성 터치 센서를 그림 인쇄층과 결합시키는 제2 방법을 나타내고 있다. 여기서, 그림 인쇄층 52는 박막 기판 56의 표면에 직접 인쇄된 그림을 포함하고 있다. 한 개 이상의 용량성 소자 56가 동일한 박막 기판 58의 표면에 배치되어, 용량성 터치 센서층 54를 구성한다. 따라서, 본 실시 상태에서, 용량성 터치 소자들은 그림 인쇄층 52의 일부이다. 다르게 말해, 용량성 터치 센서층 54는 그림 인쇄층 52와 합쳐진다. 일부 실시 상태들에 있어서, 불투명한 비도전성 잉크층이 상기 그림 위의 그림 인쇄층 52에 인쇄되고, 용량성 소자 56은 상기 불투명층 위에 인쇄되어도 좋다. 이 불투명층은 실질적으로, 통전로 및/또는 제품 지지 구조가 박막 기판 58을 통하여 보이지 않도록 해준다. 다른 실시 상태에 있어서, 용량성 소자 56은 불투명층이 없이 그림 인쇄층 위에 직접 인쇄된다.
접지 평면을 갖는 일면 용량성 터치 센서들(도 7 내지 9)
도 7 내지 도 9는 도 1 내지 도 6과 관련하여 상기에서 설명한 박막 용량성 터치 센서의 양면 기능을 실질적으로 경감시키기 위하여 도전체 접지 평면층을 갖는 일면 박막 용량성 터치 센서의 실시 상태를 나타내고 있다. 게임기, 완구, 서적 및 인사장 카드와 같이 손에 들 수 있는 장치에 대해, 일면 박막 용량성 터치 센서는 사용자가 이러한 장치들과 적절하게 대화할 수 있는 능력을 개선할 수 있다.
도 7은 도전체 접지 평면층 62를 갖는 일면 박막 용량성 터치 센서 60을 나타내고 있다. 일면 박막 용량성 터치 센서 60은 분리층 66에 의하여 도전체 접지 평면층 62로부터 분리된 용량성 터치 센서층 64를 포함하고 있다. 용량성 터치 센서층 64는 도 1 내지 도 4와 관련하여 설명한 양면 박막 용량성 터치 센서이다. 이 실시 상태에 있어서, 분리층 66은 종이 또는 플라스틱과 같은 유전(誘電) 재료제 박판이다. 도전체 접지 평면층 62는 분리층 66의 배면측에 알루미늄박 또는 스크린 인쇄된 잉크 등의 극히 박판형의 도전성 재료를 설치함으로써 구성된다. 도전체 접지 평면층 62와 용량성 터치 센서층 64 사이의 분리 간격은 최소 0.5 ㎜이다. 분리 간격이 0.5 ㎜ 미만이면, 용량성 터치 센서 64의 기저(基底) 커패시턴스가 극적으로 증가하게 되므로, 사람이 손에 의한 그 어떤 터치도 용량성 터치 센서층 64의 유효 커패시턴스를 변동시키지 않게 되어 터치의 검출이 불가능하다. 분리 간격이 0.5 ㎜ 미만이면, 용량성 터치 센서층 64기 기계적으로 절곡을 격는 경우, 일면 박막 용량성 터치 센서 60은 기저 커패시턴스에서 큰 변동을 겪을 수 있다. 일면 박막 용량성 터치 센서 60의 단순한 구부림도, 일면 박막 용량성 터치 센서 60을 사람의 손으로 터치할 때 일반적으로 나타나는 것보다 큰 유효 커패시턴스의 변동을 야기하게 되어, 일면 박막 용량성 터치 센서 60의 터치 감도를 떨어뜨릴 수 있다.
도 8은 대안의 접지 평면 구성을 가진 일면 박막 용량성 터치 센서 70을 나타내고 있다. 일면 박막 용량성 터치 센서 70은 박막 78 위에 배치된 한 개 이상의 용량성 소자 71(도면에서는 보이지 않음, 도 9 참조)을 구비하여 동일한 박막 78 위에 용량성 터치 센서층 74와 도전체 접지 평면층 72를 형성하는데, 상기 박막 78은 분리층 76의 주위를 감싸고 있다. 이 실시 상태에 있어서, 분리층 76은 종이 또는 플라스틱과 같은 유전 재료제 박판이다.
도 9는 도 8의 일면 박막 용량성 터치 센서 70의 또 다른 도면으로서, 동일한 박막 78 위에 배치된 용량성 소자 71과 도전체 접지 평면층 72를 도시하고 있는데, 박막 78은 편평하게 놓이지만 분리층 76 주위를 감싸도록 구성된다(감싸는 작용을 보여주는 화살표가 표시된 도 9 참조). 도전체 접지 평면층 72는 도 1 내지 도 4에서 설명한 바와 같이 격자 또는 솔리드 필 패턴일 수 있다. 일부 실시 상태에 있어서, 용량성 소자 71과 도전체 접지 평면층 72는 동일한 도전성 재료(예컨대, 도전성 잉크)로부터 실질적으로 동시에(예컨대, 동일한 패턴의 인쇄 스크린으로부터) 형성될 수 있다. 또한, 일면 박막 용량성 터치 센서 70의 유효 커패시턴스를 측정하기 위한 전자 기기 80이 도시되어 있다.
에어갭을 포함하는 일면 용량성 터치 센서들(도 10 내지 도 11)
도 10 내지 도 13은 도 1 내지 6의 설명에서 상기에 기술한 박막 용량성 터치 센서들의 양면 기능성을 실질적으로 경감시킴과 아울러 단순한 구조와 저가를 유지하는 에어갭층을 포함한 실시 상태들을 도시한다. 게임기, 완구, 서적 그리고 인사장 카드들과 같이 손에 들 수 있는 장치들에 대해, 박막 용량성 터치 센서의 일면 기능성은 사용자가 이러한 장치들과 적절히 대화할 수 있도록 하는 기능을 기선할 수 있다.
일면 용량성 터치 센서를 실질적으로 형성하기 위해 용량성 접지 평면층 차폐물을 사용하는 대안적 접근법으로서, 다른 실시 상태들은 일면 용량성 터치센서의 차폐물로서 유전상수가 매우 낮은 재료들을 사용한다. 더 구체적으로, 매우 낮은 유전 상수를 가진 매우 저가인 하나의 재료는 공기이다. 에어갭층의 포함은 용량성 터치 센서 에어갭층면의 용량 감도를 더 낮출 것이다. 그럼에도 불구하고, 용량성 필드는 용량성 터치 센서의 구성에 따라 공기를 통한 접근에 의해 여전히 트리거될 수 있다. 따라서, 에어갭층을 갖는 일면 박막 용량성 터치 센서는 잠재적인 어플리케이션에 대해 그들의 적합도를 결정하기 위해 시험되도록 해야 한다. 예를 들어, 용량성 터치 센서 터치의 크기/면적과 공기를 통한 접근 감도 사이에는 관계가 있다. 일반적으로, 용량성 터치 센서가 클수록 민감하고 적절한 차폐를 위해 더 두꺼운 에어갭을 요할 수 있다. 하나의 지침으로서, 에어갭층은 적어도 용량성 소자 위에 적층된 재료의 두께여야 한다. 예를 들어, 2 밀(mil) 두께의 박막 용량성 터치 센서(박막 하부에 도전성 잉크로 인쇄된 용량성 소자를 포함하는 박막), 10 밀(mil) 두께의 그림 인쇄층과 5 밀(mil) 접착층을 포함하는 배치는 용량성 소자의 합계 17 밀(mil)의 적층이다. 이는 최소 17 밀(~0.5mm)의 에어갭층을 시사한다. 면적이 평방 2 인치 미만인 용량성 소자에 대해서 적층 두께의 5배 에어갭층이면 충분한 것으로 입증되었다.
도 10은 차폐용 에어갭층 176을 포함하고 있는 일면 박막 용량성 터치 센서 170의 실시 상태 측면도이다. 일면 박막 용량성 터치 센서 170은 분리 기저부 174상에 배치된 용량성 터치 센서층 172를 포함하고 있다. 분리 기저부 174에는 성형되거나 또는 절단된 패턴이 마련되어 있어 용량성 터치 센서 172의 반대쪽 분리 기저부 174에 에어갭층 176이 형성된다. 분리 기저부 174는 사람의 손과 같은 외부 물체가 에어갭층 176 내로 들어와 용량성 터치 센서층 172 내 센서의 유효 커패시턴스를 변화시키는 것을 방지한다. 에어갭층 176은, 앞에서 설명한 바와 같이, 하부로부터의 터치에 대한 감도를 경감시킨다. 이 실시 상태에 있어서, 분리 기저부 174는 격자 구조이지만, 다른 실시 상태에 있어서는 골판지 구조 등의 다른 기하학적 구조를 사용하여 에어갭 176을 형성할 수도 있다.
도 11은 차폐용 에어갭층 186을 포함하고 있는 일면 박막 용량성 터치 센서 180의 측면도이다. 일면 박막 용량성 터치 센서 180은 분리 기저부 184상에 배치된 용량성 터치 센서층 182를 포함하고 있다. 분리 기저부 184에는 성형되거나 또는 절단된 패턴이 마련되어 있어 용량성 터치 센서 182에 가장 인접한 분리 기저부 184에 에어갭층 186이 형성된다. 분리 기저부 184는 사람의 손과 같은 외부 물체가 에어갭 층 186 내로 들어와 용량성 터치 센서 182 내 센서의 유효 커패시턴스를 변화시키는 것을 방지한다. 에어갭층 186은 하부로부터의 터치에 대한 감도를 낮추어준다. 이 실시 상태에 있어서, 분리 기저부 184는 격자 구조이지만, 다른 실시 상태에 있어서는 골판지 구조 등의 다른 기하학적 구조를 사용하여 에어갭 186을 형성할 수도 있다.
분리층을 포함하는 일면 용량성 터치 센서들(도 12 내지 도 13)
도 12는 두꺼운 분리 재료 194를 포함하고 있는 일면 박막 용량성 터치 센서 190의 측면도이다. 일면 박막 용량성 터치 센서 190은 두꺼운 분리 재료 194상에 배치되는 용량성 터치 센서층 192를 포함하고 있다. 두꺼운 분리 재료 194는 플라스틱이나 카드 보드 등의 부도체(不導體) 재료이다. 일면 박막 용량성 터치 센서 190는 두꺼운 분리 재료 194를 포함하는 용량성 터치 센서층 192의 배면측상에서의 터치에 대한 감도를 감소시키거나 제거한다. 두꺼운 분리층 194는 용량성 터치 센서층 192의 배면측으로부터의 터치를 더 강요하게 되므로 그러한 터치 동안 용량성 터치 센서층의 유효 커패시턴스에 대한 변화를 감소시킨다.
도 13은 골판지형 카드 보드 또는 이와 유사한 재료 등의 골판지형 구조 204에 의하여 마련되는 에어갭층 206을 포함하는 일면 박막 용량성 터치 센서 200의 측면도이다. 박막 용량성 터치 센서 200은 골판지형 구조 204상에 배치된 용량성 터치 센서층 202를 포함하는데, 이는 상기 골판지형 구조 204를 통하여 통과한 후에 용량성 터치 센서층 202에 의하여 발생되는 용량성 필드 208의 강도가 감쇠되기 때문에 골판지형 구조 204(즉, 배면측)에 가장 인접한 용량성 터치 센서층 202의 일측에서의 터치에 대한 감도를 경감시킨다. 특히 골판지형 카드 보드 및 동종의 것을 비롯한 골판지형 구조는 게임기 및 완구에 공통인 저렴한 구조 재료이다.
또한, 상기 실시 상태들에서 기술된 용량성 터치 센서층은 평면층일 필요가 없다. 예를 들어, 용량성 터치 센서층(그리고 접치 평면 차폐층 및/또는 에어갭층)은 비평면 구성으로 형성될 수 있다. 또한, 실질적으로 밀봉된 비평면 구성(예, 병, 캔 또는 다른 용기)를 위한 용기의 내부구조는 애어갭층 역할을 할 수 있어서 실질적으로 실수 및/또는 무심결에 의한 용량성 센서의 트리거링에 대한 용량성 센서의 감도를 낮추거나 예방한다.
용량성 터치 센서들을 가진 기타(도 14 내지 도 17)
도 14는 그림 인쇄층 밑에 별도의 인쇄된 센서층을 이용하는 용량성 기타 220 실시 상태 구조를 나타내고 있다. 용량성 기타 220은 기타 본체 222, 기타 목부 228, 목부 하우징 226, 목부용 도전체 접지 평면층 224, 본체용 도전체 접지 평면층 230, 본체 분리층 232, 그림 인쇄층 234, 용량성 터치 센서층 236, 전자 기기 패키지 238 및 스피커 239를 포함하고 있다. 이 실시 상태에 있어서는, 생산자의 물리적 설계로 인하여 두 개의 별도 도전체 접지 평면층이 사용된다. 기타 본체 222는 목부 도전체 접지 평면층 224용 분리층을 제공하고 있다. 이는 기타 목부 228의 배면을 덮는 목부 하우징 226 때문에 가능하다. 본체 도전체 접지 평면층 230은 기타 본체 222 전체의 배면을 덮는 별도의 하우징이 없기 때문에, 이것과 용량성 터치 센서층 236 사이에 본체 분리층 232을 구비한 기타 본체 222의 상부에 배치된다.
대안으로서는, 도 15에 도시되어 있는 바와 같이, 용량성 터치 센서층 236 은 그림 인쇄층 234내로 결합되어, 전측면(前側面)상의 완전 컬러 인쇄 및 후측면 또는 하측면상에 스크린 인쇄된 용량성 소자의 양자로 이루어지는 결합층을 구성한다.
도 16은 에어갭층 344에 의해 차폐되는 용량성 터치 센서들과 도전성 접지 평면층 350에 의해 차폐되는 다른 용량성 터치 센서들을 사용하는 용량성 기타 340 실시 상태를 도시한다. 용량성 기타 340은 기타 본체 342, 기타 목부 348, 목부 하우징 346, 분리층 352, 그림 인쇄층 354, 용량성 터치 센서층 356, 전자 기기 패키지 358 및 스피커 359를 포함하고 있다. 이 실시 상태에 있어서는, 생산자의 물리적 설계 때문에, 도전체 접지 평면층 350 및 에어갭층 344의 두 가지가 사용된다. 이 목부 하우징 346은 용량성 차폐뿐만 아니라 구조적인 지지를 위한 에어갭층 344를 형성한다. 기타 본체 342 전체의 배면을 덮고 에어갭을 형성하는 것과 유사한 하우징이 없어서 차폐를 제공하기 위해 도전성 접지 평면층 350은 기타 본체 342의 위에 설치되고, 그것과 용량성 터치 센서층 356 사이의 분리층 352를 포함한다.
