BRPI0923258B1

BRPI0923258B1 - Aparelho para proporcionar estimulação nervosa e métodos relacionados

Info

Publication number: BRPI0923258B1
Application number: BRPI0923258-3A
Authority: BR
Inventors: Zoran Radivojevic; Claudio Marinelli; Tapani Ryhanen; Paul Beecher; Piers Andrew
Original assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2021-06-01
Also published as: EP2387439A2; JP6013409B2; JP2016172025A; CN102271755A; WO2010066817A3; US20100152794A1; BRPI0923258A2; KR20110097944A; CN102271755B; JP2014208310A; KR101363212B1; US8805517B2; EP2387439B1; WO2010066817A2; JP2012511360A

Abstract

aparelho para proporcionar estimulação nervosa e métodos relacionados. um aparelho compreende um eletrodo opticamente transparente configurado para proporcionar estimulação elétrica nervosa transcutânea a um usuário contatando uma porção de uma superfície exterior do dito aparelho próximo ao dito eletrodo opticamente transparente.

Description

DESCRIÇÃO CAMPO

Este relatório descritivo se refere a aparelhos para proporcionar estimulação elétrica nervosa e a métodos relacionados.

ANTECEDENTES

Telas sensíveis ao toque são conhecidas no campo de bens elétricos de consumo.

SUMÁRIO

Este relatório descritivo proporciona um aparelho que compreende um eletrodo opticamente transparente configurado para proporcionar estimulação elétrica nervosa transcutânea a um usuário contatando uma porção de uma superfície exterior do dito aparelho próximo ao dito eletrodo opticamente transparente.

Este relatório descritivo também proporciona um aparelho que compreende um substrato, uma matriz bi-dimensional de eletrodos suportados sobre o dito substrato, e um circuito de estimulação configurado tal como seletivamente para proporcionar um potencial de estimulação nervosa a um ou mais de os ditos eletrodos.

Este relatório descritivo também proporciona um método que compreende usando um eletrodo opticamente transparente para proporcionar estimulação elétrica nervosa transcutânea a um usuário contatando uma porção de uma superfície exterior do dito aparelho próximo ao dito eletrodo opticamente transparente.

Este relatório descritivo também proporciona um método de operação de uma matriz bi-dimensional de eletrodos suportados sobre um substrato, que compreende proporcionar seletivamente um potencial de estimulação nervosa a um ou mais de os ditos eletrodos.

Este relatório descritivo também proporciona um método que compreende proporcionar uma primeira camada de substrato, formar uma pluralidade de regiões rebaixadas na dita primeira camada de substrato, formar uma primeira pluralidade de pistas de condução sobre a dita primeira camada de substrato, proporcionar uma segunda camada de substrato nas ditas regiões rebaixadas, formar uma segunda pluralidade de pistas de a condução sobre a dita segunda camada de substrato, proporcionar uma terceira camada de substrato sobre a dita segunda camada de substrato e sobre a dita segunda pluralidade de pistas de condução.

Este relatório descritivo também proporciona um método que compreende proporcionar um molde com uma pluralidade de protuberâncias formadas sobre o mesmo, formar uma primeira pluralidade de pistas de condução sobre o dito molde, proporcionar uma primeira camada de substrato sobre as regiões do dito molde entre as ditas protuberâncias, formar uma segunda pluralidade de pistas de condução sobre a dita primeira camada de substrato, proporcionar uma segunda camada de substrato sobre a dita primeira camada de substrato e sobre a dita segunda pluralidade de pistas de condução, remover o dito molde, proporcionar uma terceira camada de substrato em um volume desocupado pelo dito molde removido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1A é uma vista desde cima de um dispositivo eletrônico;

A Figura 1B é uma vista esquemática em seção transversal através do dispositivo eletrônico da Figura 1A;

A Figura 1C é uma vista esquemática em seção transversal através do dispositivo eletrônico da Figura 1A de acordo com modalidades alternativas;

A Figura 2 é uma vista desde cima esquemática simplificada de um componente do dispositivo eletrônico da Figura 1;

A Figura 3A é uma vista aumentada de uma região do componente da Figura 2;

A Figura 3B é uma vista em seção transversal através da região mostrada na Figura 3A;

A Figura 3C é uma vista em seção transversal através da região mostrada na Figura 3A de acordo com modalidades alternativas;

A Figura 4A é uma vista desde cima da primeira sub-camada da região do componente mostrado na Figura 3A;

A Figura 4B é uma vista desde cima das primeira e segunda sub-camadas da região do componente mostrado na Figura 3A;

A Figura 5 é uma vista desde cima esquemática de uma porção do componente da Figura 2;

A Figura 6 é um esquema de conjunto de circuitos para controlar uma porção dos eletrodos da Figura 2;

A Figura 7 é um fluxograma representando um método de fabricação do componente da Figura 2; e

A Figura 8 é um fluxograma representando um método alternativo de fabricação do componente da Figura 2.

