用于电气设备或电子设备的触觉控制布置制造技术

用于电气设备或电子设备的触觉控制布置，包括基于电容传感器矩阵的触摸控制界面和与传感器矩阵关联的电子处理模块，布置成从传感器矩阵接收表示在矩阵的传感器上的触摸或压力的电信号并将要向电子设备传送的随之产生的命令。传感器矩阵包括有源传感器电极和连接有源电极和处理模块的对应导电轨。传感器矩阵由多个柔性功能层构成，包括形成有源电极的第一层导电弹性材料和在与有源电极的层平行的平面上形成导电轨的第二层导电弹性材料，第一层和第二层导电弹性材料通过绝缘材料的柔性层分离，柔性层包括在第一层的有源电极处具有多个通孔并且承载第二层的对应导电轨的非导电织物，有源电极和导电轨的层变形，以通过非导电织物层的通孔直接接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电气设备或电子设备的触觉控制布置
本专利技术涉及触觉传感器，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，本专利技术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。
技术介绍
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。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。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。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计。
技术实现思路
WO2005/96133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。WO2005/00052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。CN1940513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。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。WO2008/085589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。最后，US2008/105527涉及适于柔性制品诸如织物产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。本专利技术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。根据本专利技术，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。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。此外，如权利要求所述的柔性制品、装备和服装是本专利技术的主题。简单地说，本专利技术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(tactilecontrolarrangement)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。作为本专利技术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。此外，作为本专利技术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。附图说明进一步地，本专利技术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：图1是根据现有技术的电容式触觉传感器的示意图；图2是用于对包括作为本专利技术的主题的触觉控制布置的电子设备的控制的系统的图表；图3a和图3b是根据本专利技术的两个实施方式的构成触觉控制布置的层的分解图；以及图4是作为本专利技术主题的触觉控制布置的应用示例的全视图。具体实施方式在图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。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)。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。在图2中示出了一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于至少一个电子设备(W，P)的触觉控制布置(10)，包括基于电容传感器矩阵(S)的触摸控制界面(12)和与所述传感器矩阵(S)相关联的电子处理装置(16)，所述电子处理装置(16)被布置成从所述传感器矩阵(S)接收表示外部主体在矩阵的至少一个传感器(S)上的触摸或压力的多个电信号，并处理随之产生的命令以向所述至少一个电子设备(W，P)传送，其中，所述传感器矩阵(S)包括多个有源传感器电极(E)和用于连接所述有源电极(E)和所述处理装置(16)的对应的多个导电轨(T)，其特征在于，所述传感器矩阵(S)由多个柔性功能层(30‑48)构成，包括形成所述有源电极(E)的第一层导电弹性材料(32)，和在与有源电极(E)的层(32)平行的平面上形成所述轨(T)的第二层导电弹性材料(42)，其中，第一和第二层导电弹性材料(32，42)通过绝缘材料的柔性层(40)分离，所述绝缘材料的柔性层(40)包括在第一层(32)的所述有源电极(E)处具有多个通孔并且承载第二层(42)的对应的导电轨(T)的非导电织物，其中有源电极(E)和导电轨(T)的所述层(32，42)变形，以便通过所述非导电织物层(40)的通孔直接接触。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于至少一个电子设备(W，P)的触觉控制布置(10)，包括基于电容传感器矩阵(S)的触摸控制界面(12)和与所述电容传感器矩阵(S)相关联的电子处理装置(16)，所述电子处理装置(16)被布置成从所述电容传感器矩阵(S)接收表示外部主体在矩阵的至少一个传感器(S)上的触摸或压力的多个电信号，并处理随之产生的命令以向所述至少一个电子设备(W，P)传送，其中，所述电容传感器矩阵(S)包括多个有源传感器电极(E)和用于连接所述有源传感器电极(E)和所述电子处理装置(16)的对应的多个导电轨(T)，其特征在于，所述电容传感器矩阵(S)由多个柔性功能层(30-48)构成，包括形成所述有源传感器电极(E)的第一层导电弹性材料(32)，和在与有源传感器电极(E)的层(32)平行的平面上形成所述导电轨(T)的第二层导电弹性材料(42)，其中，第一层和第二层导电弹性材料(32，42)通过绝缘材料的柔性层(40)分离，所述绝缘材料的柔性层(40)包括在第一层(32)的所述有源传感器电极(E)处具有多个通孔并且承载第二层(42)的对应的导电轨(T)的非导电织物，其中有源传感器电极(E)和导电轨(T)的层(32，42)变形，以便通过所述非导电织物层(40)的通孔直接接触。2.根据权利要求1所述的触觉控制布置(10)，其中，所述电容传感器矩阵(S)被集成在一对外部织物层(30)之间的分层柔性衬垫(12)中，并且包括通过胶合连接在一起的多个平行层(32-48)，这样实现电容式平面传感器的结构。3.根据权利要求2所述的触觉控制布置(10)，其中，所述外部织物层(30)是所述触觉控制布置(10)的织物支撑物的整体的一部分，或者是用于此类布置(10)的能够通过机械或化学附着连接到所述织物支撑物的外壳。4.根据前述权利要求中任一项所述的触觉控制布置(10)，其中，所述电容传感器矩阵(S)包括至少一个第一层导电屏蔽材料(34)，所述第一层导电屏蔽材料(34)能够连接至屏蔽交流电压(AC_SHLELD)源，包括根据与所述有源传感器电极(E)的层(32)共面的布置适于将所述有源传感器电极(E)容纳在其中的多个切口。5.根据权利要求4所述的触觉控制布置(10)，其中，所述电容传感器矩阵(S)包括第二层导电屏蔽材料(46)，所述第二层导电屏蔽材料(46)能够连接至所述交流电压(AC_SHLELD)源，在与所述有源传感器电极(E)的层(32)相反的一侧上与所述导电轨(T)的层(42)平行布置，并且通过绝缘层(44)与所述导电轨(T)的层(42)分离。6.根据权利要求4所述的触觉控制布置(10)，其中，所述电容传感器矩阵(S)包括第二层导电屏蔽材料(46')，所述第二层导电屏蔽材料(46')能够连接至所述交流电压(AC_SHLELD)源，包括根据与导电轨(T)的层(42)共面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·马贾利，朱利奥·桑迪尼，马尔塞洛·博蒂诺，
申请(专利权)人：奥兰治公司，意大利学院科技基金会，
类型：发明
国别省市：意大利;IT