목부 하우징 346 내에 마련되거나 및/또는 목부 하우징 346에 의하여 형성되는 에어갭 344와 용량성 터치 센서층 356의 각 부품 후방의 기타 본체 342 내에 마련된 도전체 접지 평면층 350은 실수 및/또는 무심결에 의한 용량성 센서의 트리거링에 대한 용량성 센서의 감도를 낮추어준다. 도 16에 도시되어 있는 실시 상태에 있어서, 그림 인쇄층 354와 용량성 터치 센서 356은 별도이다. 또 하나의 실시 상태에 있어서는, 도 17에 도시되어 있는 바와 같이, 용량성 터치 센서층 356은 그림 인쇄층 354에 결합되는데, 박막 용량성 터치 센서가 그림 인쇄층 354의 저면측 또는 배면측에 스크린 인쇄되거나 또는 이와 다른 방식으로 형성된다.
기타 센서 레이아웃과 기능(도 18 내지 도 24)
개개의 용량성 터치 센서의 레이아웃과 상기 센서들 각각과 관련된 기능은 사용자가 기타와 할 수 있는 상호작용(interactivity)을 결정한다. 도 18 내지 도 24는 특정한 용량성 터치 센서들 레이아웃을 갖는 기타의 실시 상태를 도시한다. 용량성 터치 센서들은 도 1 내지 도 13을 참조로 기술된 바와 같이 구성될 수 있다. 도 18 내지 도 24에서 기술된 기능들은 본 명세서에 기술된 기타 전자기기 패키지(마이크로프로세서, 메모리, 등) 및 스피커와 함께 용량성 터치 센서들에 의해 수행되고, 상기 기타 전자기기 패키지 및 스피커는 상세히 기술되지 않지만 이들의 구조와 일반적 기능은 이 기술의 숙련자들에게 자명할 것이다(기타 실시 상태에서 전자 패키지와 스피커의 물리적 위치의 예로 도 14 내지 도 17 참조).
도 18a 내지 도 18b는 기타 실시 상태의 용량성 터치 센서 레이아웃을 도시한다. 도 18a는 용량성 터치 센서층 374를 보여준다. 도 18b는 그림 인쇄층 372 아래에 짝을 이루어 결합되는 도 18a의 용량성 터치층 374를 보여준다. 도 18b에서, 비록 통상적으로 위에서 그림 인쇄층 372을 볼 때 가시적이지 않을 수 있더라도 용량성 터치 센서의 모양과 위치가 이해를 돕기 위해 보여진다. 도 18a와 도 18b는 특히 그림 인쇄층 372와 밑에 놓인 용량성 터치 센서층 374의 결합이, 실제 기타의 한 개 이상의 기능 구역들(functional areas)을 에뮬레이션하는 기타의 터치에 민감하고/즉각 반응하는 부분이나 영역, 또는 "터치점들(touch spots)"을 생산함을 도시한다. 이 실시 상태에서는, 용량성 터치 센서층 374를 형성하기 위해 한 개 이상의 용량성 터치 센서들이 폴리에스테르 박막에 도전성 잉크로 스크린 인쇄될 수 있다. 그림 인쇄층 372는 별도로 생성된 다음, 용량성 터치 센서층 374와 대응하여 위치되는 그림 인쇄층 372의 영역과 용량성 터치 센서층 374 위로 쌍을 이루게 된다. 하지만, 다른 실시 상태들에서는, 용량성 터치 센서들은 그림 인쇄층 372와 일체화될 수 있다.
도 18a와 도 18b는 또한 기타 370에 포함되는 한 개 이상의 스트럼 센서들 376을 도시한다. 상기 스트럼 센서들 376은 용량성 터치층 374 내에 위치되어서 대략 보통의 일렉트릭 기타에 픽업들(pickups)들이 있을 만한 곳에 위치된다. 그림 인쇄층 372는 스트럼 센서 376에 걸친 구역에 그려진 픽업들을 포함할 수 있다. 스트럼 센서들 376의 한 기능은 기타를 연주할 때 사용자의 손동작을 감지하는 것이다. 예를 들어, 손을(기타 표면을 만지는 동안) 단순히 두드리거나 위, 아래로 움직이는 것은 스트럼 센서들 376에 의해 감지될 수 있고 전자 기기 패키지(도시되지 않음)에 의해 해석될 수 있는 용량성 이벤트(events)를 만들 것이다. 스트럼 센서들 376은 도 19, 도 20 그리고 도 21과 관련하여 하기에 더 자세히 기술될 것이다.
도 18a와 도 18b는 또한 기타 내에 포함되는 한 개 이상의 프렛 센서들 378을 도시한다. 프렛 센서들 378은 그림 인쇄층 372 위의 프렛들의 이미지들 사이에 기타 목부 380(예, 손가락 또는 프렛 보드) 위에 위치된다. 한 개 이상의 프렛 센서들 378은 단일 또는 복수 프렛 터치를 감지하도록 구성된다. 예를 들어, 한 개 이상의 프렛 센서들 378은 실질적으로 동시에 한 개 이상의 음조(notes) 및/또는 코드(chords)를 연주하도록 트리거될 수 있다. 하나의 실시 상태에서 프렛 센서들 378은 또한 두 가지 및/또는 그 이상의 다양한 기타 기능들 중에서 선택하기 위한 모달 인터페이스(modal interface)를 용이하게 하는 메뉴로서 사용될 수 있다. 코드의 배치와 모달 인터페이스는 도 20 내지 도 24에 관해 하기에 더 자세히 기술될 것이다.
도 18a와 도 18b는 또한 용량성 터치 센서층 374에 포함된 하이넥 센서 882를 도시한다. 하이넥 센서 382는 목 조인트(neck joint) 바로 위 프렛 보드의 기타 목부에 있는 용량성 터치 센서층 374 내에 위치된다. 하이넥 센서 382는 기타의 모드에 의해 좌우되는 여러 다른 특징들(features)을 위해 사용될 수 있다. 한 예는 묵음화된 스트럼을 연주하는 더 쉬운 방식으로서 사용하는 것이다. 기타의 전자 기기들을 프로그램함으로써 하이넥 센서 382를 어떤 포인트든(특정한 기타 모드일 때) 터치하는 것은 스트럼/코드 소리를 묵음화된(muted) 스트럼으로 연주되게 할 것이다.
도 18a와 도 18b는 또한 대략 실제 기타의 브릿지(bridge)가 위치할 만한 곳에 용량성 터치 센서 374 내에 위치하는 팜 뮤트 센서 384을 도시한다. 특정한 모드에서 기타를 연주하는 동안, 팜 뮤트 센서 384위에 손바닥 또는 손의 다른 부분을 위치시키는 것은 기타를 조용히 하거나 정적하게 할 수 있다. 게다가, 팜 뮤트 센서 384위에서 손바닥으로 기타를 스트럼하는 것은 묵음화된 스트럼을 만들 수 있다. 상기 팜 뮤트 센서 384는 더 자세하게 기술될 것이다.
도 18a와 도 18b는 또한 기타에 포함된 한 개 이상의 제어 센서들 386을 도시한다. 예를 들어, 한 개 이상의 제어 센서들 386은 기타 그림 인쇄층 372 위의 한 개 이상의 제어 손잡이 그래픽 아래에 상응하여 위치될 수 있다. 한 실시 상태에서는, 한 개 이상의 제어 센서들 386은 활성화되기 전에 한 시간 주기(한 실시 상태에서 약 0.5초 이상)동안 실질적으로 계속해서 터치하는 것을 요할 수 있다. 실질적으로 계속해서 터치하는 것은 제어 센서들 386이 스트럼 센서들 376과 연관된 그들의 정해진 위치를 스트럼하는 동안 무심코으로 트리거하는 것을 방지할 수 있다. 한 개 이상의 제어 센서들 386은 하기에 더 자세히 기술될 것이다.
도 18a와 도 18b는 마지막으로 기타 내 인쇄 회로 보드(PCB) 버스 연결 388을 도시한다. 한 실시 상태에서, 각 용량성 터치 센서들(예, 한 개 이상의 스트럼 센서들 376, 프렛 센서들 378, 하이넥 센서 382, 팜 뮤트 센서 384 그리고 제어 센서들 386)은 얇은 도전성 트레이스들 390로 연결되어 PCB 버스 연결 388과 전기적으로 결합될 수 있다. 도전성 트레이스들 390은 예컨대, 용량성 터치 센서들 자체가 인쇄된 것과 같은 도전성 잉크로 인쇄될 수 있다. 더욱 구체적으로, PCB 버스 연결 388은 한 개 이상의 용량성 터치 센서들과 같이 동일한 표면 및/또한 층 위에 인쇄될 수 있다. 대안 또는 추가적으로, PCB 버스 연결 388의 적어도 한 부분은 적어도 한 개의 용량성 터치 센서로부터 별도의 표면 및/또는 층 위에 인쇄될 수 있다. PCB 버스 연결 388 구역은 예컨대, 한 개 이상의 용량성 터치 센서들로부터의 입력 신호를 검출하거나 처리하는 마이크로프로세서, 메모리 및/또는 다른 전자 기기를 포함할 수 있는 전자기기 패키지 및/또는 PCB(도시되어 있지 않음)와 전기적으로 결합될 수 있다. PCB 버스 연결 388은 예컨대, 가요성 연결(예, 플렉스 회로) 또는 선행기술에 알려진 전기적으로 회로들 및/또는 PCB들을 함께 연결하는 다른 연결로 연결되어 전자 기기 패키지와 결합된다.
도 19는 한 개 이상의 스트럼 센서들 376을 더 자세히 도시한다. 스트럼 센서들 376의 설계와 기능성은 타겟 가격/비용에서 이용가능한 전자기기의 유효한 음향 데이터의 양과 수행의 균형을 이룰 수 있다. 한 실시 상태에서는, 두 개의 스트럼 센서 376은 한 개 이상의 픽업들과 기타줄들을 보여주는 인쇄된 그림 아래와 인근에 위치된다. 두 개의 스트럼 센서 376은 각 스트럼 센서가 인쇄된 그림 줄들의 세트에 대응할 수 있게 위치된다. 따라서, 두 개의 스트럼 센서 설계는 예컨대, 두 스트럼 센서 376(예, 상부 스트럼 센서 392와 하부 스트럼 센서 394) 중 어느 것이 처음으로 트리거되는지에 근거하여 스트럼의 방향을 감지할 수 있다. 아래 대신 위로 스트럼될 때 줄들이 다른 순서(아래에서 위 또는 위에서 아래)로 쳐지기 때문에 실제 기타 스트럼 소리가 다르듯이, 이 기타 역시 그렇게 될 수 있다.
더 구체적으로, 도 20은 업 스트럼 신호 트레이스 396을 도시하고 도 21은 다운 스트럼 신호 트레이스 398을 도시한다. 스트럼의 방향은 적어도 부분적으로 어느 스트럼 센서(예, 상부 스트럼 센서 392 또는 하부 스트럼 센서 394)가 처음 트리거되는지에 의해 결정될 수 있다. 더욱 구체적으로, 기타는 스트럼의 방향에 따라 적어도 부분적으로 대체 오디오 재생 신호를 생성할 수 있다. 한 실시 상태에서는, 기타는 업 그리고 다운 스트럼이 연주되는 기타 코드들을 위한 별도의 오디오 샘플들을 출력할 수 있다. 다른 실시 상태에서는, 기타는 업 그리고 다운 스트럼과 상관없이 기타 코드들을 위한 커먼 오디오 샘플을 출력할 수 있지만, 업 그리고 다운 스트럼의 시작 소리와 비슷하도록 업 스트럼 대 다운 스트럼의 서로 다른 어택 샘플들을 포함할 수 있다. 도 20과 도 21은 또한 업 그리고 다운 스트럼(업 스트럼 어택 샘플 402와 다운 스트럼 어택 샘플 404)의 대체 어택 샘플에 의해 선행되는 커먼 코드 샘플 400의 출력을 도시한다. 업 스트럼에 대 다운 스트럼의 별도 오디오 샘플들을 저장하고 출력하는 것에 비해, 커먼 코드 샘플 400과 선행하는 업 스트럼 또는 다운 스트럼 어택 샘플을 결합하는 것은 기타에 의해 요구되는 처리 복잡성 및/또는 메모리의 양을 감소시키며 실질적으로 뚜렷한 업 스트럼과 다운 스트럼 소리들을 제공한다.
대체 업 스트럼과 다운 스트럼 오디오 출력을 구현하기 위해, 두 스트럼 센서 376은 스트럼의 속도와 방향 둘 모두를 감지할 수 있다. 간단한 샘플에서, 방향과 속도가 감지될 수 있게 하기 위해 완벽한 스트럼은 스트럼 센서들 376 둘 모두를 터치/트리거하는 것을 포함할 수 있다. 다른 대안으로서는, 상부 스트럼 센서 392 또는 하부 스트럼 센서 394 중 어느 것 한 개를 터치/트리거하는 것은 절적한 어택 소리(예, 업 스트럼 어택 샘플 402 또는 다운 스트럼 어택 샘플 404)를 연주하도록 트리거 할 수 있다. 남은 다른 스트럼 센서가 터치/트리거되면, 어택 소리는 코드 바디(body) 연주를 시작하는데 방해될 수 있다. 따라서, 첫 번째와 두 번째 스트럼 센서를 트리거하는 것 사이의 지체는 스트럼 소리로 하여금 사용자 스트럼이 얼마나 빠르냐에 따라 달라지도록 유발할 수 있다. 만약 두 번째 스트럼 센서가 터치/트리거되지 않거나 두번째 스트럼 센서가 터치/트리거되기 전에 어택 소리 종료가 도달된다면, 코드 바디는 어택 소리의 종료 후에 연주할 수 있다. 첫 번째 스트럼 센서가 릴리즈된 후, 만약 두 번째 스트럼 센서가 터치/트리거되지 않는다면, 스트럼 로직은 예를 들어, 스트럼 센서의 다음 트리거링에 의한 코드 바디 샘플의 재생과의 간섭이 경감될 수 있게 하기 위해서 타임아웃(timeout) 주기 후에 리셋할 수 있다. 만약 첫 번째 스트럼 센서가 두 번째 스트럼 센서가 릴리즈되기 전에 다시 터치/트리거된다면, 사용자가 두 스트럼 센서 376 사이를 신속히 움직이는 빠르고 짧은 스트럼들을 만들 때처럼, 기타는 코드 바디를 어택 소리 연주없이 반복할 수 있다.
한 개의 스트럼 센서만 사용하는 다른 실시 상태에서, 업 스트럼은 다운 스트럼과 차별화되지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 별도의 어택 소리 샘플이 코드 바디 샘플과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 만약 한 개의 스트럼 센서만 사용된다면, 기타는 스트럼 센서가 터치될 때 어택 소리 연주를 시작할 수 있다. 스트럼센서가 릴리즈됐을 때, 기타는 어택 소리를 중단(interrupt)하고 코드 바디 연주를 시작할 수 있다. 만약 스트럼센서가 릴리즈되지 않았다면, 기타는 어택 소리 후에 코드 바디를 연주할 수 있다.
