具有触觉反馈的触敏系统技术方案

提出了一种触摸传感器。所述触摸传感器包括：第一电极(21a)；第二电极(21b)；间隔层(22)，布置在第一电极与第二电极之间以将第一电极和第二电极分开；第一密封层(23a)和第二密封层(23b)，其中，第一电极和第二电极以及间隔层布置在第一密封层与第二密封层之间；其中，第一电极、第二电极、间隔层、第一密封层和第二密封层是可弯曲的；电容触摸电路(24)，设置成感测第一电极与第二电极之间的电容耦合并输出电容触摸信号作为对电容耦合变化的响应；以及电荷感应电路(25)，连接至第一电极和第二电极，设置成独立地将电荷感应到第一电极和第二电极。还提出了一种包括所述触摸传感器的触敏系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有触觉反馈的触敏系统
本专利技术涉及用于提供触觉反馈的触敏系统。
技术介绍
可直接附接至人的皮肤的类皮肤触敏接口被认为是用于与例如移动和可穿戴设备交互的有前景的输入表面。当今出现了许多原型类皮肤触摸接口。MartinWeigel等人在CHI'15Proceedingsofthe33rdAnnualACMConferenceonHumanFactorsinComputingSystems中第2991-3000页公开了一个例子。此外，向用户提供触感以增强在与触摸接口可操作地连接时的用户体验的触觉技术最近得到许多关注。当用户与触摸接口交互时，触觉技术向用户提供了多种触感，因此提供了通过将视觉与触感融合而获得的反馈。与现有电子设备相比，使用触觉技术的电子设备能提供更真实的触摸接口。因此，需要配置为提供触觉反馈的类皮肤触摸接口。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的一个目的是提供配置为提供触觉反馈的类皮肤触摸接口。根据第一方面，提供了一种触摸传感器。该触摸传感器包括：第一电极；第二电极；间隔层，布置在所述第一电极与所述第二电极之间以将所述第一电极和所述第二电极分开；第一密封层和第二密封层，其中，所述第一电极和所述第二电极以及所述间隔层布置在所述第一密封层与所述第二密封层之间；电容触摸电路，设置成感测所述第一电极与所述第二电极之间的电容耦合，并输出电容触摸信号作为对电容耦合变化的响应；以及电荷感应电路，其连接至所述第一电极和所述第二电极，并设置成独立地将电荷感应到所述第一电极和所述第二电极。所述第一电极、所述第二电极、所述间隔层、所述第一密封层和所述第二密封层是可弯曲的。通过独立地向第一电极和第二电极施加电荷，可以向触摸传感器的用户提供触觉反馈。这两个电极上的电荷可以具有吸引两个相反电极的不同极性，或者具有使两个相对电极排斥的相同极性。电容触摸电路还可以用作电荷感应电路。这将提供更紧凑的触摸传感器。该触摸可以进一步包括布置在所述第一密封层外部的粘合剂。这将提供用于将触摸传感器附接至表面的手段。例如，触摸传感器可以附接至人的皮肤。所述第一密封层和所述第二密封层可以包括硅酮，优选地为聚二甲基硅氧烷(PDMS)。间隔层可以包括硅酮，优选地为PDMS和/或所述第一电极和所述第二电极可以包括填充碳的PDMS(cPDMS)和/或填充银的PDMSAgPDMS。也可以使用其他柔性电极。一些例子是金属网、石墨烯和PEDOT。间隔层可以在厚度上是非均匀的。所述间隔层可以被穿有通孔。所述触摸传感器可以进一步包括电阻触摸电路，其设置成感测所述第一电极与所述第二电极之间的电阻变化，并输出电阻触摸信号作为对变化的响应。根据第二方面，提供了一种触敏系统。该触敏系统包括根据此处所述实施方式中任意一个的触摸传感器，以及连接至所述电容触摸电路和所述电荷感应电路的控制器。所述控制器设置成从电容触摸电路接收电容触摸信号，并且控制电荷感应电路独立地将电荷感应到第一电极和第二电极，作为对电容触摸信号的响应。控制器可以设置成控制电荷感应电路将具有相同极性的电荷和具有相反极性的电荷中的一种感应到第一电极和第二电极，作为对电容触摸信号的响应。所述触摸传感器和所述控制器可以设置成彼此无线通信。控制器可以连接至触摸传感器的电阻触摸电路。所述控制器可以设置成从电阻触摸电路接收电阻触摸信号，并且控制电荷感应电路独立地将电荷感应到第一电极和第二电极，作为对该电阻触摸信号的响应。控制器可以设置成控制电荷感应电路将具有相同极性的电荷和具有相反极性的电荷中的一种感应到第一电极和第二电极，作为对该电阻触摸信号的响应。响应于电阻触摸信号，控制器可以设置成控制电荷感应电路将电荷感应到与响应于电容触摸信号具有不同极性组合的第一电极和第二电极。这将为用户提供与来自电容触摸相比而言来自电阻触摸的不同触觉反馈。根据下面给出的详细说明，本专利技术的进一步的应用范围将变得清楚。然而，应当理解的是，虽然详细的说明和具体例子指示了本专利技术的优选实施方式，但仅仅作为例示的目的而给出，因为根据该详细说明对于本领域技术人员而言在本专利技术范围内的多种改变和改进将变得明显。因此，应当理解的是，本专利技术不限于所述设备的具体组成部件或所述方法的具体步骤，因为这些设备和方法是可以改变的。还应当理解的是，此处使用的术语是仅仅是出于描述具体实施方式的目的，而不是旨在加以限制。必须注意的是，除非上下文清楚指明了相反的意思，在说明书和所附权利要求中使用的冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在元件中的一个或更多个。因此，例如，对“单元”或“该单元”的引用可以包括几个设备，等等。此外，措辞“包括”、“包含”、“含有”和类似的措辞不排除其他的元件或步骤。附图说明下面将参照示出了本专利技术的实施方式的附图更详细地描述本专利技术的上述和其他方面。附图不应当理解为将本专利技术限制于具体实施方式；而是用于解释和理解本专利技术。如图所示，层和区域的大小出于例示的目的而放大，因此被提供以例示本专利技术的实施方式的一般结构。通篇用相同的附图标记表示相同的元件。图1是触敏系统的示意性框图。图2是图1的触摸系统的触摸传感器20的主体26的分解图。