用于非电子显示器基底表面的触摸敏感控制系统的制作方法
本发明涉及触摸敏感控制系统，该触摸敏感控制系统能够提供用于在基底表面——例如墙壁、地板、门、家具、橱柜、交通工具和机械——上使用的触摸激活的控制。本发明可以特别应用于大面积基底，例如建筑墙壁、地面或天花板，然而替选地或另外地，可以应用于例如任何其他非活跃、非电子基底，例如家具、柜子、门或抽屉或桌子。
背景技术：
已知提供例如对诸如智能电话或平板计算机的电子显示设备的触摸控制。利用这样的设备，用户可以触摸该设备的屏幕以执行命令。这样的屏幕通常是具有在下面的透明导体的刚性玻璃。触摸屏幕干扰或改变导体的电学性质。这样的性质可以包括导体的电阻、电容或电感。
存在检测或响应在其他应用中使用的人类触摸的技术的示例。例如，美国专利8,138,882涉及多点触摸地板，该多点触摸地板嵌入有：识别与地板表面接触的对象的形状、重量和位置的多个传感器，以及这样的装置，通过该装置获得关于所识别的对象的信息并且基于该信息执行某些动作。
包含称重传感器的瓷砖也已经被开发，用于铺设地面，并且瓷砖能够识别人的存在并且测量脚步的各方面。该技术已在运动科学中得到使用，其中可以测量运动员的脚的位置、重量和重量分布，(http://engineeringsport.co.uk/2012/08/16/how-does-a-smart-floor-work)。这种类型的触摸敏感技术对于提高运动员的技巧和表现可能是有效的。
其他触摸敏感技术包括使用压力传感器的地板。压力传感器被置于升高的平台上的地板材料的下方，并且连接至pc，在pc处对压力的响应可以被预编程(http://www.comm.rwthaachen.de/？article％20id＝433&clang＝1)。这种类型的技术已经被用于在钢琴上行走。
在现有技术中还已知用于病人护理和监视跌倒检测的智能地板。该技术包括可以检测并且解释移动的地板垫物。该地板可以被用于病人安全监视，而未暗含重要隐私(http://www.techforfuture.nl/218-smartfloor.htm)。
在现有技术中还已知使用压力感测技术来触发响应的垫子。这些垫子被用作门入口传感器(例如，http://www.gizmag.comismartmat-wi-fi-mat/31402，http://gadgetsin.com/lauchpad-smart-floor-mat.htm)。这样的系统还用作例如当老人跌倒时的跌倒检测器(例如，http://smartcaregiver.com/fall-prevention/sensor-pads/floor-mat-sensor-pads)以及医疗保健传感器(例如，http://www.amexl.com/products/floorsensor.html)。
另外，wo2012/2062770(fr2967271)描述了用于电器的电子控制系统。该控制系统包括具有非导电涂层和导电层的墙壁和地面。该导电层可以包括例如碳颗粒。当人触摸该墙壁或地面时，这引起导电层的电容的非常小的变化，该变化由包括检测级的至少一个电子装置检测。当有人触摸所述墙壁或所述地面时，电子装置因此与墙壁或地面形成传感器，以生成接通电器的控制信号。尽管公开了导电涂覆物的广泛概念，但是该文献中没有详细评述或没有意识到：如何使用这样的涂覆物来实现比仅仅接通和断开电器更先进的任何事情，如何生产商业可行且有用的涂覆物材料。
贯穿说明书对现有技术的任何讨论绝不应该被认为是承认这样的现有技术是众所周知的或者构成本领域公知常识的一部分。
本发明的目的是提供可以应用于基底表面的触摸敏感系统。替选地，本发明的目的是至少向公众提供有用的选择。
技术实现要素：
本技术提供了触摸敏感系统，该触摸敏感系统能够以不同的方式响应不同的触摸顺序和触摸位置，并且能够实现大面积覆盖，而无需将多个单独触摸敏感设备或单独触摸表面链接在一起。换言之，本发明的触摸敏感系统使得基底区域是触摸敏感的，而无需通过将多个触摸屏或电子设备链接在一起来产生触摸表面。
发明陈述
在本发明的第一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——的触摸敏感系统，该触摸敏感系统包括：
至少一个电活性层，其具有至少一个电学性质并且被配置成应用于基底；
电子控制器；并且
其中，导电活性层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰电活性层的电学性质；并且其中，该干扰由电子控制器检测以提供控制信号，并且差异化触摸选自：单个触摸、多个相继触摸中的一个或更多个和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸。
在本发明的一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——的触摸敏感系统，该触摸敏感系统包括：
至少一个电活性层，其具有至少一个电学性质并且被配置成应用于基底；
电子控制器；并且
其中，导电活性层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰电活性层的电学性质；并且其中，该干扰由电子控制器检测以提供控制信号，并且差异化触摸选自：多个相继触摸中的一个或更多个和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸。
在本发明的一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——的触摸敏感系统，该触摸敏感系统包括：
至少一个电活性层，其具有至少一个电学性质并且被配置成应用于基底；
电子控制器；并且
其中，导电活性层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰电活性层的电学性质；并且其中，该干扰由电子控制器检测以提供控制信号，并且差异化触摸选自：单个触摸。
在本发明的一方面，提供了一种用于与基底——例如，建筑、墙壁、天花板、地板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——一起使用的触摸敏感系统，该触摸敏感系统包括：
至少一个电活性层，其具有至少一个电学性质并且被配置成应用于基底；
电子控制器，其被配置成电连接至电活性层和至少一个电气设备，所述系统被配置成控制所述至少一个电气设备；
其中，电子控制器被配置成在用户对电活性层进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的至少一个电学性质的变化，差异化触摸选自：单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的单个触摸，并且电子控制器被配置成随后根据该信号来控制至少一个电气设备。
在本发明的另一方面，提供了一种用于与基底表面——例如，建筑物、墙壁、天花板、地板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——一起使用的触摸敏感系统，该系统包括：
电活性层，其被配置成应用于基底表面；
可选地，电惰性层，其被配置成施加于电活性层使得电活性层被夹在基底与电惰性层之间；以及
电子控制器，其被配置成电连接至电活性层和至少一个电气设备，其中系统被配置成控制至少一个电气设备；
其中，电子控制器被配置成在用户对电活性层进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的至少一个电学性质的变化，差异化触摸选自单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的单个触摸，并且电子控制器被配置成随后根据该信号来控制至少一个电气设备。
在本发明的另一方面，提供了一种用于与基底表面——例如，建筑物、墙壁、天花板、地板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——一起使用的触摸敏感系统，该系统包括：