업 스트럼들과 다운 스트럼들을 감지할 뿐만 아니라, 스트럼 센서들 376은 세 가지 모드 중 한 가지에서 기능 및/또는 반응할 수 있다. 세 가지 모드는 프리스타일 모드(Freestyle mode), 리듬 모드(Rhythm mode) 그리고 완벽 연주 모드(Perfect Play mode)를 포함한다. 이 모드들 중 두 가지(예, 프리스타일 그리고 리듬)는 기타 코드들이 샘플화 및/또는 녹음된 오디오의 실제 재생을 유발할 수 있다. 남은 다른 모드(완벽 연주)는 녹음된 음악을 포함하는 기타 오디오 트랙의 재생을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 기타는 기타 모드와 한 개 이상의 스트럼 센서들 376의 특정한 트리거링 양자에 따라 다른 오디오 출력을 생성할 수 있다.
예를 들어, 리듬 모드에서, 기타는 사용자가 스트럼함으로써 코드들이나 다른 기타 효과들을 연주하는 동안 노래를 위해 녹음된 배경음악과 음성 트랙을 재생할 수 있다. 사용자가 스트럼할 때, 기타가 재생하는 특정한 소리는 전자 기기 패키지 내 오디오 엔진에 의해 조절된다. 오디오 엔진은 노래와 동기화된 오디오 샘플을 선택하기 위해 데이터 테이블을 사용할 수 있다. 사용자가 트리거링하는 한 개 이상의 스트럼 센서들 376과 오디오 엔진 선택의 결합은 녹음된 배경 음악을 위해 항상 정확한 음조를 연주하는 한편 사용자에게 어떤 스트럼 패턴이든 연주할 수 있는 능력을 부여한다.
더 구체적으로, 각각의 녹음된 노래 데이터의 부분은 오디오 샘플들의 시간 순 목록이고 타임 마커(time marker)와 연관된다. 타이밍 정보는 완벽 연주 스트럼 마커(하기에 더 자세히 기술될 것처럼)와 동일하게 포멧된다. 오디오 엔진이 리듬 모드에서 노래를 재생할 때, 오디오 엔진은 노래 재생이 데이터 테이블에 있는 각 타임 마커에 이르면 활성 오디오 샘플이나 샘플들을 셋팅한다. 사용자가 스트럼할 때, 현재 활성화된 오디오 샘플은 재생된다. 한 실시 상태에서, 오디오 샘플들은 모두 코드들이며, 리듬 모드는 코드 변화들을 추적하고 사용자로 하여금 노래에 따라 코드들을 스트럼하게 하는 것처럼 여겨질 수 있다. 따라서 리듬 모드는 사용자로 하여금 코드 재생의 타이밍을 바꿀 수 있는 어느정도의 융통성을 허락하여 녹음된 오디오나 노래 샘플들과 부합하는 적절한 코드가 연주될 수 있게 한다.
대안으로서는, 프리스타일 모드에서, 기타는 배경음악 없이 코드 타이밍과 코드 선택 양자에 있어 사용자 융통성을 제공하는 단독 악기로서 동작한다. 예를 들어, 기타는 프렛이나 프렛 조합 스트러밍을 터칭함으로써 연주될 수 있는 메이저와 마이너 코드 샘플들의 완벽한 세트를 포함할 수 있다. 도 24는 10개의 프렛 센서들 378만 사용하여 모든 코드들이 선택될 수 있게 하는 기타의 운지 패턴(fingering pattern)을 포함한다. 도 24는 하기에 더 자세히 논의될 것이다. 프리스타일 모드는 리듬과 소리 재생을 선택하기 위해 가장 많은 사용자 상호작용을 요하기 때문에 기타의 가장 어려운 동작 모드이다. 하지만, 이와 같은 프리스타일 모드는 또한 사용자로 하여금 무엇을 선택하든 연주할 수 있는 가장 큰 자유와 창조성을 허락한다.
완벽 연주 모드는 기타 실시 상태를 위한 세 가지 주요 동작 모드 중 세 번째이고, 사용자를 위해 가장 쉬운 모드이다. 이 모드에서, 기타는 노래의 배경 음악과 음성 트랙들을 재생하고, 사용자의 동작들은 노래의 주요 악기 트랙 재생을 제어한다. 예를 들어, 기타를 스트럼하는 것은 주요 악기 트랙의 재생을 가능하게 한다. 주요 악기 트랙의 재생은 사용자가 스트럼하는 것을 멈추면 짧은 시간 후 멈출 수 있다. 완벽 연주 모드는 대안적인 또는 추가적 특징을 포함하는데 이는 선택가능한 대안적인 주요 악기 트랙들의 사용, 악기의 물리적 오리엔테이션 또는 연주 속도에 의해 주요 악기 트랙의 음량을 제어하는 능력, 주요 악기 트랙뿐 아니라 추가적인 사용자 트리거 효과들의 도입이다.
완벽 연주 모드를 실시하기 위해, 오디오 재생 엔진은 "스트럼 마커"의 사용을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 각 노래 데이터는 사용자가 스트럼하는 것을 멈추면 주요 트랙의 어느 재생에서 묵음화되어야 하는지 시간을 나타내는 스트럼 마커의 시간 순 목록을 포함할 수 있다. 스트럼 포인트의 테이블은 노래의 주요 악기 트랙에 근거하여 수동으로 편집되고 노래에서 음악가가 실제로 연주하는 포인트를 반영한다. 이는 기타로 하여금 음악의 기타 부분에 대한 음구를 미리 정할 수 있게 하여 기타 트랙이 이러한 음구들의 중간에 묵음화하는 것을 방지한다.
한 실시 상태에서는, 오디오 엔진은 오디오 샘플들의 시간 단위를 포함하는 스트럼 마커들을 사용할 수 있어서, 스트럼 마커는 최종 샘플 속도에 대한 지식을 갖고 컴파일될 수 있다. 다른 실시 상태들은 초(또는 천분의 일 초) 또는 치수 그리고 박자같은 다른 단위를 사용할 수 있다. 데이터는 이전 스트럼 마커와 관련된 시간 지연과 같이 저장되거나 절대 시간 포맷에 따라 저장될 수 있다.
오디오 또는 노래 재생이 스트럼 마커에 의해 적어도 부분적으로 식별되는 스트럼 포인트에 도달할 때, 기타의 펌웨어는 사용자가 특정 주기의 시간 동안 스트럼하지 않으면 기타 트랙을 묵음화할 수 있다. 예를 들어, 시간 주기는 한 기타 실시상태에서 0.5초일 수 있지만, 특정한 노래 녹음을 반영하기 위해 쉽게 변화될 수 있다. 지연은 또한 각 노래에 대해 달라질 수 있다. 만약 사용자가 요구되는 주기 또는 지연 내에 스트럼하면, 기타 트랙은 적어도 다음 스트럼 마커가 도달될 때까지 재생을 계속할 것이다. 만약 사용자가 주요 노래 트랙이 묵음화된 동안 스트럼하면, 스트럼 마커가 도달되기까지 기다리지 않고 즉시 묵음 해제될 것이다. 사용자가 스트럼하는 매번, 시간이 저장되거나 타이머가 재설정되어 스트럼 마커가 도달될 때 최종 재생 사건 이례 시간이 점검될 수 있다. 주요 트랙의 재생은 기타가 묵음화된 동안 내부적으로 지속할 수 있어 노래의 다른 트랙들의 재생과 동기화된 채로 있게 된다.
리듬과 완벽 연주 모드 양자를 위해, 사용자는 예컨대, 한 개 이상의 터치 센서들 또는 악기에 이미 존재하는 다른 제어들에 의해 노래의 재생을 시작한다. 일부 실시 상태들에서, 사용자는 기타를 스트럼함으로써(즉, 스트럼 센서들 376 중 한 개 또는 양자를 트리거하는 것) 음악 재생을 시작할 수 있다. 일부 실시 상태들에서, 스트럼하는 것은 먼저 산정(count in)을 개시할 수 있다. 산정은 사용자에게 노래의 템포를 알려주고 준비할 시간을 준다. 노래를 위한 산정은 통상 두 가지 방법으로 여기지만, 노래에 따라 적절하게 다양할 수 있다. 또한, 기타가 한 개 이상의 동일 노래를 포함하는 유사하게 만들어진 한 개 이상의 다른 악기들에 의해 합주될 수 있기 때문에 복수 악기들을 위한 특정 노래에 대한 산정은 동일한 길이이고, 어느 악기든 노래를 시작하는 것은 스트럼 센서를 터치하는 것과 같은 단일 동작만으로 사용할 수 있다.
도 22와 도 23은 하이넥 센서 382와 한 개 이상의 프렛 센서들 378을 포함하는 기타 목부 센서들의 더 상세한 도면을 보여준다. 이 실시 상태에는, 한 개의 하이넥 센서 382와 10개의 프렛 센서들 378이 있다. 다른 실시 상태들에는, 다른 수의 하이넥 센서들과 프렛 센서들이 있을 수 있다. 프렛 센서들 378은 인쇄된 그림 프렛들 사이의 기타 목부 380(프렛 보드)에 위치된다. 프렛 센서들 378은 단독 또는 복수 프렛의 터치를 감지하도록 구성되어 코드를 연주하고(하거나) 한 개 이상의 기타 동작 모드를 선택할 수 있다. 예를 들어, 한 개 이상의 프렛 센서들 378을 터치/트리거하는 것은 기타의 동작 모드를 선택할 수 있고, 오디오 출력의 음량을 선택할 수 있으며, 음악 트랙 선택 및/또는 제어(예, 재생 노래를 선택하는 것)할 수 있고, 프리스타일 모드 동안 어느 기타 코드들이 재생될지 제어할 수 있다.
기타 동작 모드를 선택하기 위해, 기타는 모드 터치 센서를 포함할 수 있다. 모드 터치 센서는 예컨대, 도 18a 와 18B에 의해 도시된 바와 같이 기타의 본체 상의 제어 센서들 386 중 한 개일 수 있다. 사용자는 먼저, 메뉴 선택이 가능하도록 모드 센서를 터치/트리거하고, 그 다음, 다른 동작 모드를 선택하기 위해 프렛 센서들 378 중 한 개를 터치할 수 있다. 기타는 모드 선택이 되기 전에 사용자로 하여금 모드 터치 센서를 한 주기(약 0.5초)동안 누를 것을 요구한다. 이는 의도치 않은 모드 터치 센서의 터치로 기타가 무심결에 모드 선택에 들어가도록 하는 것을 방지할 수 있다. 대안으로서는, 기타는 모드를 동시에 선택하면서 모드센서를 누를것을 요구할 수 있거나 혹은 한꺼번에 제거될 수도 있다. 한 실시 상태에서, 각 프렛에 할당된 동작 모드는 기타 목부 380의 측면에 인쇄될 수 있다. 대안으로서는, 상기 모드는 프렛 삽화(artwork) 위에 인쇄되거나 기타 목부 플라스틱에 성형될 수 있다. 특정 모드(예, 리듬, 프리스타일 또는 완벽 연주)를 선택하는 것에 더하여, 사용자는 또한 예컨대, 리듬 1, 리듬 2 그리고 리듬 3에 나타난 바와 같이 다른 녹음된 오디오 트랙 또는 노래를 선택할 수 있다.
한 개 이상의 프렛 센서들 378이 또한 기타 오디오 출력의 음량을 조절할 수 있다. 음량 레벨을 선택하기 위해, 사용자는 왼손으로 프렛을 동시에 터치하면서 음량 조절 터치 센서를 터치 및 누를 수 있다. 음량 조절 터치 센서는 예컨대, 도 18a와 18B에 도시된 바와 같이 기타 본체 상의 조절 센서들 386 중 한 개일 수 있다. 구체적으로, 음량 조절 센서를 트리거 및 누르고 있는 동안, 사용자는 손가락을 프렛들 위 아래로 미끄러지듯 움직여 예컨대, 한 개 또는 복수 프렛 센서들 378을 트리거하여 음량을 조정할 수 있다. 프렛들의 수와 그들에 할당되는 특정 음량 레벨은 다양할 수 있다. 기타 넛(기타 본체에서 가장 멀리 있음) 부근의 프렛들이 낮은 음량보다는 높은 음량에 상응하도록 하기 위해 음량 상승 방향이 반전될 수 있다. 마지막으로, 기타는 사용자로 하여금 음량을 조정하는 동안 음량 조절 센서를 누를 것을 요구할 수 있고, 또한 터치될 때 음량 조정이 가능하고 두 번째 터치로 정상 동작으로 돌아가도록 구성될 수 있다. 또한, 우발적 음량 조절을 방지하기 위해서, 기타는 음량 조정이 가능해 지기 전에 사용자로 하여금 음량 조정 조절 센서를 한 주기(예, 1초) 동안 터치 및 누를 것을 요구할 수 있다.
이에 따라, 도시된 바와 같이, 기타는 음량 조절을 실시하기 위해 한 개의 추가적인 터치 센서만을 요한다. 다른 실시들에서는 최소 2개의 터치 센서들(음량 상향 및 음량 하향 위한 센서들) 또는 하드웨어 음량 조절 손잡이가 요구될 수 있다. 사용자로 하여금 음량 조절 셋팅을 통해 로테이션할 수 있게 하는 단일 터치 센서를 구비하는 시스템 역시 실시될 수 있지만, 이 시스템은 사용하기 따분하고 느리거나 적은 수의 음량 레벨만을 지원할 수 있다. 또한, 이러한 방식으로의 음량 조절은 또한 직감적이고 재미있다. 손가락을 높은 프렛쪽으로 슬라이딩함으로써 음량을 높이고, 그리고 손가락을 낮은 프렛쪽으로 슬라이딩함으로써 음량을 낮게 하는 것은 이치에 맞는 것이다. 특정 음량 레벨이 특정한 프렛을 터치함으로써 즉시 선택된다는 점에 있어서 또한 빠르다.
프렛 센서들 378의 추가적인 사용은 선택된 오디오 샘플 또는 노래를 위해 재생되거나 묵음화되어야 하는 오디오 트랙을 선택하는 것이다. 선택된 오디오 트랙을 묵음화하는 것은 가라오케 모드(Karaoke Mode)에 해당할 수 있다. 예를 들어, 한 기타 실시 상태에서, 각 비기타 트랙은 특정한 프렛에 할당될 수 있다. 만약 가라오케 모드가 가능하게 되면, 사용자는 노래를 시작할 때 트랙들에 할당된 프렛들을 터치함으로써 묵음화되어야만 하는 트랙을 선택할 수 있다. 가라오케 모드는 하기에 더 자세히 기술되어있다. 한 기타 실시 상태를 위해, 가라오케 모드는 프렛 센서와 함께 동작 모드를 선택하는 동안 메뉴와 데모 센서들을 함께 터치함으로써 가능해지지만, 다른 제어 구성들은 쉽게 가능하다.
