用于位置敏感电容式触摸感测的复合纱线制造技术

本发明专利技术公开了一种包括导电纱线(2)和电阻纱线(3)的复合纱线(1)，其中所述导电纱线(2)联接到所述电阻纱线(3)，并且其中导电纱线(2)与电阻纱线(3)电绝缘。本发明专利技术还公开了一种触摸感测器(10)，其包括至少一根复合纱线(1)以及检测装置(5)，该检测装置(5)构造成评估复合纱线(1)的电阻纱线(3)及导电纱线(2)的电容值(C

Composite yarn for position sensitive capacitive touch sensing

The invention discloses a composite yarn (1) including a conductive yarn (2) and a resistance yarn (3), wherein the conductive yarn (2) is connected to the resistance yarn (3), and the conductive yarn (2) is electrically insulated from the resistance yarn (3). The invention also discloses a touch sensor (10), which comprises at least one composite yarn (1) and a detection device (5), which is configured to evaluate the capacitance value (c) of the resistance yarn (3) and the conductive yarn (2) of the composite yarn (1

【技术实现步骤摘要】
用于位置敏感电容式触摸感测的复合纱线
本专利技术涉及电容式感测领域。特别地，本专利技术涉及一种用于实现触摸感测器的织物的复合纱线。
技术介绍
电容式触摸感测器(touchsensor)包括彼此电绝缘且布置为形成网格的多根导电线。电容式触摸感测器可以采用“自电容感测”技术，其中，每根感测线连接到控制器，该控制器构造成评估每根感测线的电容值，即彼此独立地评估。在这些电容式触摸感测器中，控制器构造成检测因触摸感测线的物体(例如手指)所提供的寄生电容而引起的每根感测线的电容值的变化。触摸事件(event)的位置由控制器通过检测电容网格的哪些感测线(即哪些行和列)被触摸来确定，从而将触摸的位置确定为电容网格上的X，Y坐标。一些电容式触摸感测器采用“互电容感测”技术，其中，控制器构造成顺序地评估感测线的各个交叉点处的互电容值。换句话说，控制器构造成评估在电容网格的每行和每列的感测线之间形成的各个电容的电容值。电容网格上的物体(例如手指)的触摸是以互电容中的值的变化进行检测的。嵌入织物中的电容式触摸感测器是已知的。例如，US2016048235A1公开了一种实现包括彼此电绝缘且布置为形成网格的多个导电线的电容式触摸感测的织物。每根线连接到控制器，该控制器构造成评估每根线的电容值(即，使用“自电容感测”)。控制器通过检测电容网格的每根线的电容变化，进而通过检测哪根水平线和哪根垂直线被触摸来检测触摸事件的位置。控制器使用被触摸的交叉线的交点来确定电容网格上的触摸事件的位置，从而将触摸的位置确定为电容网格上的X，Y坐标。通过使用导电线作为纬纱和经纱可以将电容网格嵌入织物中。然而，电容网格(竖直线和水平线)的每根导电线必须借助于沿电容网格的竖直侧和水平侧布置的电触点而电连接到感测电路。当电容网格具有大量导电线时，电容网格与感测电路之间的电连接的布线可能非常复杂。此外，在触摸感测器具有基本上矩形的形式(即，具有相对于竖直线的数量不同的多根水平线)的情况下、或者设置有仅沿着一个方向平行布置的导电线(例如，在滑动感测器的情况下)，可能极难设计电接触头的布置和导电线与感测电路之间的电连接的布线，从而使得触摸感测器的制造复杂且昂贵，并且在某些情况下引起触摸感测器结构的变硬。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是克服上述现有技术的缺点，并且提供一种允许生产具有简单的电连接布线的触摸感测器的复合纱线。