电活性层，其被配置成应用于基底表面；
电子控制器，其被配置成电连接至电活性层和至少一个电气设备，其中系统被配置成控制至少一个电气设备；
其中，电活性层被配置成包括至电子控制器的多个连接，每个连接与活性层的不同区或区域相关联；
其中，电子控制器被配置成在用户对活性层的特定区或区域进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的特定区或区域的至少一个电学性质的变化，差异化触摸选自单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的单个触摸；
控制器还被配置成随后根据该信号来控制至少一个电气设备，该信号指示活性层的被进行差异化触摸的区或区域。
在本发明的另一方面，提供了一种基底，该基底包括：
电活性层，其被应用于基底；其中，电活性层被配置成与电子控制器具有至少一个电连接；并且
其中，大面积基底上的差异化触摸干扰导电活性层的至少一个电学性质；并且其中，该干扰由电子控制器检测以随后执行命令，差异化触摸是多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸，所述命令取决于所检测到的差异化触摸。
在本发明的另一方面，提供了一种电子控制器，其被配置成用于与本发明的其他方面的任何触摸敏感系统一起使用。
在本发明的另一方面，提供了一种被施加电活性层的用于与本发明的其他方面的任何触摸敏感系统一起使用的基底。
在本发明的另一方面，提供了一种涂覆物形式的电活性层，该电活性层被配置成应用于基底，用于与本发明的其他方面的任何触摸敏感系统一起使用。在一个实施方式中，涂覆物是被配置成以流体形式应用于基底的液态涂覆物。在另一实施方式中，涂覆物包括被配置成以片状形式粘附至基底的片材。
在本发明的另一方面，提供了一种基底，包括：
电活性层，其被应用于基底；以及
电子控制器，其被配置成电连接至电活性层和至少一个电子设备，其中，控制器根据由控制器检测到的导电层的电学性质的变化来控制至少一个电气设备。
在另一方面，提供了一种电子控制器，电子控制器被配置成电连接至电活性层以控制至少一个电气设备，其中，所述电活性层在基底——例如，建筑物、墙壁、天花板、地板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——上形成电活性层；
其中，电子控制器被配置成在用户对电活性层进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的至少一个电学性质的变化，差异化触摸选自单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的单个触摸，并且电子控制器被配置成随后根据该信号来控制至少一个电气设备。
在另一方面，提供了一种电子控制器，电子控制器被配置成电连接至电活性层以控制至少一个电气设备，其中，电活性层被配置成在基底上形成图案，使得活性层在基底上提供一个或更多个电活性区域，其中，电子控制器被配置成在用户对电活性层进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的至少一个电学性质的变化，差异化触摸是单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的单个触摸，并且电子控制器被配置成随后根据该信号来控制至少一个电气设备。
在另一方面，提供了一种电子控制器，电子控制器被配置成电连接至电活性层以控制至少一个电气设备，其中，电活性层被应用于基底——例如，建筑物、墙壁、天花板、地板、门、橱柜、家具、交通工具或机器；
其中，电子控制器被配置成在用户对电活性层进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的至少一个电学性质的变化，差异化触摸是在活性层的不同部分上的单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸，并且电子控制器被配置成随后根据该信号来控制至少一个电气设备。
在另一方面，提供了一种电子控制器，电子控制器被配置成电连接至电活性层以控制至少一个电气设备，其中，电活性层被应用于基底——例如，建筑物、墙壁、天花板、地板、门、抽屉、柜子、橱柜、家具、交通工具或机器；
其中，电子控制器被配置成在用户对电活性层进行差异化触摸时从电活性层接收信号，该信号指示电活性层的至少一个电学性质的变化，作为多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸的差异化触摸是用户在活性层的不同部分上做出的，并且电子控制器被配置成随后根据该信号来控制两个或更多个电气设备。
在本发明的另一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——的触摸敏感系统，其中，该触摸敏感系统包括：
导电层，其被配置成应用于基底；以及
电子控制器；
其中，导电层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰导电层的导电性；并且其中，该干扰由电子控制器检测以执行命令，差异化触摸选自：单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸。
在本发明的另一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜或家具——的触摸敏感系统，其中，该触摸敏感系统包括：
电容层，其被配置成应用于基底；以及
电子控制器；
其中，电容层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰电容层的电容；并且其中，该干扰由电子控制器检测以执行命令，差异化触摸选自：单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸。
在本发明的另一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——的触摸敏感系统，其中，该触摸敏感系统包括：
具有电阻性质的导电层，其被配置成应用于基底；以及
电子控制器；并且
其中，具有电阻性质的导电层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰具有电阻性质的导电层的电阻；并且其中，该干扰由电子控制器检测以执行命令，差异化触摸选自：单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸。
在本发明的另一方面，提供了一种用于基底——例如，建筑物、墙壁、地板、天花板、门、橱柜、家具、交通工具或机器——的触摸敏感系统，其中，该触摸敏感系统包括：
电感层，其被配置成应用于基底；以及
电子控制器；并且
其中，电感层被配置成与电子控制器具有电连接；并且
其中，基底上的差异化触摸干扰电感层的电感；并且其中，该干扰由电子控制器检测以执行命令，差异化触摸选自：单个触摸、多个相继触摸和/或具有延长持续时间的一个或更多个触摸。
活性层
在实施方式中，触摸敏感系统可以包括多个电活性层。活性层可以选自一个或两个活性层。替选地，活性层可以选自一至三个活性层。替选地，活性层可以选自一至四个活性层。替选地，活性层可以选自一至五个活性层。替选地，活性层可以大于五个活性层。活性层可以与其他层以夹层或叠层方式布置。其他层可以是附加的活性层或电惰性层。
在本发明的实施方式中，活性层在应用于基底之后具有传导和/或保留电荷的能力，足以用作传感器，该传感器被配置成检测由于差异化触摸引起的对由电活性层生成的电场的干扰。
在实施方式中，活性层可以大体上覆盖基底表面。替选地，活性层可以部分覆盖基底表面。当活性层部分覆盖基底表面时，活性层可以包括一个或更多个活性区域。