具体实施方式下面将参照附图更充分地描述本专利技术，在附图中示出了本专利技术的当前优选实施方式。然而，本专利技术可以用许多不同形式来实施，并且不应当视为限于此处描述的实施方式；而是为了充分和完整的目的提供这些实施方式，并向本领域技术人员充分地阐明本专利技术的范围。本专利技术旨在使得能够为可弯曲和/或可伸长触摸传感器提供触觉反馈。这是通过向触摸传感器内的相反的电极施加电荷而实现。具有不同极性的电荷将吸引相反的电极，而具有相同极性的电荷将排斥相反的电极，因此可以提供触觉反馈。图1例示了触敏系统10的框图。触敏系统10包括触摸传感器20和控制器30。控制器30可以通过导电布线连接至触摸传感器20。另选地或者相结合地，控制器30可以无线连接至触摸传感器20。控制器30配置为经由控制器30与触摸传感器20之间的连接向触摸传感器20发送控制信号。控制器30配置为经由控制器30与触摸传感器20之间的连接从触摸传感器20接收信号。控制器30可以由硬件、软件或它们的组合来实现。控制器30可以布置在移动或可穿戴设备中，例如移动电话、智能手表、智能衣服等。另选地或者相结合地，控制器30可以实现为专用控制器单元。专用控制器单元可以附接至触摸传感器20。触摸传感器20包括由可弯曲材料制成的主体26。这使得触摸传感器20能够直接穿在人的皮肤上。另选地或者相结合地，触摸传感器20可以附接在衣服的下方或者上面。触摸传感器20还可以用在需要用户输入的其他实现中。此外，主体26的材料优选为柔性和可伸长的，使得主体26足够柔性和可伸长以穿戴在人体的关节(例如指关节、腕关节等)上。优选地，主体26的材料是硅酮(silicone)。但应当理解的是，也可以使用其他材料。可以使用的硅酮的例子是聚二甲基硅氧烷(PDMS)和应当理解的是还可以使用其他类型的硅酮。触摸传感器20的主体26可以进一步包括使得能够附接至人的皮肤或者其他适当表面的粘合剂28。在图2中例示了触摸传感器20的主体26的分解图。触摸传感器20的主体26包括第一电极21a、第二电极21b、间隔层22、第一密封层23a和第二密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：第一电极；第二电极；间隔层，所述间隔层布置在所述第一电极与所述第二电极之间以将所述第一电极和所述第二电极分开；第一密封层和第二密封层，其中，所述第一电极和所述第二电极以及所述间隔层布置在所述第一密封层与所述第二密封层之间；其中，所述第一电极、所述第二电极、所述间隔层、所述第一密封层和所述第二密封层是可弯曲的；电容触摸电路，所述电容触摸电路设置成感测所述第一电极与所述第二电极之间的电容耦合，并输出电容触摸信号作为对电容耦合变化的响应；以及电荷感应电路，所述电荷感应电路连接至所述第一电极和所述第二电极，设置成独立地将电荷感应到所述第一电极和所述第二电极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.17 US 14/828,2571.一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：第一电极；第二电极；间隔层，所述间隔层布置在所述第一电极与所述第二电极之间以将所述第一电极和所述第二电极分开；第一密封层和第二密封层，其中，所述第一电极和所述第二电极以及所述间隔层布置在所述第一密封层与所述第二密封层之间；其中，所述第一电极、所述第二电极、所述间隔层、所述第一密封层和所述第二密封层是可弯曲的；电容触摸电路，所述电容触摸电路设置成感测所述第一电极与所述第二电极之间的电容耦合，并输出电容触摸信号作为对电容耦合变化的响应；以及电荷感应电路，所述电荷感应电路连接至所述第一电极和所述第二电极，设置成独立地将电荷感应到所述第一电极和所述第二电极。2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述电容触摸电路还用作所述电荷感应电路。3.根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器进一步包括布置在所述第一密封层外部的粘合剂。4.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述第一密封层和所述第二密封层包括硅酮，优选地为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、和/或5.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述间隔层包括硅酮，优选地为PDMS、和/或6.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述第一电极和所述第二电极包括石墨烯、PEDOT、填充碳的PDMS(cPDMS)和/或填充银的PDMSAgPDMS。7.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述间隔层在厚度上是非均匀的。8.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述间隔层被穿有通孔。9.根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器进一步包括：电阻触摸电路，所述电阻触摸电路设置成感测所述第一电极与所述第二电极之间的电阻变化，并输出电阻触摸信号作为对所述变化的响应。10.一种触敏系统，所述触敏系统包括：触摸传感器，所述触摸传感器包括：第一电极；第二电极；间隔层，所述间隔层布置在所述第一电极与所述第二电极之间以将所述第一电极和所述第二电极分开；第一密封层和第二密封层，其中，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·亨特，S·德林西奇，O·索恩，
申请(专利权)人：索尼移动通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP