刺绣式传感器套件制造技术

描述了形成在诸如合适的织物材料之类的柔性基板上的刺绣式传感器套件。导电图案被刺绣在柔性基板中以形成能够以各种方式配置以及在许多不同应用中使用的传感器阵列。传感器套件可实现被布置成通过测量电容来识别输入的触敏传感器。传感器套件还可实现诸如键盘之类的输入设备的压敏和/或力敏控制。其它类型的感测也被构想，诸如邻近度、运动、流动、手势、和/或应变的检测。导电图案可被形成在单个材料层中和/或经由导电材料的单次连续制程来形成。刺绣式传感器套件是柔性的，因此能够被塑形以适应各种不同类型的物体并形成针对那些物体的“智能”表面。

Embroidered sensor kit

An embroidered sensor suite, which is formed on flexible substrates such as suitable fabric materials, is described. The conductive pattern is embroidered in a flexible substrate to form a sensor array that can be configured in a variety of ways and used in many different applications. The sensor suite can be arranged to identify the touch sensitive sensor by measuring the capacitance to identify the input. Sensor suites can also implement the pressure sensitive and / or force sensitive control of input devices such as keyboards. Other types of sensing are also conceived, such as proximity, motion, flow, gestures, and / or strain detection. The conductive pattern can be formed in a single material layer and / or by a single continuous process of conducting material. The embroidered sensor suite is flexible, so it can be shaped to adapt to a variety of different types of objects and to form \intelligent\ surfaces for those objects.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】刺绣式传感器套件附图简述结合附图来描述具体实施方式。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在说明书和附图的不同实例中使用相同的附图标记可指示相似或相同的项目。图1是根据一个或多个实现的示例刺绣式传感器套件的图示。图2描绘了根据一个或多个实现的包括刺绣式传感器套件的示例设备的细节。图3描绘了根据一个或多个实现的实现用于触摸识别的触摸功能的示例刺绣式传感器套件。图4描绘了根据一个或多个实现的采用刺绣式传感器套件的示例输入设备。图5描绘了根据一个或多个实现的示出采用刺绣式传感器的控件的操作的示例场景。图6描绘了根据一个或多个实现的具有其中嵌入了刺绣式传感器套件的刚性结构的示例设备。图7描绘了根据一个或多个实现的具有嵌入式刺绣式传感器套件的示例物体。图8是描绘根据一个或多个实现的用于响应于经由刺绣式传感器套件获得的输入来执行控制动作的示例过程的流程图。图9是描绘根据一个或多个实现的用于在刚性结构中形成和嵌入刺绣式传感器套件的示例过程的流程图。图10例示出可被用于实现本文所述的与刺绣式传感器套件有关的设备和技术的示例系统的各个组件。详细描述概览设备的设计师不断地寻求改善设备支持的触摸、手势、以及其它输入机制的准确性和效率，以使得用户更容易与设备交互，并由此提高设备的受欢迎程度和实用性。传统地，传感器系统采用刚性组件，诸如印刷电路板(PCB)，这使得难以为传感器塑形和/或在柔性或不规则形状的物体和表面中包括传感器。因此，传统传感器系统的刚性限制了传感器可被使用的方式以及可利用传感器系统的设备的种类。本文描述了一种刺绣式传感器套件。在一个或多个实现中，刺绣式传感器套件被形成在柔性基板上，诸如合适的织物材料。导电图案被使用刺绣技术缝在或装订在柔性基板中以形成能够以各种方式配置以及在许多不同应用中使用的传感器阵列。导电图案形成对应于各个体感测点的位置的节点和/或电极。在一个实现中，传感器套件实现多个触敏传感器，此多个触敏传感器被布置成允许检测施加于该阵列的静电场中的畸变，该畸变可根据电容的变化而测量。传感器可被布置成测量互电容或自电容。传感器套件还可实现导电节点，导电节点被配置成实现输入设备(诸如键盘、跟踪板、鼠标等)的压敏和/或力敏控制。其它类型的感测也被构想，诸如邻近度检测、控制、开关、运动检测、追踪、游戏控制器、可穿戴服装嵌入式控制、通信指示器。在一种方式中，导电图案被形成在单层材料上，并且还可经由对导电材料的单次连续制程(例如，连续金属线)来形成。刺绣式传感器套件是柔性的，因此能够被塑形为适应各种不同类型的物体并形成针对那些物体的“智能”表面。例如，刺绣式传感器套件可被摆布成所选择的形状并且嵌入在刚性结构内以形成包括触敏表面(或其它感测系统)的复合物体。在一种方式中，复合物体可通过将聚合物、碳纤维、或其它材料热成形为包围刺绣式传感器套件来形成。构想了能够被配置成利用本文中描述的刺绣式传感器套件的各种设备和物体，包括但不限于移动计算设备、衣物、可穿戴设备、运动装备、键盘和输入设备、护具、智能家电、工业装备(包括管道、结构体、以及车辆)、嵌入式量表、柔性显示器等等。刺绣式传感器套件图1在100处概括地描绘了根据一个或多个实现的示例刺绣式传感器套件。