一个或更多个活性区域可以以任何方式被布置。一个或更多个活性区域的可能布置的示例可以选自：一个或更多个活性区域在基底表面上的栅格布置；一个或更多个活性区域在基底表面上的象限布置；一个或更多个活性区域在基底表面上的随机布置；以及一个或更多个活性区域在基底表面上的顺序布置。
活性区域可以被配置成提供多个离散活性区域，多个离散活性区域中的每一个或者一个或更多个被配置成在被触摸时提供对共同电气设备的不同控制功能和/或控制不同电气设备和/或以不同方式控制同一电气设备。因此，对每个区域的触摸可以生成控制信号，控制器被配置成能够确定该控制信号特定于该区域。
在实施方式中，活性层包括活性材料。活性材料被配置成提供活性层的电学性质。
优选地，活性层的由控制器检测并且使用以生成控制信号的电学性质选自活性层的电容性质(电容)、电阻性质(电阻)、电阻电容性质或者电感性质(电感)。本领域技术人员将容易理解的是，活性材料可以包括并且的确可以固有地包括一个或更多个电学性质，并且一种电学性质的主要使用不排除一种或更多种其他电学性质的使用。
在实施方式中，活性层可以选自电容活性层、电阻活性层、电容电阻活性层和电感活性层。
在实施方式中，与施加有活性层的基底的厚度相比，活性层是相对较薄的层。优选地，活性层的厚度小于1mm。更优选地，活性层的厚度小于0.1mm。还更优选地，活性层的厚度小于0.06mm(60微米)。
在实施方式中，活性层可以被隐藏、遮蔽或嵌入在介电层或电惰性层下面。替选地，活性层可以被隐藏、遮蔽或嵌入在一个或更多个介电层或电惰性层下面。
优选地，可以通过一个或更多个介电层对活性层进行操作，一个或更多个介电层包括介电材料。优选地，介电材料可以选自：聚合物、涂覆物、陶瓷、胶凝材料、木材和木质复合材料、纸、纸板、壁纸、乙烯基树脂(vinyl)、叠层材料和玻璃。
一个或更多个介电层的厚度可以小于10mm。优选地，一个或更多个介电层的厚度可以小于4mm。更优选地，一个或更多个介电层的厚度可以小于1mm。更优选地，一个或更多个介电层的厚度可以小于250微米。
在另一实施方式中，一个或更多个介电层可以提供美学特征以突出活性层在基底上的位置。
在实施方式中，活性层可以：被暴露留下使得用户直接触摸活性层，被顶涂层、涂覆物材料覆盖或者被施加于一个或更多个基层或底涂层的顶部。
优选地，在活性层不美观的情况下，用顶涂层覆盖活性层，即，以改善或掩饰活性层的外观。
在实施方式中，活性层可以包括美学特征以突出触摸敏感位置的位置。
美学特征可以选自：颜色、质地、标志、品牌或上面提及的特征的任意组合。
活性层可以是以流体形式应用于基底的涂覆物。涂覆物可以选自：例如油漆(paint)、漆、凝胶。优选地，涂覆物是油漆。优选地，涂覆物干燥以在基底上凝固。优选地，涂覆物是水性涂覆物。
在实施方式中，活性层是包括分散在分散介质内的活性材料颗粒的分散体。优选地，分散体是涂覆物材料。优选地，分散体是水分散体。优选地，分散介质在活性材料颗粒之间提供充分接触以在活性层被应用于基底时保留电学性质。优选地，分散介质在活性材料颗粒之间提供充分接触以在活性层被应用于基底并且活性层在基底上干燥时保留电学性质。
分散介质可以是能够成膜的聚合材料。优选地，膜在环境条件下形成。
能够成膜的聚合材料可以选自，但不只限于：丙烯酸共聚物；聚氨酯；环氧树脂；烃类聚合物；改性烃类聚合物；聚碳酸酯；聚酯，其包括天然油衍生的聚合物，例如醇酸树脂；硅酮聚合物(siliconepolymer)；前面提及的聚合物的混合物和杂化聚合物(hybridpolymer)。本领域技术人员普遍已知适于成膜的这些聚合物和许多其他聚合物。
能够成膜的聚合材料还可以选自由单体前体原位形成的聚合物。本领域技术人员已知这些聚合物和许多其他聚合物。
能够成膜的聚合物或聚合物前体可以在没有溶剂或者没有在合适溶剂中溶解或分散的情况下被使用。用于在活性层的成膜组分中使用的合适溶剂包括：水；丙烯酸分散体和溶液；苯乙烯丙烯酸分散体和溶液；以及有机溶剂或前面提及的溶剂的组合。
在实施方式中，活性层可以可选地包括选自以下制剂的一种或更多种制剂：分散剂、流变改性剂、体质颜料(extenderpigment)、抗微生物剂(biocide)、消泡剂、表面活性剂、加工助剂、成膜助剂和共溶剂。
优选地，当活性层是涂覆物材料时，涂覆物材料包括分散剂、流变改性剂、体质颜料、抗微生物剂、消泡剂、表面活性剂、加工助剂、成膜助剂以及共溶剂。优选的涂覆物是水性涂覆物。优选地，水性涂覆物对局部环境具有较低的影响并且允许简单清理。
活性材料
在本发明的实施方式中，活性材料在应用于基底之后具有提供电学性质的能力，足以用作传感器，该传感器被配置成检测由于差异化触摸引起的对由活性材料提供的电学性质的干扰。
优选地，活性材料在活性层中的存在量在活性层的约1％w/w至约30％w/w的范围内。
优选地，活性材料在活性层中的存在量在活性层的约5％w/w至约25％w/w的范围内。
优选地，活性材料在活性层中的存在量在活性层的约10％w/w至约20％w/w的范围内。
在实施方式中，活性材料可以包括任何导电材料或导电电阻材料或以上材料的组合，以产生活性层的电学性质，电学性质的改变或干扰由控制器检测。本领域技术人员将容易理解的是，活性材料将包括多个电学性质并且活性层可以被选择以特别呈现或增强那些电学性质中的一个或更多个。本领域技术人员还将认识到，稳定性，特别是在利用金属材料的情况下的表面氧化，是重要特征，以便在延长的时间段内保持导电性。
在本发明的实施方式中，活性材料可以选自：碳、金属、金属涂覆材料以及金属氧化物或者前述材料的组合。优选地，活性材料包括碳。
活性材料可以呈颗粒的形式。优选地，活性材料颗粒选自以下中的一种或更多种：粉末、薄片、板、小板、纤维、微粒、纳米颗粒、微纤维、纳米纤维和纳米管或前述的组合。
在本发明的实施方式中，活性材料可以选自：呈薄片、粉末、纤维、纳米纤维、纳米管、纳米颗粒的形式的碳中的一种或更多种。碳可以选自，但不只限于：石墨烯、石墨、碳黑和灯黑。合适的碳材料的示例是carbobyk-9810，它是用于增强机械性质的水性碳纳米管分散体、能够具有电传导性和抗静电特性，并且由bykadditivs&instruments供应。其他合适的碳材料可以是xpb545和printexxe2-b，这两种材料是由orionengineeredcarbons供应的导电碳黑颜料。
在本发明的实施方式中，活性材料可以选自呈薄片、粉末、板、小板、颗粒、微粒、纳米颗粒、纳米棒、纤维、微纤维、纳米纤维的形式的金属和合金。金属可以选自，但不只限于：铜、银、镀银的铜、铝、镍、铬、锌、钯、金、铂、镉和锡。有用的稳定金属材料的示例包括，但不只限于：全部由eckarteffectpigments提供的econductcopper122000、econductcopper420500和econductcopper421000，这些材料是镀银的精细铜粉末。金属电容材料还可以包括，但不只限于：金属门、金属门把手、金属包层和金属屋顶材料。
在本发明的实施方式中，活性材料可以选自呈粉末、薄片、纤维、微粒、纳米颗粒、纤维、纳米纤维和纳米管的形式的金属涂覆材料。金属涂覆材料可以选自，但不只限于：镀银导电无机粉末、镀金粉末、镀镍粉末和镀铜粉末。有用材料的具体示例包括，但不只限于：典型尺寸为14微米×50微米并且体积电阻率为2mω.cm的镀银微纤维，例如来自shepherdtechnologies的ce55；典型尺寸为1微米×10微米×10微米并且体积电阻率为1mω.cm的镀银微小板，例如来自shepherdtechnologies的pl10；典型直径为15微米并且体积电阻率为1mω.cm的镀银微球，例如来自shepherdtechnologies的ms15；可从coshperic获取的直径在5微米至125微米范围内的镀银pmma颗粒；可从coshperic获取的典型直径在30μm至100μm范围内的镀有约20nm厚度的金的钛酸钡玻璃微球；来自coshperic的平均直径为17微米的镀镍的中空玻璃微球；以及镀有双层镍金的树脂颗粒，例如来自nipponchemicalindustrialco.的brightgnr-eh。