本专利技术的另一个目的是提供一种触摸感测器和一种能够以精确且可靠的方式检测触摸事件的、用于检测支承层(例如织物)上的触摸事件的位置的方法。这些和其它目的由本专利技术通过根据独立权利要求的复合纱线、触摸感测器和用于检测触摸事件的方法来实现。在从属权利要求中叙述了本专利技术的优选方面。特别地，根据本专利技术，复合纱线包括导电纱线和电阻纱线，其中，导电纱线与电阻纱线联接，并且其中，导电纱线与电阻纱线电绝缘。根据本专利技术的一个方面，导电纱线的每单位长度的电阻小于200Ω/m，优选小于50Ω/m，更优选小于或等于约10Ω/m。根据本专利技术的一个方面，电阻纱线的每单位长度的电阻包括在10kΩ/m与10MΩ/m之间，优选地包括在50kΩ/m与500kΩ/m之间。电阻纱线具有当物体接触其时变化的电容值(物体的寄生电容联接到电阻纱线)。电阻纱线的电容值的变化根据两个主要方面：联接在电阻纱线与接触其的物体之间的寄生电容，以及沿着电阻纱线的长度发生触摸事件的、相对于评估电阻纱线的电容值的读出点位(即，相对于电阻纱线电连接到检测装置的点)的位置。根据本专利技术的一个方面，电阻纱线具有响应于触摸事件而变化的电容值；所述值的变化根据沿电阻纱线的长度发生触摸事件的相对于读出点位的位置。换句话说，当在电阻纱线的一个点位上发生触摸事件时，在读出点位(例如在电阻纱线的一端)所评估的电阻纱线的电容值根据包括在读出点位与发生触摸事件的点位之间的电阻纱线的长度而变化。根据本专利技术的一个方面，当物体接触导电纱线时，电容值的变化基本上仅取决于导电纱线与接触导电纱线的物体之间的电容联接。根据本专利技术的一个方面，导电纱线具有响应于触摸事件而变化的电容值；所述值的变化基本上与沿其长度发生触摸事件的位置无关。鉴于此方面，单根复合纱线可以用于通过计算电阻纱线的电容值与导电纱线的电容值之间的比率来检测沿其长度的触摸事件的位置。换句话说，电阻纱线的电容值相对于所评估的导电纱线的电容值提供表示沿复合纱线的长度的触摸事件的位置的值，而与复合纱线与接触它的物体之间的电容联接无关。根据本专利技术的一个方面，导电纱线和电阻纱线沿其长度联接。换句话说，导电纱线和电阻纱线相邻布置，使得复合纱线的任何剖面都包括导电纱线的一部分以及电阻纱线的一部分。优选地，导电纱线与电阻纱线优选地通过加捻联接。有利地，导电纱线和电阻纱线形成复合纱线的感测芯。优选地，复合纱线还包括覆盖所述感测芯的由非导电材料制成的护套。例如，护套可包括非导电纱线，其每单位长度的电阻大于100MΩ/m，更优选地大于1GΩ/m。根据本专利技术的一个方面，非导电材料的电阻率大于103Ωm。优选地，护套包括由非导电材料制成的短纤维，感测芯优选地与该短纤维芯纺(core-spun)。更优选地，该短纤维是天然纤维(例如棉)。根据本专利技术的一个方面，电阻纱线是填充有导电元件的塑料纱线。优选地，导电纱线是绝缘的金属线(例如铜磁线(magnetwire))。根据本专利技术的一个方面，导电纱线的每单位长度的电阻比电阻纱线的每单位长度的电阻小至少两个数量级。优选地，电阻纱线与导电纱线的每单位长度的电阻值之间的比率在100至1000000的范围内，更优选地在1000至100000的范围内。本专利技术的另一个对象是包括至少一个复合细长元件的电容式触摸感测器，该复合细长元件包括导电细长元件和电阻细长元件，其中，导电细长元件联接到电阻细长元件，并且其中，导电细长元件与电阻细长元件电绝缘。术语“细长元件”是指形状类似于线状物的元件(即，线状件)。细长元件的示例是纱线。通常，在细长元件中，三个尺寸中的两个远低于第三尺寸并且相对于第三尺寸通常可忽略不计。例如，细长元件可具有条带的形状，其宽度和厚度相对于长度可忽略不计。优选地，细长元件的三个尺寸中的两个在它们之间是可比较的，并且相对于第三尺寸可忽略不计(理想情况下为一条线)。例如，细长元件可以是沿线性路径布置的线缆、纱线、长丝或材料的迹线。在细长元件中，三个尺寸中的一个、即长度，比其它两个尺寸大至少十倍，优选地大至少二十倍，更优选地大至少五十倍。根据本专利技术的一个方面，复合细长元件是根据本专利技术的复合纱线。一些实施例可提供的是：电容式触摸感测器包括至少一个复合细长元件，该至少一个复合细长元件包括沿着基本上线性布置的电阻材料的迹线(作为电阻细长元件)和/或导电材料的迹线(作为导电细长元件)。根据本专利技术的一个方面，上述对于导电纱线和电阻纱线的相同的每单位长度的电阻值可以施加到导电细长元件和电阻细长元件。...

