集成到织物支撑物的用于电气设备或电子设备的触觉控制布置的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及触觉传感器，更具体地，涉及集成到柔性支撑物用于控制电气设备或电子设备的触觉布置。更具体地，本发明涉及一种集成到织物支撑物用于控制便携式设备或可佩戴设备的触觉布置。
【背景技术】
[0002]如今，人们与当他们进行日常行为时佩戴、随身携带或在其附近的大量的电气设备和电子设备进行交互。考虑，例如，许多人在一天中的任何时刻随身携带的设备，诸如手表、电话以及便携式音乐阅读器，或者许多人在旅行或远足期间随身带的更复杂的导航工具。在工作环境中，被要求干预设备的维修保养的技术员、监督或救援操作者(例如，专业执法人员、健康专家、消防队)配备有通常集成到其服装的紧急通信设备，以便总是在任何工作条件下可用。即使在医疗领域，控制和报警电子设备的使用已牢固确立，其可由处于危险的患者或对象佩戴，通过它可以监视自己的健康状态，并在自动化基础上或自动地发送报警消息，通过按钮或-在更复杂的设备中-键盘。
[0003]在汽车领域，车辆配备有通信和娱乐设备，驾驶员以及优选地还有乘客可以通常通过语音或手动命令，通过作用于布置在方向盘上或仪表板上的控制按钮、控制杆或选择刻度盘与该通信和娱乐设备进行交互。
[0004]最后，在家庭环境中，不仅通信和娱乐装置，而且系统和设备可通过一个或多个遥控器控制，其中每一个都被集成到用户可以掌握的手持式设备，以便在必要时发出所需的管理命令。
[0005]不幸的是，已知的设备，虽然集成到一件服装或可佩戴配件，但需要与通常的刚性支撑物不相关的触觉控制界面支撑物这是由于其配置会是妨碍或者不良的人体工程学设
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【发明内容】
[0006]W02005/96133公开了一种触觉传感器，其可以被集成到织物(例如，用于衣物或家具的织物)上，其以包括两个导电织物层的分层设备的形式制成，在两个导电织物层之间非导电织物材料的第三层被插入，例如以分开的区域的矩阵的形式涂覆有压阻材料，其通过不存在压阻材料的区域允许导电层之间的连接。
[0007]WO 2005/00052目的在于提供用于织物服装或涂层或室内装潢的柔性界面。所述界面包括在导电弹性体材料中的多个区域，适于产生相关联的电子界面设备或系统的控制信号，并所述界面具有产生适用于各种应用的多种不同的控制模式的多个接触区域。
[0008]CN 1940513具有作为其题目的用于智能机器人的触觉传感服装，其中传感器单元由具有对应的电极触点矩阵、电极触点分别按行组织和列组织的上下电极板组成。具有压阻特性的导电橡胶被布置在两个板的对应的电极触点之间。在电极板之间的分隔和绝缘涂层适当地被穿孔以允许用于导电橡胶元件的布置，被布置为保持以定距离间隔的相邻的电极触点。外部保护层可以用于机器人的织物涂层。
[0009]在参考由用户可佩戴的触觉传感器的功能方面的现有技术的专利文献之中，US2010/0219943公开了一种设置有电容型触觉传感器的腕表，电容型触觉传感器在允许其中的不同的配置的柔性材料的衬底上制成，具体地，其教导如何生产具有以按钮或虚拟键的形式贯穿手链的长度分布的触觉检测电路的装置，其中该按钮或虚拟键适于创建多个应用命令。
[0010]WO 2008/085589公开了一种适于由用户佩戴并控制的传感器平台，用于控制例如由同一人佩戴的单独的无线电通信终端。
[0011]最后，US 2008/105527涉及适于柔性制品诸如织物广品等的开关和设备的制造，其中柔性电气触点由硅树脂或柔性导电橡胶制成，适于变形以接触导电轨层，而且是柔性的，被并入涂层并在接触点暴露。具有导电轨的层可以由导电织物、印有导电轨的织物，或者作为在聚合物膜上产生的柔性印刷电路板制成。
[0012]本发明目的在于为高效触觉控制布置的制造提供解决方案，其是实用的同时是鲁棒的，这有助于其自身与任何类型的织物品或任意的柔性支撑物(具体地，服装或可佩戴配件)或手持式设备完整结合。
[0013]根据本发明，该目的是通过借助具有如权利要求1所述的特征的触觉控制布置来实现的。