在本发明的实施方式中，活性材料可以选自金属氧化物，金属氧化物包括：铟和锑锡氧化物、其他掺杂的锡氧化物、掺杂的锌氧化物、掺杂的镉氧化物、银氧化物和钛酸盐。适用的金属氧化物的示例包括，但不只限于：由zelec供应的导电粉末，例如掺杂锑的锡氧化物；以及来自evonik的vpito等级。
在本发明的实施方式中，活性材料可以是导电聚合物，导电聚合物可以选自：聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、改性聚苯乙烯及其组合以及前面提及的聚合物的衍生物和/或任意组合。导电聚合物的示例包括，但不限于：聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)，例如由heraeus供应的cleviosfas8；以及聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)，例如由heraeus供应的cleviosph1000。
在本发明的实施方式中，对于特定活性层，活性材料以超出渗流阈值(percolationthreshold)的水平存在，其中，渗流阈值表示活性层中的特定活性材料的导电性的下限。
在实施方式中，活性材料可以提供有关电阻的电学性质。提供有关电阻的电学性质的活性材料必须具有大于金属或金属合金的电阻的电阻。本领域技术人员已知合适的电阻材料。
附加的导电层
在本发明的实施方式中，一个或更多个附加电活性层可以与活性层结合使用。
在实施方式中，一个或更多个附加电活性层具有比活性层的电学性质更高的电学性质。
在实施方式中，一个或更多个附加的导电层可以具有小于或等于活性层的面积的面积。优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的100％的面积。更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的80％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的75％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的50％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的20％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的15％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的10％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有小于活性层的面积的5％的面积。还更优选地，一个或更多个附加的导电层具有在活性层的面积的1％至5％之间的面积。
优选地，当附加的导电层小于活性层的面积时，一个或更多个附加的导电层具有被布置成具有导电区的至少一个区域。
在实施方式中，一个或更多个附加的导电层可以包括金属或者包括金属材料作为导电元素。金属或金属材料可以选自：金属板、金属箔或金属条、金属填充聚合物以及含金属的涂覆物。
优选地，作为一个或更多个附加的导电层的导电元素的金属可以选自：铜、银、镀银的铜、铝、镍、铬、锌、钯、金、铂、镉和锡。
优选地，作为一个或更多个附加的导电层的导电元素的金属材料可以选自：镀银导电无机粉末、镀金粉末、镀镍粉末和镀铜粉末。
在实施方式中，附加的导电层的区域被布置成具有导电区，该导电区可以选自：金属条以及包含金属颜料的金属涂覆物材料。被配置成具有导电区的区域可以粘附至介电材料。替选地，被配置成具有导电区的区域可以通过导电粘合剂粘附至活性层。优选地，导电粘合剂是自粘材料。导电粘合剂包括金属和碳填充的粘合剂。具体示例是具有4小时工作时间和0.0007ω·cm电阻率的银导电环氧树脂，例如来自mgchemicals的8330s。
自粘材料包括，但不只限于编织胶带、非编织胶带和泡沫胶带；双面或单面具有x、xy或xyz导电性的金属箔胶带。具体示例包括导电编织背衬上的表面电阻为0.2欧姆/平方的xyz导电丙烯酸，例如由tesa供应的tesa60253；以及0.1mm厚的铜emi屏蔽胶带，例如来自3m的1245胶带。
优选地，金属条选自：金属线、金属通道(channel)、金属条、金属箔和金属板的条。
优选地，包含金属颜料的金属涂覆物材料选自：铜、银、镀银的铜、铝、镍、铬、锌、钯、金、铂、镉、锡、镀银的导电无机粉末、镀金粉末、镀镍粉末和镀铜粉末。
附加的导电层的布局
在实施方式中，一个或更多个附加的导电层可以被施加于活性层的顶部、活性层的周围(边缘)或者活性层下方。
在实施方式中，在如上所描述的附加的导电层的面积小于活性层的面积的情况下，可以存在多于一个附加的导电层。
在实施方式中，一个或更多个附加的导电层可以被布置成呈平行取向、栅格取向或环取向。
在实施方式中，一个或更多个附加的导电层可以是被配置成形成与电活性层或其他附加导电层的连接的连接装置。
顶涂层
在实施方式中，活性层可以涂覆有一个或更多个顶涂层。本领域技术人员将认识到，顶涂层不需要直接施加于活性层。在附加导电层在活性层的顶部的情况下，顶涂层可以被施加于最上层。
在活性层的颜色范围受限的情况下或者在活性层不透明的情况下，顶涂层可以是优选的。顶涂层可以提供更美观的颜色或特征。例如，当活性层是涂覆物材料并且包括碳黑作为用作电容器的导电材料或导电电阻材料时，可以期望隐藏活性层以不被看到并且提供更美观的颜色或特征。顶涂层可以提供或者包括美学特征。顶涂层可以是装饰涂覆物。美学特征可以选自：光泽、质地、图案和颜色变化。
替选地，透明顶涂层、半透明顶涂层或不透明顶涂层可以被施加于任何活性层之上。半透明或不透明的顶涂层可以选自，但不只限于另一涂覆物、叠层材料、壁纸或膜。
优选地，活性层在顶涂层中是不溶的或者具有有限的溶解度。
基层
在实施方式中，活性层可以被施加于一个或更多个基层的顶部。优选地，基层可以选自，但不只限于：密封物(sealer)和底漆。
基底表面
在本发明的实施方式中，活性层可以被应用于基底表面。在一些实施方式中，活性层可以被配置成应用于任何尺寸的基底，并且基底的尺寸没有上限。例如，如果活性层呈液态涂覆物形式，则涂覆物可以以覆盖基底或者对基底进行图案化所需的任何量应用于基底，并且不需要具有需要被连接在一起以达到所需表面面积的较小基底。因此，建筑物的墙壁可以用活性层来整体覆盖或图案化。
活性层可以适于根据需要应用于表面面积为至少约0.05m2、0.5m2、1m2或10m2、100m2或更大的基底；只要基底表面不是诸如下述设备的电子设备：手持式设备，例如电话、平板计算机；膝上型计算机；电视机；计算机监测器和意在显示电子文本和/或电子图像的那些类型的设备。因此，基底优选地是没有显示特性的被动的、非电活跃的基底。
任何基底可以覆盖有活性层，基底包括：不均匀表面、纹理化表面、图案化表面、圆形表面或球形表面、具有开口的表面、硬表面、软表面、金属表面、玻璃表面、木材、工程木材、木质复合材料、纸质表面、塑料表面以及具有任何角度的拐角。
基底可以选自：内壁、外壁、内窗或外窗、地板、天花板、家具、桌子、橱柜、柜子、抽屉、架子、门、栅栏、平台、屋顶、道路、路径和/或车道、交通工具和机器。基底不限于诸如前面提及的平整表面并且可以例如是弯曲的或弓形的。
更优选地，基底表面具有大于1m2的面积。替选地，基底表面具有大于1m2的面积。替选地，基底表面具有大于5m2的面积。替选地，基底表面具有大于10m2的面积。
在实施方式中，基底表面包括区域基底中的拐角或连接处，例如，墙壁、建筑或栅栏中的拐角。
在另一实施方式中，活性层可以被应用于材料的片材和/或膜。这样的片材和膜可以选自，但不只限于：木材；工程木材；木质复合材料；石膏板；水泥(cement)；塑料；包括但不只限于壁纸、乙烯基叠层膜的粘合材料；以及玻璃板。
应用活性层的手段
可以通过适合于基底的任何方法来应用活性层，并且所述方法可以选自，但不只限于：喷射雾化、手动机械方法、粘合和自粘方法，印刷方法也可以被用于粘度降低的配方并且用于自动化过程。
优选地，可以通过适合于基底的任何手段来应用活性层，并且当活性层被作为液态涂覆物应用时，所述手段选自，但不只限于：喷射雾化，包括无气喷射、低容量/低压力喷射(lvlp)和压力罐；手动机械装置，包括但不只限于辊套和刷子；印刷方法也可以被用于粘度降低的配方并且用于自动化过程。
与活性层连接的电子控制器
在实施方式中，活性层通过一个或更多个连接装置连接至电子控制器，连接装置提供用于在活性层与电子控制器之间通信的装置。连接装置可以包括或选自一个或多于一个的连接点。
在实施方式中，连接装置可以是物理连接装置或远程连接装置。
在实施方式中，连接装置可以是如以上描述的附加导电层。
在实施方式中，物理连接装置可以选自：导电粘合剂、导电胶带、导电线、机械接触件、螺丝、螺丝板、螺栓、附加的导电层以及前面提及的连接装置的任意组合。
在实施方式中，远程连接装置可以包括无线连接。
在实施方式中，无线连接可以选自以下中的任何一种或更多种：发送器、接收器、收发器、wifi和蓝牙。
在实施方式中，连接装置还可以包括中间连接器。优选地，中间连接器被布置在活性层与电子控制器之间。
在实施方式中，中间连接器可以包括导电区。导电区可以选自：金属板；和/或选自开关、插头和插座的连接器部分。
在实施方式中，假设保持了电传导性，则中间连接器可以通过合适的装置粘附至活性层。合适的粘附装置可以选自但不限于：导电粘合剂、导电胶带、导电线、机械接触件、螺丝、螺丝板、螺栓、附加的导电层以及前面提及的粘附装置的任意组合。
当活性层是涂覆物材料时，可以通过在中间连接器上应用活性层来形成连接装置。优选地，活性层与电子控制器之间的连接经由中间连接器。在实施方式中，连接装置可以将活性层连接至设备或网络。
活性层可以包括多于一个连接，使得活性层的多于一个部分或区域连接至控制器。控制器可以被配置成根据经由不同连接接收到的信号之间的比较来生成用于控制电子设备的控制信号。
差异化触摸
差异化触摸是由控制器识别为生成控制信号以主动控制电气设备的触摸。差异化触摸意在表示意在干扰活性层的电学性质的触摸事件，凭借该干扰生成由控制器执行的命令。本领域技术人员将容易理解的是，活性层不需要被直接触摸，并且可以通过活性层顶部上的附加层来干扰电性质。有意触摸不会不经意地或意外地导致命令被执行。换言之，通过可以以硬件或软件实现的合适控制算法或者经由由远程服务器或云服务器生成的控制信号来配置控制器，以处理所生成的信号的详细特性。所生成的信号指示对电性质的干扰，并且控制器因此确定该干扰是来自活性层上的有意触摸事件还是意外触摸事件。
在实施方式中，差异化触摸可以是单个触摸事件。替选地，差异化触摸事件包括多个触摸事件和/或具有延长持续时间的连续触摸事件。被认为是延长持续时间的时间长度可以在控制器上预编程，或者可以通过控制器上的合适算法来主动计算，或者可以能够例如由用户使用控制器来调节。被认为是延长持续时间的时间长度可以被确定为根据被控制的器具类型而变化。
在实施方式中，差异化触摸可以选自：多个触摸事件、具有延长持续时间的连续触摸事件或多个触摸事件与连续触摸事件的组合。
优选地，当差异化触摸事件是多个触摸事件时，差异化触摸事件是多个轻敲(tap)。多个轻敲可以选自以下中的任意一种或更多种：两次轻敲、三次轻敲、四次轻敲、五次轻敲以及多于五次轻敲。优选地，多个轻敲选自两次轻敲和三次轻敲。一个或更多个轻敲可以与一个或更多个其他轻敲具有不同的持续时间。每个轻敲可以被电子地定义为电性质的短脉冲变化或阶跃变化。
优选地，当差异化触摸事件是连续触摸事件时，差异化触摸事件选自：滑动(swipe)事件和保持事件。
优选地，滑动事件包括保持干扰电性质的对象与活性层之间的接触，因为对象在基底表面上沿着伸长路径移动以干扰活性层的电学性质。滑动事件可以允许控制器用作本领域技术人员将容易知道的滑块，以在预定范围内改变控制信号，例如，调节加热设备的温度或者调节电气设备的操作的持续时间。
优选地，保持事件包括在预定时间内保持对象与基底表面之间的接触。优选地，预定时间可以从约100ms至约5秒。优选地，预定时间可以从约200ms至约3秒。更优选地，预定时间可以从约300ms至约2秒。更优选地，预定时间可以从约500ms至约1秒。
在实施方式中，在差异化触摸事件是多个触摸事件和连续触摸事件的组合的情况下，多个触摸事件可以选自：单个轻敲事件(一次轻敲)和连续触摸事件的组合；多个连续触摸事件，或替选地，多个轻敲和一个或更多个连续触摸事件的组合。例如，多个触摸事件和连续触摸事件的组合可以选自：在包括活性层的基底表面上的单个轻敲和滑动，或多个轻敲和滑动；或者替选地，在包括活性层的基底表面上的单个轻敲和保持，或多个轻敲和保持。
差异化触摸可以是被应用于基底的不同活性区域的单个触摸。例如，活性层可以被配置在基底上以提供多个离散活性区域，每个离散活性区域包括至控制器的相应连接。控制器可以被配置成能够检测哪个特定区域被触摸，并且取决于该特定区域生成控制信号。不同区域在被触摸时可以产生不同的控制信号。
干扰活性层的电性质的对象
在实施方式中，具有足以干扰活性层的电学性质的电学性质的任何对象可以被用于干扰活性层的电学性质。
在实施方式中，可以用于干扰活性层的电学性质的对象包括身体部位：头部或头部的一部分、肩部、臂部、肘部、手部或手部的一部分、臀部、腿部、膝盖、足部或足部的一部分。替选地，电学性质还可以被动物——例如，服务动物或协助动物如导盲犬——干扰。替选地，不与身体或动物连接的任何对象可以用于干扰活性层的电学性质。在示例中，对象具有其自身的电场或电容，或者对象在由活性层产生的电场中是可极化的。
应用/使用
在实施方式中，用于基底的触摸敏感涂覆物可以用于执行使电容接通或者断开的命令。
在实施方式中，用于基底的触摸敏感系统可以被用于选自以下领域的领域：安全监视应用、安保监视应用、节能、商业应用、工业应用、零售和服务应用、家庭应用、娱乐应用、家庭装饰、公路建设、停车、交通工具应用以及机械应用。
在实施方式中，触摸敏感系统可以用于安全监视领域。优选地，安全监视领域中的应用包括具有接触区域，即施加有活性层的基底；例如，应用于护理机构；居住护理设施例如退休村；医疗设施、个人住宅和工业场地。例如，在病人跌到或以其他方式触摸到被应用于基底的活性层的情况下，对活性层内的电学性质的干扰可以使控制器执行警报命令。
系统可以应用于检测地板上是否存在人。替选地，触摸敏感系统可以由服务动物激活。例如，在老人、虚弱者或者体弱者可能自己摔倒或受伤的情况下，或者在不利健康的事件例如疾病发作或晕倒期间。
在实施方式中，触摸敏感系统可以被用于安保监视领域。该系统可以用于检测受限制区域或受控访问区域的人或入侵者。对活性层内的电学性质的干扰可以使控制器执行警报命令或警告系统。警报或警告信号可以发送至远程服务器或其他电子设备以向监测站或监测方提供远程警报。这样的触摸系统可以用于司法系统中，例如用于监狱和拘留室中以检测占用或空缺，例如，用于检测基底表面的脚步。替选地，触摸敏感系统可以应用于艺术画廊或博物馆、银行、建筑协会、政府建筑、国防基地和机场以及通常具有受控或增强的安保限制的地方的安保，例如，用于检测基底表面上的脚步。
在另一实施方式中，触摸敏感系统可以用于节能。例如，系统可以用于检测商业建筑物中的移动。使用包括在接待处通知一方或人，进入或离开房间时自动照明。替选地，触摸系统可以是对受控访问门上的出口按钮的替代。
在另一实施方式中，触摸系统还可以用于零售或接待环境，例如商店、咖啡馆或旅馆。使用可以包括：商店门检测人进入或离开房屋的自动化。
在另一实施方式中，触摸系统可以用于娱乐系统。例如，娱乐系统可以包括生成对于触摸的光响应和声响应的儿童游戏系统，例如玩具或教育系统；例如在博物馆处的教育展览。
在另一实施方式中，本发明的触摸系统可以用于家庭应用，例如电器的接通/断开。合适的电器可以包括：照明装置，例如床头灯、天花板照明装置、室外照明装置；电视机；计算机系统；加热系统，其包括地板下供暖、集中供暖系统、传热系统；冷却系统例如空气调节系统；通风系统，其包括允许空气从一个位置转移到另一个位置的风扇、管道；自动打开门，其包括车库门、房屋门，例如商店门。本发明的触摸系统可以用于潮湿区域，这允许从潮湿区域移除任何机械设备，并且提供提升的安全性以免受电击。