【技术保护点】
1.一种复合纱线(1)，所述复合纱线(1)包括导电纱线(2)和电阻纱线(3)，其中，所述导电纱线(2)联接到所述电阻纱线(3)，并且其中，所述导电纱线(2)与所述电阻纱线(3)电绝缘。/n

【技术特征摘要】
20180516 EP 18172676.11.一种复合纱线(1)，所述复合纱线(1)包括导电纱线(2)和电阻纱线(3)，其中，所述导电纱线(2)联接到所述电阻纱线(3)，并且其中，所述导电纱线(2)与所述电阻纱线(3)电绝缘。


2.根据权利要求1所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述导电纱线(2)和所述电阻纱线(3)通过加捻联接。


3.根据权利要求1或2所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述导电纱线(2)和所述电阻纱线(3)形成所述复合纱线(1)的感测芯(1a)，所述复合纱线(1)还包括覆盖所述感测芯(1a)的由非导电材料制成的护套(1b)。


4.根据权利要求3所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述非导电材料的所述护套(1b)包括短纤维(4)，所述感测芯(1a)优选地与所述短纤维(4)芯纺。


5.根据权利要求4所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述短纤维(4)是天然纤维。


6.根据前述权利要求中任一项所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述电阻纱线(3)是填充有导电元件的塑料纱线。


7.根据前述权利要求中任一项所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述导电纱线(2)是绝缘金属线。


8.根据前述权利要求中任一项所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述导电纱线(2)的每单位长度的电阻Rc比所述电阻纱线(3)的每单位长度的电阻Rr小至少两个数量级，优选地Rr/Rc在100至1000000的范围内。


9.一种电容式触摸感测器(10)，包括至少一个复合细长元件(1)，所述复合细长元件(1)包括导电细长元件(2)和电阻细长元件(3)，其中，所述导电细长元件(2)联接到所述电阻细长元件(3)，并且其中，所述导电细长元件(2)与所述电阻细长元件(3)电绝缘，所述导电细长元件(2)和所述电阻细长元件(3)构造成电连接到检测装置(5)，所述检测装置(5)构造成评估所述复合细长元件(1)的所述电阻细长元件(3)和所述导电细长元件(2)的电容值(CR、CC)，所述检测装置(5)构造成计算所述电阻细长元件(3)与所述导电细长元件(2)的所述电容值(CR、CC)之间的比率(CR/CC)，并且根据所述比率(CR/CC)提供表示沿所述复合细长元件(1)的触摸事件的位置的输出信号(S输出)。


10.根据权利要求9所述的电容式触摸感测器(10)，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·科巴诺鲁，F·恰拉尔，S·卡赞克，D·伊矣多耿，S·阿吉卡拉，E·埃尔科斯，E·埃弗兰，N·埃伦，O·B·奥古兹，N·塞尔库克，
申请(专利权)人：尚科纺织企业工业及贸易公司，
类型：发明
国别省市：土耳其;TR