[0014]【具体实施方式】是从属权利要求的主体，其内容旨在作为本说明书的整体部分。
[0015]此外，如权利要求所述的柔性制品、装备和服装是本发明的主题。
[0016]简单地说，本发明涉及用于包括触觉型用户界面的电子设备的控制系统的实施，其包括完全柔性的传感器布置。触觉控制布置(tactile control arrangement)由导电弹性膜和非导电织物层的交替分层形成，形成了包括多个传感器电极和对应的导电轨的传感器矩阵，并且总体上使该布置具有高度的灵活性，这使得它适合于集成到织物品或任意可变形的支撑物，无需显著加固接纳它的支撑物。构成传感器矩阵的层的材料的特性允许电极和导电轨通过垂直非金属化通孔直接接触而电连接在一起的实现，从而从可以容易地配置无需复杂的额外处理操作的金属箔材料的层开始，实现控制布置。
[0017]作为本发明的主题的触觉控制布置实现柔性的并具有有限的厚度的设备，其特征在于基本平坦的表面，即，没有按钮、浮雕，或三维元件，并被布置成使用用户的一个或多个手指触摸，以便赋予同样复杂的手势命令到一组通过电缆装置或无线网络与其连接的电子设备。
[0018]此外，作为本发明的主题的触觉控制布置具有允许它被并入常规的服装的尺寸、形状和机械特性，以便“官能化”其中的部分。以这种方式，足够用户用他/她的手指在控制布置触摸服装的表面以根据简单且直观的语言赋予可适于不同的支撑物和使用条件的命令。
【附图说明】
[0019]进一步地，本发明的其他特征和优点将在参考附图通过非限制性示例给出的其实施例的以下【具体实施方式】中被更详细地阐述，其中:
[0020]图1是根据现有技术的电容式触觉传感器的示意图；
[0021]图2是用于对包括作为本发明的主题的触觉控制布置的电子设备的控制的系统的图表；
[0022]图3a和图3b是根据本发明的两个实施方式的构成触觉控制布置的层的分解图；以及
[0023]图4是作为本发明主题的触觉控制布置的应用示例的全视图。
【具体实施方式】
[0024]在图1中示出基于平面电容器的结构的电容式触觉传感器S的模型的示意性剖视图，其包括衬底SUB，在衬底SUB顶部区域制备有中心有源电极E和围绕该有源电极E的参考导体，并且参考导体与有源电极凭借均匀的间隙分隔开。在一般的实施方式中，参考导体被保持在接地电位GND，并且分散电场在电极E与参考导体之间建立，其通过附图中所示的曲线场线表示。在实施方式的变型例中，本文中优选的并且在图3中表现的，围绕有源电极E的导体不充当参考导体，但屏蔽交流电压AC_SHIELD被施加至此，并且电场在电极E和接近它的外部主体之间建立，从而场力线通过主体朝地面靠近。在衬底SUB中的通孔V将传感器的有源电极E与在衬底的相对侧上获得的导电轨T连接。涂层和保护层C被沉积在衬底SUB的上面并且封装有源电极和接地导体。任选地，另外的涂层和保护层(未示出)可以被设置在该衬底的相对面，以保护导电轨。
[0025]主体例如用户的手指在有源电极附近(与之接触)的存在，微扰电场，从而微扰由有源电极E限定的电容器的电容。此微扰可通过本身已知的换能器电路检测，该换能器电路通常集成在微控制器中，连接到导电轨T并适于检测系统的电量特性中的变化。这种变化表明主体的存在(触摸)和接触的强度(压力)。
[0026]电容触觉传感器的S的矩阵可以在具有期望的形状和程度的检测区域上实现，并且它由在其附近的单一管理集成电路或远程控制。电容型平面触觉传感器的结构，以及相关联的调节电子的构造，其操作基于此的物理现象、其应用，在本领域中是公知的，并且其在本文中不再进一步描述。
[0027]在图2中示出了一种用于包括作为本发明的主题的触觉控制布置的电子设备的控制的系统。
[0028]触觉控制布置用10表示，其包括参考图1所描述的类型的电容式触觉传感器S的矩阵，并被集成到柔性衬垫12，具有优选地为矩形的区域。传感器矩阵具有用于与外部处理电路模块16 (例如，微处理器)连接的对应的多个触点14，外部处理电路模块16被布置用于获取并处理由每个传感器S发射的信号。有利的是，触点14与处理模块16的连接借助于同样是柔性的多极平面导体带20来实现，而处理模块可以通过用于在刚性印刷电路支撑物上或者同样在柔性支撑物(柔性印刷电路板)上混合电路的传统的技术实现。该解决方案允许将控制电子设备放置在相对于敏感部件远程的位置