A Figura 9 é um esquema de um dispositivo biomédico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

Nos desenhos, os números de referência similares denotam elementos similares.

A Figura 1A representa uma vista desde cima de um dispositivo eletrônico 10, neste exemplo um telefone celular. O telefone celular 10 compreende um visor 102, um alto- falante 104, um microfone 106, e um alojamento 108. O visor 102 é um visor sensível ao toque. Na Figura, o visor 102 está mostrando uma interface de usuário de discagem que compreende um número de opções selecionáveis, que inclui números 110, uma função de chamada 112 e uma função de cancelamento 114. Para selecionar uma opção, o usuário toca uma superfície externa 116 (ver a Figura 1B) do visor 102 em uma localização correspondente à opção desejada.

A Figura 1B representa uma vista esquemática em seção transversal através do telefone celular 10, na linha denotada como A na Figura 1A. O alojamento 108 rodeia as superfícies laterais 118 e superfície posterior 120 do visor 102. A superfície interna 122 do alojamento 108 e a superfície posterior 120 do visor 102 definem um volume interno 124 do telefone celular 10. O volume interno 124 aloja uma bateria 126 e um processador 128. A bateria 126 fornece energia ao processador 128 e o visor 102. O processador 128 é adaptado para o controle da operação do visor 102.

O visor 102 compreende um painel de visualização 130 e uma camada de retorno tátil sensível ao toque (TSTF) 132.

O painel de visualização 130 compreende um painel de visualização de LCD, cuja operação e construção são bem conhecidas na técnica. Deve ser entendido, no entanto, que outros tipos de painel de visualização podem ser usados ao invés disso.

A camada de TSTF 132 recobre uma superfície superior 134 do painel de visualização 130. A camada de TSTF 132 é operável para detectar entrada tátil por um dedo de um usuário tocando uma superfície externa 116 da camada de TSTF 132. A camada de TSTF 132 é operável também para proporcionar retorno tátil ao dedo de um usuário tocando a superfície externa 116 da camada de TSTF 132.

A Figura 1C representa uma vista esquemática em seção transversal através do dispositivo móvei 10 de acordo com uma modalidade alternativa. Nesta modalidade, a camada de TSTF 132 é proporcionada sobre uma superfície do dispositivo 10 oposta à superfície na qual o painel de visualização 130 está localizado. A camada de TSTF é operável para detectar entrada tátil por um dedo de um usuário tocando uma superfície externa 116 (na Figura 1C, a superfície inferior) da camada de TSTF 132. A camada de TSTF 132 é operável também para proporcionar retorno tátil ao dedo de um usuário tocando a superfície externa 116 da camada de TSTF 132.

Será entendido que a camada de TSTF 132 pode ser proporcionada em ou sobre qualquer superfície exterior do dispositivo móvel 10. Por exemplo, a camada de TSTF pode estar localizada sobre o lado de um dispositivo para substituir uma roda de rastreamento. Também, será entendido que o dispositivo móvel 10 pode compreender mais de uma camada de TSTF 132. Por exemplo, uma camada de TSTF pode estar localizada acima do visor do dispositivo e outra pode estar localizada sobre a parte posterior do dispositivo 10.

Um usuário do dispositivo da Figura 1C pode proporcionar entradas de toque tocando uma área da camada de TSTF 132 que corresponde a uma opção selecionável mostrada em uma região do painel de visualização 130.

A Figura 2 representa uma vista desde cima esquemática simplificada da camada de TSTF 132. A camada de TSTF 132 compreende uma pluralidade de eletrodos 136 disposta em uma matriz de grade. Cada um dos eletrodos 136 é individualmente operável para detectar uma entrada tátil por um dedo de um usuário tocando uma superfície externa 116 da camada de TSTF 132. Cada um dos eletrodos é individualmente operável também para proporcionar retorno tátil ao dedo de um usuário tocando a superfície externa 116 da camada de TSTF 132.