모드, 음량 그리고 그 비슷한 것을 선택할 뿐만 아니라, 프렛 센서들 378은 기타의 오디오 출력을 제어하는 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 프리스타일 모드에서, 기타는 배경 음악 없이 단독 악기로서 동작할 수 있다. 한 실시 상태에서, 기타는 프렛 센서 및/또는 프렛 센서들 378의 조합을 터치하고 스트럼함으로써 메이저와 마이너 코드의 완벽한 셋트를 연주할 수 있다. 도 24는 메이저와 마이너 코드의 완벽한 세트를 포함하는 프렛 운지표를 도시한다. 다른 실시 상태에서, 코드 형태의 선택은 예컨대, 7 코드 또는 디미니시 코드(diminished chords)를 포함하기 위해 확장될 수 있다. 추가의 실시 상태에서, 프리스타일 모드 동작은 사용자가 스트러밍 및/또는 자유 코드(리듬과 완벽 연주 모드와 비교되었듯)와 함께 연주할 수 있도록 오디오 샘플 또는 노래 반주를 포함할 수 있다.
프렛 센서들 378의 배열과 그들의 꽤 많은 수는 프렛들로서의 그들의 사용을 넘어 애플리케이션들을 제어하기에 매우 적절하다. 한 실시 상태에서, 프렛 센서들 378의 셋트는 일반적 목적(general purpose) 조정기 또는 선택기로서 생각될 수 있고 셋트의 개개 옵션을 선택하기 위해 사용되거나 아날로그의 선형 조정 또는 레벨 조절로 간주될 수 있다. 프렛 센서들 378의 기능을 변화시키기 위해 추가적인 터치 센서들을 포함함으로써, 여러 다른 타스크들을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 단독 또는 한 개 이상의 다른 터치 센서들과의 조합에서, 프렛 센서들 378은 오디오 샘플 또는 노래를 위한 개개 악기 트랙들의 음량 레벨을 조정할 수 있고, 왜곡(distortion) 또는 에코(reverb) 같은 효과들의 레벨 또는 동작을 조정할 수 있으며, 다른 기타 트랙들 또는 기타 샘플들의 셋트 중에서 선택할 수 있고, 그리고/또는 재생 피치(Pitch) 또는 템포를 조절할 수 있다. 실시 상태들은 이 문맥에서 제한되지 않는다.
하이넥 센서 382는 단독으로 또는 다른 터치 센서들과 결합하여 다양한 기타 기능들 또는 동작들을 트리거할 수 있다. 예를 들어, 하이넥 센서 382를 트리거하는 것은 사전 설계된(pre-desighed) 기타 릭(licks) 그리고 패턴을 음악 연주 동안 개시할 수 있다. 더 구체적으로, 완벽 연주 또는 리듬 모드에서의 노래 연주 동안, 하이넥 센서 382를 터치/트리거하는 것은 기타가 노래의 현재 코드와 스타일에 어울리는 짧게 녹음된 기타 솔로를 연주하도록 유발할 수 있다. 하이넥 센서 382를 터치/트리거하는 것은 또한 리듬 또는 프리스타일 모드 동안 코드 재생을 묵음화할 수 있다. 예를 들어, 실제 기타를 묵음화하는 한가지 기술은 스트럼하는 동안 또는 후에 목부의 기타줄들을 가볍게 터치하는 것이다. 스트럼 동안 이렇게 하는 것은 묵음화된 코드 소리(정규 코드와 더욱 비슷하지만 더 부드럽고 짧음)를 만든다. 스트럼 후 이렇게 하는 것은 현재 기타 코드를 빠르게 묵음화하고 짧아지도록 유발할 것이다.
프리스타일 그리고 리듬 모드에서 기타를 연주하는 동안, 손바닥을 팜 뮤트 센서 384 위에 위치시키는 것은 기타를 정적시킬 수 있다. 게다가, 팜 뮤트 센서 384 위에서 손바닥으로 기타를 스트럼하는 것은 묵음화된 스트럼을 만들 수 있다. 묵음화된 스트럼을 위해 정상 기타 코드 샘플들이 연주될 수 있지만, 음량이 더 낮고 감쇠가 더 빠르다. 추가적으로, 팜 뮤트 센서 384가 터치/트리거되었을 때 동작하는 동안, 스트럼하여 연주된 기타 코드 샘플은 멈춰질 수 있고 브릿지에서 묵음화된 기타줄 소리와 흡사하게 연주되는 짧은 타진(percussive) 샘플이 될 수 있다.
많은 모드들과 특징들이 한 기타 실시 상태의 한 개 이상의 센서들을 참조로 기술되어왔음에도 불구하고, 추가적인 특징들이 실시될 수 있다. 예를 들어, 리듬 모드는 현재 사용되는 더 많은 일반 코드 대신 각 노래에 특정한 오디오 샘플을 더함으로써 추가적인 특징들을 제공하도록 확장될 수 있다. 리듬 모드는 단독 오디오 샘플뿐만 아니라 오디오 샘플들의 셋트에서도 변화들을 더 트랙(track)할 수 있다. 예를 들어, 리듬 모드 데이터 테이블에서 각 타임 마커는 업 스트럼, 다운 스트럼, 다른 프렛 핑거들(fingers), 그리고 트레몰로나 모드 센서들의 사용을 위한 샘플들과 연관될 수 있다. 이 샘플들 모두는 연주되고 있는 노래의 현재 섹션에 적절할 수 있고, 사용자가 잘못된 음조를 연주하는 것을 여전히 막는 반면 창조적인 표현을 확장시킬 수 있다. 프리스타일 모드는 코드 대신 개개 음조들을 연주할 수 있는 능력, 기타 릭 또는 다른 소리 효과들을 가능하게 해주는 대안적인 핑거링, 트로몰로의 사용, 및 대안적인 소리에 액세스 할 수 있게 해주는 탭 센서의 사용과 같은 추가적인 특징들을 마찬가지로 포함할 수 있다.
어느 동작 모드 동안이든, 한 개 이상의 오디오 트랙들은 결합되어(예, 비례적으로 혼합됨) 기타 왜곡, 에코 또는 다른 기타 오디오 효과들과 같은 오디오 효과들을 시뮬레이션(simulation)할 수 있다. 디지털 신호 처리를 사용함으로써 효과를 적용시키기보다는, 이미 적용된 효과를 포함하는 악기를 위한 대체 오디오 트랙들이 포함될 수 있다. 또한, 기타는 효과의 강도를 조정하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프렛 터치 센서들은 복수 오디오 트랙들의 혼합을 조절하기 위한 선형 조정기와 같이 동작할 수 있어서 그것에 의해 효과 또는 효과들을 조정한다.
이 기술 분야의 숙련자들은 본 발명의 범위를 벗어나는 일이 없이 전술한 양호한 실시 상태들에 대하여 다수의 수정 및 변경을 행할 수 있다는 사실을 인식하게 될 것이다. 물론, 여러 가지 관점에서, 본 발명의 수정은 이 기술 분야의 숙련자들에게 자명할 것이라는 사실을 이해하게 될 것이다. 일부는 연구 후에라야만 자명하고, 다른 일부는 일상적인 기계적, 화학적 및 전자적 설계상의 문제이다. 양호한 실시 상태의 단일한 특징, 기능 또는 속성은 필수 사항이 아니다. 다른 실시 상태들도 가능하며, 이들의 특수 설계는 특정의 용도에 좌우된다. 그러므로, 본 발명의 범위는 본 명세서에 기재되어 있는 실시 상태에 의하여 제한되어서는 아니 되지만, 첨부된 특허 청구 범위 및 그의 등가물에 의하여서만 정의되어야 한다.

Claims (41)

  1. 용량성 터치 센서층과,
    상기 용량성 터치 센서층에 인접한 분리층과,
    상기 분리층에 인접하게 배치되어, 상기 용량성 터치 센서층의 배면(背面)을 차폐하도록 구성된 도전체 접지 평면층을 포함하는 터치 감응 악기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리층은 두께가 최소 약 0.5 ㎜인 유전(誘電) 재료를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층은 박막 기판상에 인쇄된 도전성 잉크를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층은 전체 도전성 잉크가 차지하는 양보다 적은 도전성 잉크 격자를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 도전성 잉크 격자는 약 50% 이상의 양을 차지하는 것인 터치 감응 악기.
  6. 제4항에 있어서, 상기 도전성 잉크 격자는 약 35% 이상의 양을 차지하는 것인 터치 감응 악기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층에 인접하며, 상기 분리층 반대쪽에 배치된 그림 인쇄층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층은 그림 인쇄층과 일체로 형성되는 것인 터치 감응 악기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 그림 인쇄층은 인쇄된 그림과 용량성 터치 센서층 사이에 불투명층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 용량성 터치 센서층은 상기 도전체 접지 평면층에 의하여 차폐되는 실질적으로 일면 용량성 터치 센서층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 일면 용량성 터치 센서층은 상기 터치 감응 센서 시스템의 배면측상의 터치에 감응하는 것을 실질적으로 방지하기 위하여 구성되는 것인 터치 감응 악기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 도전체 접지 평면층은 금속박(金屬箔)을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  13. 용량성 터치 센서층과,
    상기 용량성 터치 센서층에 인접하게 배치되며, 상기 용량성 터치 센서층의 배면을 차폐하도록 구성된 에어갭층을 포함하는 터치 감응 악기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 에어갭층은 상기 용량성 터치 센서층의 배면에 인접하여 상기 에어갭층을 형성하기 위한 격자 구조, 골판 구조 또는 이들을 조합한 구조를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 용량성 센서 터치층은 박막 기판상에 인쇄된 도전체 잉크를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층은 전체 도전성 잉크가 차지하는 양보다 적은 도전성 잉크 격자를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  17. 제16항에 있어서, 상기 도전성 잉크 격자는 약 50% 이상의 양을 차지하는 것인 터치 감응 악기.
  18. 제16항에 있어서, 상기 도전성 잉크 격자는 약 35% 이상의 양을 차지하는 것인 터치 감응 악기.
  19. 제13항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층에 인접하고, 상기 에어갭층 반대쪽에 배치되는 그림 인쇄층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층은 상기 그림 인쇄층과 일체로 형성되는 것인 터치 감응 악기.
  21. 제20항에 있어서, 상기 일체로 형성된 그림 인쇄 층 및 용량성 터치 센서층은 인쇄된 그림과 상기 용량성 터치 센서층 사이에 배치된 불투명층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  22. 제13항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서층은 상기 에어갭층에 의하여 차폐되는 실질적으로 일면 용량성 터치 센서층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 일면 용량성 터치 센서층은 상기 터치 감응 센서 시스템의 배면측상의 터치에 감응하는 것을 실질적으로 방지하기 위하여 구성되는 것인 터치 감응 악기.
  24. 한 개 이상의 용량성 터치 센서층들과,
    상기 용량성 터치 센서층들의 적어도 한 개에 인접하게 배치되어, 상기 한 개 이상의 용량성 터치 센서 층들의 배면측을 차폐하도록 구성된 도전체 접지 평면층과,
    적어도 한개의 다른 용량성 터치 센서층들에 인접 배치되어, 상기 적어도 한 개의 다른 용량성 터치 센서층들의 배면측을 차폐하도록 구성된 에어갭층을 포함하는 터치 감응 악기.
  25. 제24항에 있어서, 상기 도전체 접지 평면층과 상기 용량성 터치 센서층들 중 적어도 한 개와의 사이에 배치된 분리층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  26. 제24항에 있어서, 상기 한 개 이상의 용량성 터치 센서층들과 일체로 형성된 한 개 이상의 그림 인쇄층들을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  27. 한 개 이상의 스트럼 센서들과,
    한 개 이상의 프렛 센서들을 포함하며,
    상기 한 개 이상의 스트럼 센서들과 상기 한 개 이상의 프렛 센서들 각각이 용량성 터치 센서를 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  28. 제27항에 있어서, 상기 용량성 터치 센서는
    센서층과,
    상기 센서층과 인접하게 배치되고, 상기 센서층의 차폐면을 형성하기 위한 차폐층을 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  29. 제28항에 있어서, 상기 차폐층은 실질적으로, 상기 센서층의 차폐면으로부터 상기 용량성 터치 센서를 트리거하는 것을 막는 것인 터치 감응 악기.
  30. 제29항에 있어서, 상기 차폐층은 에어갭층, 분리 재료층, 도전성 접지 평면층 또는 그것들의 결합 중 하나를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  31. 제28항에 있어서, 상기 센서층에 인접하게 상기 센서층의 차폐면 반대쪽에 배치되며, 기타 디자인을 나타내는 인쇄된 그림을 포함하는 상기 그림 인쇄층을 더 포함하는 터치 감응 악기.
  32. 제31항에 있어서, 상기 그림 인쇄층과 센서층은 공유 기판에 일체로 형성되는 것인 터치 감응 악기.
  33. 제27항에 있어서, 한 개 이상의 스트럼 센서들, 한 개 이상의 프렛 센서들 또는 이들의 조합 중 하나에 응답하여 오디오 신호를 생성하도록 구성된 오디오 모듈을 더 포함하는 터치 감응 악기.
  34. 제33항에 있어서, 한 개 이상의 스트럼 센서들은 업 스트럼과 다운 스트럼을 감지하도록 구성된 것인 터치 감응 악기.
  35. 제34항에 있어서, 상기 오디오 모듈은 상기 업 스트럼을 감지하는 한 개 이상의 스트럼 센서들에 응답하여 제1오디오 신호를 생성하고, 상기 다운 스트럼을 감지하는 한 개 이상의 스트럼 센서들에 응답하여 제2오디오 신호를 생성하도록 구성된 것인 터치 감응 악기.
  36. 제35항에 있어서, 한 개 이상의 제어 센서들을 더 포함하며, 상기 한 개 이상의 제어 센서들 각각이 용량성 터치 센서들을 포함하고, 적어도 기타 음량, 기타 모드, 기타 오디오 출력 또는 그것들의 조합을 제어하도록 구성된 것인 터치 감응 악기.
  37. 제36항에 있어서, 상기 한 개 이상의 제어 센서들은 상기 기타 음량, 기타 모드, 기타 오디오 출력 또는 이들의 결합 중 하나를 조절하기 위해 한 개 이상의 프렛 센서들과 협력하도록 구성된 것인 터치 감응 악기.
  38. 제37항에 있어서, 상기 기타 모드는 프리스타일 모드, 리듬 모드, 완벽 연주 모드 또는 이들의 조합 중 하나를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  39. 제30항에 있어서,
    한 개 이상의 하이넥 센서들을 더 포함하며, 상기 한 개 이상의 하이넥 센서들 각각이 용량성 터치 센서를 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  40. 제30항에 있어서,
    한 개 이상의 팜 뮤트 센서들을 더 포함하며, 상기 한 개 이상의 팜 뮤트 센서들 각각이 용량성 터치 센서를 포함하는 것인 터치 감응 악기.
  41. 제30항에 있어서,
    적어도, 상기 한 개 이상의 스트럼 센서들과 상기 한 개 이상의 프렛 센서들을 상기 오디오 모듈에 연결하기 위한 인쇄 회로 보드 버스 연결부를 더 포함하는 것인 터치 감응 악기.
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