在另一实施方式中，本发明的触摸系统可以用于工业应用。例如，可以通过将系统的任何机械部件定位在远程位置来获得高进入防护等级，这在存储或使用易燃材料的区域提供了本质安全开关。
在另一实施方式中，本发明的触摸系统可以用于公路建设和停车应用。例如，假设交通工具具有足以干扰活性层的电学性质的电学性质，则该系统可以应用于道路表面以检测何时交通工具停在交叉口/十字路口处以促进有效的交通管理。该系统还可以应用于交通工具停放空间以检测在该空间中交通工具存在与否。
在另一实施方式中，本发明的触摸系统可以用于交通工具应用。例如，该系统可以应用于船舶，在船舶中，来自船体或内部的任意点的开关设备例如绞盘或灯提供了增强的效用。
在另一实施方式中，本发明的触摸系统可以用于机械应用。例如，该系统可以被应用于大型机器，例如发动机、发电机、切割机等，以提供与利用传统开关可实现的情况相比可从更多位置访问的安全开关。
该系统可以用于控制需要控制信号来运作的任何电子设备。这样的设备可以如以下装置一样简单：从一个或更多个灯泡到一个或更多个计算机或微处理器。
附图说明
图1的a)示出了单端电容式感测触摸系统，其中，通过活性层(1)上的差异化触摸事件(3)产生电容。电容的任何变化通过节点(7)传送至电子控制器(5)。
图1的b)示出了差分电容式感测触摸系统，其中，来自差异化触摸事件(3)的电容减小电容。活性层以图案(9)布置在基底表面(11)上。电容的任何变化通过图案化的活性层(9)、连接装置(7)传送至电子控制器(5)以执行命令。
图2示出了其中活性层(1)是导电电阻活性层的电阻电容滑动触摸系统。沿垂直轴(13)的触摸事件(3)提供了一系列电阻(15)，所述电阻(15)通过节点(7)传送至电子控制器(5)。
图3示出了电感式触摸系统。活性层(1)在基底表面(11)上被布置为产生磁场(21)的环(17)。具有磁导率的对象(19)干扰磁场(23)，从而导致电感的变化，电感的变化经由连接装置(7)传递至控制器(5)。
图4示出了闭合电路电阻系统。电阻活性层(1b)被布置成环。差异化触摸(3)改变电阻层(1b)的电阻。
图5示出了开路电阻式感测触摸系统。当电路断开时，没有电流流动。对象的差异化触摸(3)引出电流通过该对象，从而完成电子电路。电流可以由电子控制器测量并且用于发出命令。
图6示出了活性层(1)与其他层的形成呈夹层型布置的基本电容电阻涂层的可能布置。
图7示出了活性层(1)与附加的电活性层(45)的作为增强的导电电阻涂层、基本电容电阻涂层的可能布置。
图8示出了活性层(1)的形成电容电阻栅格涂层(31)和(33)的可能布置。
图9示出了活性层(1)与电子控制器(5)系统的可能组合，其中，电子控制器(5)系统与其他这样的系统无线连接并交互。计算机或其他智能电话或平板设备可以被用于远程连接至这些系统中的任何系统，并且监视和/或配置它们的行为。
图10示出了在两次轻敲触摸事件期间的触摸检测算法。
图11示出了在全手触摸之后两次轻敲触摸事件期间的触摸检测算法。
图12示出了具有呈两个条的形式的附加导电层的系统。活性层(1)包括碳油漆，并且附加导电层(45)是沿着区域基底的顶部和底部的铜油漆条。
图13示出了活性层上的在相对于两个相对放置的附加导电层的不同位置处的滑动触摸事件。(47)是接近附加电活性层(45)的底部的触摸；(49)是在两个附加电活性层(45)之间的等距的触摸；并且(51)是靠近附加电活性层(45)的顶部的触摸。
图14示出了电子部件的可能布置。
图15示出了随着对象朝向和远离附加导电层(45)移动从而表示滑动事件，在两个附加导电层(45)处测量的活性层的电容的变化。
图16示出了由触摸引起的测量电容的根据距平坦活性层上的连接点的距离的变化。活性层被图解地示为
图17示出了当添加附加导电层时由触摸引起的测量电容((65)、(67)、(69)、(71)、(73)、(75)和(77))根据距连接点的距离的变化。活性层被图解地示为
图18示出了靠近涂层系统的主电源电力可以如何影响信号质量。
具体实施方式
定义
除非上下文明确要求，否则贯穿整个描述和权利要求书，词语“包括(comprise)”、“包含(comprising)”等应以与排他性或穷举性的意义相对的包含性意义来解释，也就是说，以“包括但不只限于”的意义来解释。
本说明书的上下文中的“基底”或“基底表面”意在意指触摸系统被应用于的表面，并且“基底”或“基底表面”意在包括至少：内壁；外壁；栅栏；天花板；家具、门、桌子、包括抽屉的橱柜、柜子；车道、道路、停车空间；交通工具的外表面，其中交通工具包括：机动交通工具，例如汽车、卡车、轮船、飞机。本文中使用术语“基底”以排除能够呈现电子文本和/或电子静态图像或动态图像或者在某种程度上是电活跃的基底。也就是说，术语“基底表面”排除了：手持式设备；诸如电话、平板计算机、膝上型计算机的电子设备；电视机；计算机监视器以及意在显示电子文本和/或电子静态图像或动态图像的那些类型的设备。
如本文中使用的，术语“活性层”被用于意指通过活性层的电学性质负责触摸敏感系统的作用的层。
如本文中使用的，术语“电惰性(inactive)层”被用于意指没有电活性性质的层。
如本文中使用的术语“涂覆物”意在意指可以被应用于物体表面的任何材料，并且包括诸如以流体形式应用的油漆的涂覆物以及诸如以片状形式应用的壁纸或膜的涂覆物。
如本文中使用的术语“控制”意在包括：感测输入信号；监视控制信号；记录控制信号；在电气设备之间传输控制信号和/或控制信号的衍生物；使得执行与由控制器接收的控制信号有关的动作；或者前面提及的操作的任意组合。该系统可以用于控制需要控制信号来运作的任何电子设备。这样的设备可以如以下装置一样简单：从一个或更多个灯泡到一个或更多个计算机或微处理器。
描述
本发明涉及可以应用于基底的触摸敏感电子系统。
本发明的触摸敏感系统能够实现部分基底表面覆盖或大体的基底表面覆盖。
本发明的触摸敏感系统包括可以被应用于基底(11)的活性层(1)。为了是活性的，活性层(1)在应用于基底表面之后具有提供电学性质的能力，足以用作传感器，其中经由适当连接的检测器和/或电子控制器将该传感器配置成检测对由电活性层提供的电学性质的干扰。通常，电流被连续或非连续地施加至活性层。当用户触摸基底(直接触摸活性层或者活性层上的惰性层)时，触摸干扰或改变活性层的电学性质，控制器被配置成检测这种干扰或改变。
活性层(1)被配置成具有针对电子控制器(5)的连接装置(7)。基底表面(11)上的差异化触摸(3)干扰活性层(1)的电学性质。由电子控制器(5)解释对活性层(1)的电学性质的干扰以执行命令。电学性质可以包括：导电性质(电导)、电阻性质(电阻)、电阻电容性质和电感性质(电感)。
活性层(1)可以包括具有可以被干扰的电学性质的任何活性材料。也就是说，活性层(1)必须能够传导和/或保留一些电荷，使得通过电荷生成的电性质可以通过以下方式被干扰：人或动物直接触摸活性层，或者经由中间非导电层间接触摸活性层。
活性层(1)的关键特征是：活性层(1)必须在基底的至少一部分之上或者在基底的不同部分之上形成三维互连路径。三维互连路径使得电流可能通过活性层(1)。
例如，在其中关于电容的电学性质被检测到的活性层的情况下，所有导电材料是有用的以产生适合用作活性层的电容涂层。在金属合并到活性层中的情况下，稳定性——特别是在金属氧化物是非导电的或者低导电性的情况下的表面氧化——是重要特征，以在延长的时间段内保留电学性质。这可以类似地应用于电阻活性材料和电感活性材料。
电子装置
活性层(1)通过连接装置(7)、通过电阻感测集成电路、电感感测集成电路或电容感测集成电路和/或微控制单元(mcu)连接至电子控制器(5)。感测集成电路和/或微控制单元能够在对象通过差异化触摸(3)干扰电学性质时感测活性层(1)的电学性质的变化。当集成电路和/或微控制单元检测到电学性质的变化时，可以执行诸如用于控制控制继电器或调光电路的指令的控制信号。本领域技术人员将容易理解的是，假设活性层包含充足的活性材料以使得对电学性质的改变或干扰能够被检测，则该系统可以应用其他感测方法并且不需要被限制于电容感测。