A camada de TSTF 132 é opticamente transparente. Como tal, a luz visível pode passar através da camada de TSTF 132 com pouca ou nenhuma difusão. Uma imagem mostrada pelo painel de visualização 130 subjacente à camada de TSTF 132 é claramente visível ao usuário. Será entendido que, como a camada de TSTF 132 como um todo é opticamente transparente, suas partes constituintes são também opticamente transparentes. Como tal, os eletrodos 136 são opticamente transparentes. Será apreciado que uma camada de TSTF 132 que não está localizada acima do painel de visualização 130, tal como na Figura 1C, pode ao invés disso ser opticamente opaca ou translúcida.

A Figura 3A mostra a região da camada de TSTF 132 denotada como B na Figura 2. A Figura 3B é uma vista em seção transversal da região B da camada de TSTF 132, ao longo da linha denotada como C na Figura 3A. Cada uma da pluralidade de eletrodos 136 é compreendida de um primeiro elemento de eletrodo 138 e um segundo elemento de eletrodo 140. O primeiro elemento de eletrodo 138 tem uma região condutora 142, rodeando uma região desocupada 144. A região condutora 142 é anular. O segundo elemento de eletrodo 140 está localizado no centro da região desocupada 144 do primeiro elemento de eletrodo 138. O segundo elemento de eletrodo 140 é quadrado. Os primeiro e segundo elementos de eletrodo 138,140 têm seus centros aproximadamente no mesmo ponto.

Cada um dos primeiros elementos de eletrodo 138 de cada um dos eletrodos 136 é conectado aos primeiros elementos de eletrodo 138 de dois eletrodos adjacentes 136 pelos primeiros elementos de conexão 146. Neste sentido, as colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 são conectadas em série. Estas colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 se estendem ao longo do comprimento inteiro da camada de TSTF 132. Será entendido que os primeiros elementos de eletrodo 138 em qualquer extremidade de cada coluna 148 são conectados a justo um outro primeiro elemento de eletrodo 138.

Cada coluna 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 é conectada em qualquer extremidade a uma primeira fonte de alimentação (não mostrada). A primeira fonte de alimentação é operável para proporcionar um potencial para cada uma das colunas de primeiros elementos de eletrodo 138 individualmente. A primeira fonte de alimentação proporciona energia derivada da bateria 126. Será entendido que, em um dispositivo que tem uma fonte de energia alternativa, a primeira fonte de alimentação pode proporcionar energia derivada da fonte de energia alternativa. Uma fonte de alimentação alternativa pode ser, por exemplo, um fornecimento de eletricidade de rede elétrica transformada tal como pode ser recebido em uma entrada de carga.

Cada um dos primeiros elementos de eletrodo 138 e cada um dos primeiros elementos de conexão 146 está em um primeiro plano, como está claro a partir da Figura 3B. Na Figura 3A, o primeiro plano é paralelo ao plano da página, e na Figura 3B, o primeiro plano é perpendicular ao plano da página.

Cada um dos segundos elementos de eletrodo 140 de cada um dos eletrodos 136 é conectado aos segundos elementos de eletrodo 140 de dois eletrodos adjacentes 136 pelos segundos elementos de conexão 150. Neste sentido, filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140 são conectadas em série. Estas filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 se estendem ao longo da largura inteira da camada de TSTF 132. Será entendido que os segundos elementos de eletrodo 140 em qualquer extremidade de cada fila 148 são conectados a justo um outro segundo elemento de eletrodo 140.

Cada um dos segundos elementos de conexão 150 compreende uma porção plana 154 e duas porções intermediárias 156. Os segundos elementos de eletrodo 140 estão em um plano diferente às porções planas 154 dos segundos elementos de conexão 150. Os segundos elementos de eletrodo 140 estão substancialmente no primeiro plano. Este é o plano em que os primeiros elementos de eletrodo 138 estão situados. Será entendido que os primeiro e segundo elementos podem alternativamente não estar no mesmo plano. As porções planas 154 dos segundos elementos de conexão 150 estão localizadas em um segundo plano que é substancialmente paralelo ao primeiro plano. O segundo plano está mais afastado da superfície externa 116 da camada de TSTF 132 que o primeiro. Como tal,, os segundos elementos de conexão 150 passam por debaixo dos primeiros elementos de eletrodo 138.