具体地，传感器套件102被表示为包括柔性基板104和刺绣式传感器106的布置，刺绣式传感器106被刺绣(例如，装订或缝)到柔性基板104中。在这一示例中，刺绣式传感器106被描绘为被布置为基本矩形的网格或导电电线或线的行和列排练的阵列。导电电线可被配置为金属(诸如铜)或使用另一种导电材料的薄线缕。电线可具有在约30到100微米范围中的直径。甚至更大的上至几毫米(例如，约2mm到5mm)的直径大小也可被使用，这取决于终端使用场景。导电电线形成对应于各个体感测点的位置的交点(例如，节点和/或电极)。虽然描绘的是矩形网格布置，但是其它图案也被构想，诸如作为示例而非限制的六边形布置、同心圆、螺旋布置、平行线、水平行、垂直列、各个体点、以及不规则布置。柔性基板104表示适用于刺绣式传感器106的刺绣的柔性基底材料。作为示例而非限制，柔性基板104可使用各种织物材料来配置。织物材料可包括纺织品和非纺织品以及人工和天然纤维。柔性塑料和聚合物基板也被构想。如以上和以下讨论的，传感器套件102可被配置成实现各种传感器和感测。例如，刺绣式传感器106可包括电容式传感器，其允许检测传感器套件102的表面上或附近的电容的变化。电容的变化归因于手指或物体(例如，指示笔)在传感器附近的存在，该存在导致施加于传感器的静电场的畸变。传感器可被布置成测量互电容或自电容。传感器套件还可实现导电节点，导电节点被配置成允许对输入设备(诸如键盘、跟踪板、鼠标等)的压敏和/或力敏控制。在一些场景中，刺绣式传感器106可被配置成实现触摸感测功能，并因此可被称为触敏传感器。如之前提到的，通过传感器套件102实现的触敏传感器可基于经由刺绣式传感器106作出的对互电容或自电容的测量来操作。其它种类的触敏传感器和系统也被构想，诸如被配置成电阻式面板触摸表面的传感器套件102。此外，除了触摸感测之外的各种类型的感测也被构想，诸如对邻近度、运动、流动方向和速率、手势、和/或应变等的检测。传感器套件102还包括接口108。接口108表示被配置成建立用于在传感器套件102和其它组件和/或设备之间传递数据(包括信号、消息、以及命令)的连接的任何合适的组件。接口108可包括被设计为与另一组件的对应接插件配对的接插件以建立连接。例如，多针接插件可被用于将传感器套件102连接到控制器、计算设备、处理系统或被配置成与嵌入式传感器交互以获得并解释输入信号和经由传感器收集的其它数据的其它组件。在一个实现中，接口108可包括集成的控制器，该控制器被设计成控制传感器套件102并执行至少一些处理来解释传感器数据。接口108可被配置成形成经由不同组件/设备的物理接插件的配对的有线连接和/或经由使用各种无线通信协议、天线、无线电和硬件的网络的到外部设备的无线连接。经由接口108实现的通信耦合实现了用于传感器套件102的操作的各种类型的通信的交换以及基于经由刺绣式传感器106收集的传感器数据对一个或多个设备的功能的控制。如图1中表示的，在一个或多个实现中，传感器套件102可被配置为设备110的组件。具体地，传感器套件102可被连接到设备110的传感器系统112和/或与其集成在一起。设备110表示能够被配置成利用如以上和以下所描述的刺绣式传感器套件的任何合适的设备、结构、或物体。一般来说，传感器套件102与设备110集成在一起以提供一个或多个“智能”表面和/或控件，诸如具有嵌入在设备中的、附连到设备的、或以其它方式与设备组合在一起的触敏表面。更一般地，刺绣式传感器106可被配置为各种不同种类的传感器以创建能够检测智能表面上一个或多个触摸(直接接触)、到表面的邻近度(例如，仅仅悬浮在表面上和/或其它邻近输入)、施加到表面的力(压力、力矩、偏转(sheer))、表面或传感器的形变(弯曲和扭转、应变)等等的系统。一个或多个不同类型的刺绣式传感器106可被包括在同一传感器套件内。另外，不同的传感器布置可被用于不同场合，并且所采用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器套件，包括：柔性基板；刺绣在所述柔性基板中以形成触敏传感器阵列的导电电线图案；以及被设置在所述柔性基板上并与所述导电电线图案通信的接口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.10 US 14/708,2771.一种传感器套件，包括：柔性基板；刺绣在所述柔性基板中以形成触敏传感器阵列的导电电线图案；以及被设置在所述柔性基板上并与所述导电电线图案通信的接口。2.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述导电电线图案被形成为单个层。3.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述触敏传感器阵列包括由所述导电电线图案中的交点形成的电极。4.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述触敏传感器阵列被布置成允许检测施加于所述阵列的静电场中的畸变，所述畸变能根据电容的变化而测量。5.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述触摸传感器阵列被布置成允许测量由所述导电电线图案形成的节点之间的互电容。6.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述导电电线包括被绝缘的金属线。7.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述柔性基板包括织物材料。8.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件被嵌入在刚性结构内。9.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件被配置成附连到具有控件指示的盖以...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·J·莫勒，J·D·霍尔贝利，J·G·A·韦斯，A·A·菲茨科伊，S·J·罗杰斯阿嫩，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US