对电学性质的干扰可以由特定人或服务动物交互引起，控制器被编程以识别且区分所述交互，例如两次轻敲；三次轻敲；多次轻敲；轻敲并保持；在表面上滑动手、胳膊、腿或者在活性层的不同区域上执行前面提及的交互。
电子硬件——即活性层和连接至活性层的至少传感器或中间/从控制器——通过连接装置(7)连接。连接装置(7)可以包括物理连接装置，该物理连接装置例如通过有线网络或者使用物理连接——例如银胶、导电线、附加导电层、螺丝板、物理粘合剂、导电胶带——将主控制器连接至涂层、传感器或从控制器。替选地，可以经由远程连接装置或无线网络来连接连接装置(7)，该远程连接装置或无线网络允许通过更广的远程配置来执行命令。这样的远程或无线连接装置可以包括发送器、接收器、收发器、wifi和蓝牙的任意组合。
连接装置(7)还可以进一步包括中间连接器。
电子硬件可以被配置成经由计算机、移动电话或任何其他连接的控制设备，通过有线网络或无线网络被控制(图9)。电子硬件，并且特别是控制器，可以联网至建筑物中的其他设备，使得可以实现全局命令和系统配置。
系统可以被配置成识别与活性层(1)的特定类型的接触。例如，可以通过预定编程或者以由系统的用户使用的配置模式来配置电子控制器(5)，以识别特定姿势并且将那些特定姿势映射至特定控制输出/动作。示例包括：两次轻敲以断开继电器；两次轻敲并保持(即具有延长持续时间的触摸)以接通本地连接的继电器；三次轻敲并保持以关闭建筑物中的所有灯。
集成电路(ic)可以用于感测，即，用于检测由于触摸活性层而引起的活性层的电学性质的干扰。感测ic可以与控制器集成，或者远离控制器但是连接至控制器。
控制器可以包括实时时钟，该实时时钟可以用于控制在何种情况下以及在何时诸如照明装置的电器例如被接通和断开。
外部开关可以用作自动防故障装置(fail-safe)来超驰控制器。例如，标准灯开关可以被保留以经由活性层来超驰电子控制器对照明装置的控制。
电容感测
活性层和控制器可以被配置成在电流被施加至活性层以对活性层充电时检测活性层的电容的变化，或者对活性层的电容的干扰。在电容感测的情况下，活性层在一个或更多个点或节点处经由连接装置(7)连接至电子控制器(5)上的一个或更多个相应节点。电子控制器还可以可选地独立地连接至电气地(图1a)。
电子控制器(5)通过合适的控制算法和硬件来确定活性层(1)的电容。例如，电子控制器(5)可以将恒定电流输出到活性层(1)中。电荷将流入活性层，从而引起随时间增加的电压，并且可以根据等式(1)来计算电压：
δv是电压(伏特)；
i是电流(安培)；
c是电容；
δt是时间(秒)。
电子控制器(5)能够通过测量在固定时间内在活性层(1)上的电压来确定电容。当诸如人或动物的对象触摸或接触活性层(1)时，活性层的电容将改变。对象的电学性质(例如，对象本身固有的电阻、电容和电感)和前面提及的结构之间的介电性质(厚度和材料)影响由电子控制器测量的电容变化。可以由电子控制器(5)解释任何电容以发出命令或控制信号。
当活性层(1)或多个活性层(例如(31)和(33))被以栅格图案配置为电容系统的一部分时，优选的是栅格元素彼此电绝缘。即，在多个活性层之间不存在能够导电的材料。在某些情况下，一些行元素可以连接至其他行元素，或者替选地，一些行元素可以连接至其他列元素。栅格元素中的一些或全部可以经由连接装置连接至多个相应的连接装置(7)到电子控制器(5)(图1b)。电子控制器(5)还可以独立地连接至电气地。
然而，在该级别，导电活性层上的栅格元素与电子控制器之间的电路是开路。
电阻电容感测
在电阻电容感测的情况下，电容活性层还可以具有电阻性质。通过将活性层(1)配制成具有电阻电容电学性质，还可以将触摸传感器系统配置为基于电容的位置传感器。
不希望受理论约束，在电容电阻感测的情况下，活性层(1)可以通过一个或更多个连接装置(7)连接至电子控制器。如针对电容感测可见的，电子控制器(5)可以独立地连接至电气地。
电子控制器(5)依次地在每个连接装置(7)处测量活性层(1)的电容。
当对象例如人触摸活性层时，连接装置(7)将测量电容的变化。然而，由于活性层(1)的一系列电阻性质，因此随着对象进一步远离连接装置(7)移动，通过单个连接装置(7)测量的电容变化相应地变小。
通过比较两个或更多个连接装置(7)的电容差异，可以确定对象在活性层(1)上的位置信息。该位置信息由电子控制器(5)计算并且可以被用于执行命令。
这还可以被扩展以包括三个或更多个连接装置(7)以提供更大的功能。例如，利用沿着活性层(1)的两个垂直边缘连接的三个连接装置(7)，可以获得水平轴和纵轴上的位置信息，从而得出干扰电学性质的对象的2d位置坐标。
电感感测
通过将活性层(1)配制成具有电感电学性质(图3)，还可以将触摸传感器系统配置为电感传感器。
用于电感传感器的活性层还在一个或更多个连接装置(7)处经由连接装置(7)连接至电子控制器(5)。电子控制器还可以可选地独立地连接至电气地。
电子控制器计算电感活性层(17)的电感。不希望受理论约束，电感活性层(17)在连接至电子控制器(5)时可以形成谐振电阻电感电容电路的一部分。
当电子控制器(5)将短电压脉冲施加至电感活性层(17)(通常在从约0.1微秒至约100毫秒的范围内)并且然后释放电压时，将产生振荡“振铃”电压，其中，由于电阻，该振荡“振铃”电压随时间衰减。该振荡电压的频率被称为电路的谐振频率。谐振频率可以由电子控制器测量并且根据等式(2)来计算：
fres是谐振频率(赫兹)；
l是电感(亨利)；
c是电容(法拉)。
本领域技术人员将认识到，活性层(1)的物理布局影响电感的量。例如，活性层可以被布置成直线，或者替选地，活性层可以形成螺旋图案或环(图3)。活性层(1)的长度和形状因此可以对电感的量有影响。
本领域技术人员还将理解的是，在电流流动通过活性层时，产生磁场(21)。当导磁对象(19)(例如金属笔/触笔)触摸电感活性层(17)时，材料的磁导率将引起电感变化(23)。电感的该变化可以由电子控制器解释并且被用于发出命令。
电阻感测
通过将活性层配制成具有电阻电学性质，还可以将触摸传感器系统配置为电阻传感器。
活性层应该在两个或更多个连接装置(7)处连接至电子控制器(5)。需要两个或更多个连接装置(7)以提供完整的电路。然而，连接装置(7)之一可以是电气地。在该级别，电阻活性层(1b)与电子控制器之间的电路是闭合电路(图4)。
电子控制器在电阻活性层上输出恒定电压，同时测量通过电阻活性层(1b)的电流。电压、电流和电阻通过欧姆定律联系起来。
当诸如人或动物的对象触摸电阻活性层(1b)的一部分时，这将导致(比触摸事件之前的电阻)更低的电阻并且因此导致(比触摸事件之前的电流)更大的电流。增加的电流可以由电子控制器(5)解释并且被用于发出命令。理想地，在电阻系统中，电阻活性层优选地被配置为条(图4的(1b))。
电阻活性层(1b)还可以在单个连接装置(7)处连接至电子控制器(5)。电子控制器(5)还必须独立地连接至电气地。在该级别，电阻活性层与电子控制器(5)之间的电路是开路(图5)。
电子控制器(5)将恒定电压输出至电阻活性层(1b)上，同时测量可以流动通过电阻活性层(1b)的任何电流。当电路断开时，没有电流流动。然而，如果电接地的对象——例如人或动物——触摸电阻活性层，则将在电阻活性层(1b)与电气地之间形成电阻。通过欧姆定律，电流现在将能够流动并且可以由电子控制器解释以发出命令。
飞行时间感测
触摸控制系统还可以被配置为所谓“飞行时间”传感器的一部分。
活性层在单个连接装置(7)处连接至电子控制器(5)。需要电子控制器(5)独立地连接至电气地。然而，活性层可以可选地经由合适的终端电阻器连接至电气地。终端电阻器优先地位于作为距电子控制器电学上最远的节点的节点处。
飞行时间感测系统通过电子控制器(5)将短电压脉冲(通常在约1皮秒至1微秒之间)输出至活性层(1)上而工作。该短电压脉冲可以包括振荡电压波形。该电压脉冲沿活性层传播。然而，如果诸如人或动物的对象触摸活性层(1)，则对象将吸收电压脉冲的一部分。然后，脉冲的一部分将被引导返回电子控制器。该现象被称为阻抗不连续。一旦电子控制器(5)感测到返回的电压脉冲，电子控制器(5)就可以确定电压脉冲从电子控制器(5)传播至对象并且返回至电子控制器(5)所花费的时间。这样的信息可以由电子控制器(5)解释以发出命令。
活性层
导电碳黑颜料可以提供用于活性层的方便和有成本效益的材料。将颜料以合适的水平(超出超过渗流阈值所需的浓度)合并到常规涂覆物中产生具有导电电阻性质的涂覆物，所述导电电阻性质容易通过所添加的碳黑的量和类型以及通过碳黑分散的状态而改变。通常，需要大于5质量％的高导电碳黑以在活性层中获得导电性，并且高于10质量％或20质量％的高导电碳黑，将提供更有用的导电性。然而，在这些水平下，活性层的机械性质受损，并且需要合适的聚合结合剂和配制技术以允许没有破裂的均匀膜形成，破裂导致导电性降低以及在更差的情况下没有导电性。
活性层(1)可以被用作涂覆物材料，或者替选地，活性层可以被涂覆物材料覆盖，呈图6至图8中的夹层型布置或叠层型布置。这样的涂覆物材料可以包括油漆配方、漆和凝胶。
触摸检测
本发明被设计成在对象改变活性层的电容被干扰时检测对基底表面的有意触摸(并且不是错误触摸)。出于本发明的目的，错误触摸可以通过以下方式生成：人或动物擦过基底表面；人或对象靠着基底表面；电噪声源；或随机噪声。
本发明可以通过在电子控制器(5)中使用合适的控制算法(图10和图11)来克服错误触摸的问题。控制算法(图10和图11)能够检测表面上轻敲的数目，和/或轻敲的模式，和/或对活性层电容的干扰的持续时间。因此，控制算法可以将意在生成控制信号的正确触摸与具有短持续时间的可能是并非意在生成控制信号的错误触摸的单个触摸或轻敲区分开来。控制算法通过不考虑低于预定持续时间或者低于电学性质的干扰的预定量度的任何单个触摸来进行区分。
控制算法还在低信噪比环境下运作，并且控制算法还很好地运作以滤除与偏移电容的缓慢增加或减小相关联的噪声，例如可能在用户靠着墙或触摸墙同时还轻敲的情况下出现的噪声。
本发明人已经发现，两个或更多个轻敲事件比单个轻敲或触摸更可能去除错误触摸事件。这因此提供了有关电容的干扰是有意的正确触摸事件的结果而不是错误触摸事件干扰的提高的可靠性。正确触摸事件可以包含许多触摸和/或对触摸事件发生多久的测量。这允许将多个轻敲事件、轻敲和保持事件检测为不同命令，并且允许控制算法提供许多不同命令并区分许多不同命令。
控制算法对输入数据(35)和(41)进行处理，如图10和图11所示，以创建边缘检测数据(37)和(43)。边缘检测算法将边缘检测数据与阈值进行比较以将当前状态(34)和(42)设定为以下3种状态之一：触摸接通(值＝1)；触摸断开(值＝-1)或无触摸(值＝0)。然后，数据与当前时间一起被馈送至决策树，以计算已经发生的触摸事件的数目((39)和(44))。一旦在设定时间内未检测到触摸，则记录所出现的触摸的最终计数和所生成的触摸事件。
控制算法可以能够响应于多个不同姿势来处理、识别和生成特定输出。姿势可以在轻敲和保持的数目和/或轻敲和保持的持续时间方面不同。控制器可以被配置成使得每个姿势生成相应的控制动作，例如接通灯、改变调光设定或者关闭建筑物的特定区域中的所有灯。
本发明还可以包含诸如滑动事件的姿势，其中功能与用于控制家用电器的滑块的功能相似。滑动事件打开可用作输入信号和命令的多个选项。滑动事件可以被用于控制家中的活动，例如调光灯或者其他指示。另外，可以通过合并两层系统与两个附加导电层来实现基底表面上的滑动事件，所述附加导电层的面积小于呈条或通道的形式(例如，如图1b、图3、图8所示)的活性层的面积。如(图8)所示，出于该目的，可以使用附加导电材料的一个、两个或更多个通道。
在一个示例中，滑动事件在具有两层系统的壁上实现，两层系统具有活性层(例如，导电碳油漆)以及位于活性层的上边缘和下边缘的呈水平条形式的附加导电区域(例如，铜油漆)(45)(图12)。在每个相应附加导电条处测量的电容与附加导电条与触摸位置之间的距离成反比；在每个附加导电条处测量的电容的差异允许计算触摸位置。
图13示出了五个不同的触摸；中心的三个触摸表示与附加导电层(45)等距的触摸。第一触摸(47)更靠近一个附加导电层(45)，而最后一个触摸(51)更靠近另一附加导电层(45)。
活性层的布置
活性层(1)可以被施加于其他层(25)、(27)、(45)之下和/或其他层(25)、(27)、(45)的顶部。其他层可以选自底漆/密封物(25)、附加电活性层(45)、顶涂层(27)和基层(25)。
在基底表面上还可以具有多于一个活性层。在存在多于一个活性层的情况下，活性层可以被夹在非导电层(30)之间。例如，可以如图6至图8所示地布置层。本领域技术人员将认识到，对于本文中所示的布置，层可以具有替选布置。
在活性层(1)与附加导电层(45)结合使用的情况下，附加导电层可以被布置为如图12所示的在活性层(1)周围的条或带。替选地，附加导电层(45)还可以被布置成如图8所示的垂直序列或水平序列。重要特征是：通过电流穿过层而生成的电性质仍然可能被人工触摸事件干扰。换言之，活性层(1)中的导电元素的布置使得：控制器可以检测对活性层的所选电性质的干扰。可以根据无源电场生成电性质的变化或干扰，因为涂层可能不需要活性电源本身。利用具有适当灵敏度的控制器，可以在没有向活性涂层供应电力的情况下检测到通过用户触摸引起的无源电性质的相对小的干扰。
附加导电层可以在滑动点之间采取源自导电材料例如铜油漆或类似物的水平条的形式。
在每个相应附加导电层处测量的电容与附加导电层与触摸位置之间距离成反比；在每个附加导电层处测量的电容的差异允许计算触摸位置。
一些现有技术系统的问题是用于活性层的低成本导电油漆具有高电阻，这也意味着它们具有低电导。因此，触摸发生距控制器越远，活性层的电容信号越小。
本发明通过使用附加导电层和/或连接装置来解决问题。附加导电层(45)和/或连接装置(7)必须具有比活性层更低的电阻和更高的电导率。更高的电导率防止信号在强度上减弱或减少，并且可以在图16中看到。
本发明人还发现，一些现有技术系统在被应用于更大的基底时存在问题。靠近涂层系统的主电源增加了观察到的噪声量，这又影响信噪比，使得在电容被干扰的情况下控制器更难以检测触摸事件。本发明人已经确定：通过电子控制器利用主电源的相同频率来使导电活性层的测量(电阻和/或电容和/或电感测量)同步，可以避免电噪声的问题(参见图18)。
要理解的是，上面描述的触摸敏感系统可以应用于任何地方，在任何地方，触摸无源基底可以用于控制电气设备。这样的器具设备可以是例如灯，或者可以是警报器，或者可以是电机或用于移动诸如门或大门或锁的对象的其他电子致动器，或者是用于连接电路以控制电器的继电器。另外，上面已经提供了更多详细的示例。
下面提供用于形成根据当前发明的活性层的两个非限制性示例组成。
通用过程a：
通过混合，将20％的水添加到25％的碱溶性分散体中，随后加入25％的碱。搅拌混合物直到获得澄清溶液。继续混合，加入表面活性剂、丙二醇和消泡剂，并且在高剪切条件(例如，具有考尔斯(cowles)叶片的高速混合器)下搅拌混合物，同时分批缓慢加入碳黑粉末。通过分批加入水来调节粘度直至产生糊状物。进一步处理该糊状物以打破附聚物并且产生精细分散体。通过附加处理方法、通过利用另外50％的全部的水来调节粘度来获得精细分散体，并且在将混合物转移到圆容器之后，添加氧化锆分散珠并且通过将容器放置在辊上使容器旋转达若干天。在附加处理之后，通过过滤来移除分散珠并且添加剩下的水、碱溶性丙烯酸分散体、碱和抗微生物剂。在将所有组分彻底混合至均匀状态之后，材料准备好用于使用。
通用过程b：
向碱溶性丙烯酸分散体中加入50％的全部的水、碱、润湿剂、消泡剂和流变改性剂。搅拌混合物直到所有流变改性剂溶解。在搅拌的同时添加导电金属粉末，并且在完全润湿粉末之后，添加剩下的水和抗微生物剂。在混合至均匀状态之后，涂覆物准备好用于使用。
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