Cada uma das duas porções intermediárias 156 de cada um dos segundos elementos de conexão 150 se conecta à porção plana 154 do segundo elemento de conexão com um segundo eletrodo elemento. As porções intermediárias 156 se estendem entre o primeiro plano e o segundo plano.

Cada coluna 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 é conectada em qualquer extremidade a uma primeira fonte de alimentação (não mostrada). Cada fila 152 de segundos elementos de eletrodo 140 é conectada em qualquer extremidade a uma segunda fonte de alimentação (não mostrada). A primeira fonte de alimentação é operável para proporcionar um potencial para cada uma das colunas de primeiros elementos de eletrodo 138 individualmente. A segunda fonte de alimentação é operável para proporcionar um potencial a cada uma das filas de segundos elementos de eletrodo 140 individualmente. As primeira e segunda fontes de alimentação proporcionam energia derivada da bateria 126. Será entendido que, em um dispositivo que tem uma fonte de energia alternativa, as primeira e segunda fontes de alimentação podem proporcionar energia derivada da fonte de energia alternativa. Uma fonte de alimentação alternativa pode ser, por exemplo, um 5 fornecimento de eletricidade de rede elétrica convertida.

As colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 e as filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140 estão substancialmente perpendiculares um ao outro. No entanto, podem ao invés disso serem dispostos não perpendicularmente.

Os eletrodos 136 são individualmente operáveis para proporcionar eletro- 10 estimulação aos nervos nas pontas dos dedos de um usuário. Será entendido que os eletrodos também podem ser individualmente operáveis para proporcionar eletro estimulação a qualquer localização em uma pele de usuário, por exemplo, mas não limitado a, a pele sobre ou acima do pulso.

A distância D2 entre os eletrodos 136 pode ser no intervalo de sub-milímetro a 15 milímetro. A distância D2 pode, por exemplo, no intervalo de 0,1 mm a 5 mm. Vantajosamente, a distância D2 pode ser, por exemplo, no intervalo de 0,1 mm a 1 mm. A distância D2 pode ser, por exemplo, no intervalo de 0,1 mm a 0,5 mm. A densidade de receptores em uma ponta de dedo é tal que este espaçamento permite que um usuário detecte eletro-estímulos de dois eletrodos separados 136. Neste espaçamento D2 entre os 20 eletrodos 136, o raio D3 dos primeiros elementos de eletrodo anular 138 pode ser na região de, ou ligeiramente inferior a D2/4, por exemplo, 100 μm, e a largura D4 do segundo elemento de eletrodo pode ser na região de, ou ligeiramente inferior a D2/8, por exemplo, 50 μm.

A camada de TSTF 132 compreende três sub-camadas: uma primeira sub-camada 25 158, uma segunda sub-camada 160, e uma terceira sub-camada 162.

A primeira sub-camada 158 compreende uma porção de base 164 que tem uma espessura uniforme. A superfície de fundo 166 da porção de base 164 constitui, ou forma, a superfície de fundo 166 da camada de TSTF 132. Estendendo-se de uma superfície superior 168 da porção de base 164 está uma pluralidade de estrias 168 que tem um perfil 30 substancialmente trapezoidal. Será entendido que a pluralidade de estrias 168 ao invés disso pode ter outra forma de perfil, por exemplo, mas não limitado a, hemiesférica. Será apreciado que contanto que as filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140 possam ser proporcionadas sobre a superfície superior das estrias 168,a forma exata das estrias 168 pode não ser importante.

Ao invés dos segundos elementos de eletrodo 140 sendo proporcionados sobre estrias 168 na primeira sub-camada 158, os segundos elementos de eletrodo podem ser proporcionados sobre protuberâncias não alongadas. Por exemplo, as protuberâncias podem ser tridimensionais trapezóides, ou pirâmides de base quadrada truncada, se estendendo da porção de base 164 da primeira sub-camada 158. Conseqüentemente, nesta modalidade, a primeira sub-camada 158 pode compreender uma porção de base achatada 164 que tem uma matriz bi-dimensional de protuberâncias para receber os segundos elementos de eletrodo 140. A segunda sub-camada 160 pode ser proporcionada sobre as regiões da porção de base 164 rodeando a matriz bi-dimensional de protuberâncias. A segunda sub-camada 160 pode se estender a aproximadamente a altura das protuberâncias. As protuberâncias podem ser periodicamente ou aperiodicamente espaçadas.

As estrias 168 são eqüidistantes uma da outra. Será entendido, no entanto, que o espaçamento entre as estrias 168 pode ao invés disso não ser uniforme, mas pode variar. Por exemplo, as estrias 168 podem ser proporcionadas tais que a primeira sub-camada 158 compreende uma pluralidade de grupos periodicamente ou aperiodicamente espaçados de estrias 168. Neste sentido, os grupos de eletrodos periodicamente ou aperiodicamente espaçados 136 podem ser proporcionados. As estrias 168 se estendem ao longo do comprimento inteiro da primeira sub-camada 158.

As filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140 são proporcionadas em uma superfície superior da primeira sub-camada 158. As filas 152 dos segundos elementos de eletrodo 140 são perpendiculares aos eixos longitudinais das estrias 168. As porções planas 154 dos segundos elementos de conexão 150 estão localizadas sobre a superfície superior 168 da porção de base 164 nas regiões entre as estrias 168. As porções intermediárias 156 estão localizadas nos lados inclinados 170 das estrias 168. Os segundos elementos de eletrodo 140 estão localizados nas superfícies superiores 172 das estrias 168. A Figura 4A representa uma vista desde cima da primeira sub-camada 158 com as filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 situadas na mesma. As filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140 são eqüidistantes uma da outra. Será entendido, no entanto, que o espaçamento entre as filas 152 pode ao invés disso não ser uniforme, mas pode variar. Por exemplo, as filas 152 podem ser proporcionadas em pluralidades de grupos periodicamente ou aperiodicamente espaçados de filas 168. Neste sentido, os grupos de eletrodos periodicamente ou aperiodicamente espaçados 136 podem ser proporcionados.

A segunda sub-camada 160 é proporcionada nas regiões entre as estrias 168 da primeira sub-camada 158. A segunda sub-camada 160 se estende desde a porção de base 164 da primeira sub-camada 158 até aproximadamente a altura das partes superiores 172 das estrias 168 da primeira sub-camada 158. Conseqüentemente, a segunda sub-camada 160 compreende regiões distintas separadas 160a, 160b, 160c, 160d, entre as estrias 168. As regiões separadas 160a, 160b, 160c, 160d da segunda sub-camada 160 têm um perfil substancialmente trapezoidal, como pode ser visto na Figura 3B. Será entendido que a pluralidade de estrias 168 ao invés disso pode ter outra forma de perfil, por exemplo, mas não limitado a, hemiesférica. A Figura 4B mostra uma vista desde cima das primeira e segunda sub-camadas 158, 160 e os segundos elementos de eletrodo 140 localizados nas mesmas.

As colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 (não mostrada na Figura 4B) são proporcionadas sobre a superfície superior 172 da segunda sub-camada 160 em uma direção perpendicular às filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140. Será apreciado, no entanto, que as filas 152 e colunas 148 ao invés disso podem não ser perpendiculares uma à outra, mas podem ser proporcionadas em um diferente ângulo uma à outra.

A terceira sub-camada 162 é proporcionada no alto da segunda sub-camada 160 que tem as colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 proporcionadas na mesma. A terceira sub-camada 162 tem uma superfície superior plana, que constitui a superfície externa 116 da camada de TSTF 132.

As colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 compreendem um material eletricamente condutor. As filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 compreendem um material eletricamente condutor. As colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 e as filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 compreendem um material opticamente transparente. Materiais adequados incluem, mas não são limitados a, redes de nanotubos de carbono (CNTNs), um filme de índio-titânio-óxido (ITO), óxidos de banda proibida larga, por exemplo, óxido de zinco, proporcionados em camadas transparentes finas, e camadas finas de ouro ou prata. Será apreciado que em uma escala microscópica estes materiais podem não ser opticamente transparentes. No entanto, na escala macroscópica de interesse, estes materiais são suficientemente transparentes para permitir que o usuário veja claramente imagens mostradas no painel de visualização 130 através da camada de TSTF 132. A espessura D1 (ver a Figura 3B) dos primeiro e segundo elementos de eletrodo conectado 136, 140 pode ser no intervalo de nanômetros a microns. Por exemplo, a espessura D1 pode ser no intervalo 20 nm a 100 nm. Será entendido que outros valores de D1 podem ao invés disso ser adequados.

As três sub-camadas, 158, 160, 162 da camada de TSTF 132 são opticamente transparentes. A primeira e segunda sub-camadas 158, 160 compreendem materiais dielétricos eletricamente isolantes. Os materiais adequados para a primeira e segunda sub- camadas 158, 160 incluem, mas não são limitados a, silicone, poliimida, poli(metil metacrilato) (vidro acrílico), poliestireno, policarbonato, naftalato de polietileno, ou tereftalato de polietileno.

Os materiais das sub-camadas podem ser escolhidos tal como para proporcionar correspondência de índice de retração efetivo (RI) entre a camada de TSTF 132 e o painel de visualização 130. Os materiais das sub-camadas podem ser escolhidos também tal como para proporcionar correspondência de índice de refração efetivo (RI) entre as próprias sub- camadas. Isto pode otimizar a transmissão de luz através da camada de TSTF 132. Pode ser benéfico utilizar o mesmo material para diferentes sub-camadas onde possível. Os materiais adequados tendem a ter índices de refração de aproximadamente 1,5 de modo a corresponder ao RI do vidro óptico comumente usado em painéis de visualização (o RI de silicone é entre 1,38 e 1,6, o RI de PMMA = 1,59).

A terceira sub-camada 162 é eletricamente isolante. Isto assegura isolamento elétrico dos eletrodos dos dedos do usuário. Neste sentido, o efeito sobre a operação do dispositivo devido a um usuário que tem dedos úmidos ou sujos pode ser reduzido. A terceira’ sub-camada 162 tem propriedades que protegem os eletrodos 136 do ambiente externo. Estas propriedades podem incluir, mas não são limitadas a qualquer um ou mais que seja hidrofóbica (nenhuma ou pouca afinidade à água), seja auto-limpante, seja resistente a riscos, e seja repelente de óleo/graxa (oleofóbica). Um revestimento de monocamada auto-montado pode ser depositado sobre a superfície externa 116 da terceira sub-camada 162. A terceira sub-camada 162 pode exibir ambas hidrofobicidade e/ou oleofobicidade. Isto estabelece e mantém uma secura do contato entre a ponta do dedo e a superfície externa 116. Alternativamente ou adicionalmente, a superfície externa 116 pode ser microscopicamente ou nanoscopicamente áspera. Isto reduz a área de contato para contaminantes ou matéria estranha sobre a superfície externa 116. Alternativamente, a terceira sub-camada 162 pode ser tornada capaz de realizar processos fotocatalíticos e hidrofílicos. Isto pode ser alcançado de qualquer maneira adequada. A terceira sub-camada 162 pode ser compreendida de, por exemplo, silicone, poliimida, poli(metil metacrilato) (vidro acrílico), poliestireno, policarbonato, naftalato de polietileno, ou tereftalato de polietileno.

A espessura global D5 da camada de TSTF 132 pode ser no intervalo de microns a milímetros. Por exemplo, a espessura global D5 da camada de TSTF 132 pode ser no intervalo de 50 μm a 300 μm. A espessura combinada D6 das primeira e segunda sub- camadas 158, 160 pode ser ligeiramente inferior à espessura D5. Será entendido, no entanto, que D6 precisa necessariamente ser inferior a D5. A terceira sub-camada 162 pode ter uma espessura D7 no intervalo de sub-mícron a microns. A espessura D7 da terceira sub-camada 162 é limitada pelo requisito para o acoplamento capacitivo eficiente à pele do usuário. O valor de D7 pode ser no intervalo de 500 nm a 2 μm. Será entendido que outras espessuras podem também ser adequadas ao mesmo tempo em que proporcionam os efeitos desejados de transparência óptica para a camada de TSTF, a capacidade para detectar entradas de toque e a capacidade para proporcionar retorno tátil ao usuário. Pelo envolvimento dos eletrodos 136 entre as primeira e terceira sub-camadas 158, 162, os eletrodos podem ser protegidos contra a corrosão, abrasão, erosão e similares. Conseqüentemente, a camada de TSTF 132 é relativamente durável.

A Figura 3C é uma vista em seção transversal através da região mostrada na Figura 3A de acordo com modalidades alternativas. Na Figura 3C, a camada de TSTF adicionalmente compreende eletrodos de guarda 173. Outros componentes da Figura são os mesmos que esses mostrados na Figura 3B, embora os números de referência sejam omitidos. Os eletrodos de guarda 173 podem aumentar o desempenho da funcionalidade de detecção de entrada da camada de TSTF 132 agindo contra o acoplamento capacitivo parasítico entre o primeiro e segundo elementos de conexão.

Os eletrodos de guarda ou de terra 173 estão localizados entre o primeiro plano, em que os primeiro e segundo elementos de eletrodo 148, 140 estão substancialmente localizados, e o plano em que os segundos elementos de conexão 150 estão situados. Nestas modalidades, a segunda sub-camada 160 pode ser proporcionada em duas seções. A primeira seção pode se estender desde a primeira sub-camada 158 até aproximadamente a metade da altura das estrias 168 ou protuberâncias. Os eletrodos de guarda 173 podem ser proporcionados no alto da primeira seção da segunda sub-camada 160. A segunda seção da segunda sub-camada 160 pode ser proporcionada no alto dos eletrodos de guarda 173. Os eletrodos de guarda 173 são eletricamente isolados das colunas e filas de primeiro e segundo elementos de eletrodos pela segunda sub-camada 160. Os eletrodos de guarda 173 estão localizados em regiões da camada de TSTF 132 entre a pluralidade de estrias 168. Os eletrodos de guarda 173 podem ser aterrados.

Em modalidades que compreendem protuberâncias plurais ao invés de estrias 168, os eletrodos de guarda 173 estão localizados nas regiões da camada de TSTF 132 entre as protuberâncias. Nestas modalidades, os eletrodos de guarda 173 podem ser formados de uma única camada de material condutor proporcionado ao longo de toda a área da camada de TSTF 132, mas que tem regiões vazias rodeando as protuberâncias. As regiões vazias podem ser modeladas de acordo com a forma das protuberâncias. Os eletrodos de guarda 173 podem ser aterrados.

De acordo com modalidades alternativas, o eletrodo de guarda pode ser subdividido. Nestas modalidades, os eletrodos de guarda podem ser proporcionados com um potencial de compensação que pode ser dinamicamente controlado.

A camada de TSTF 132 é operável para detectar entradas de toque como um resultado de acoplamento capacitivo entre os eletrodos 136 e a ponta do dedo de um usuário. Em referência de novo à Figura 3B, pode ser visto que os primeiros elementos de eletrodo 138 são separados de seus respectivos segundos elementos de eletrodo 140 por uma região de material dielétrico. Será entendido que, quando uma diferença de potencial é aplicada ao longo do primeiro e segundo elementos de eletrodõ 138, 140, um capacitor efetivo, que tem uma capacitância detectável, é formado. Quando uma ponta de dedo é aplicada à superfície externa 116 da camada de TSTF 132, a ponta do dedo é separada dos primeiro e segundo elementos de eletrodo 138, 140 por uma região de material dielétrico (a terceira sub-camada 162). Conseqüentemente, por causa da ponta do dedo ter um potencial que é diferente a pelo menos um dos elementos de eletrodo 138, 140 um capacitor é formado entre o pelo menos um dos elementos de eletrodo 138, 140 e a ponta do dedo. Será entendido que a ponta do dedo pode ser acoplada de maneira capacitiva com eletrodos plurais simultaneamente. A capacitância entre o eletrodo 136 e a ponta do dedo resulta em uma mudança ao valor da capacitância entre os primeiro e segundos elementos de eletrodo 138, 140 e assim a correspondente fila 152 e coluna 148. Um ou mais circuitos de transistor (não mostrados) são de maneira comutável conectados com cada fila e com cada coluna. Estes circuitos são operáveis para detectar mudanças de capacitância experimentadas em combinações fila e coluna particulares. Os circuitos de transistor (não mostrados) são conectados ao processador 128, que é configurado para realizar cálculos à base de saídas dos circuitos de transistor de modo a determinar as combinações de fila e coluna que detectam o contato por uma ponta de dedo.

Será entendido que, alternativamente, os sistemas que não incluem transistores podem ser usados para detectar mudanças de capacitância em um ou mais dos eletrodos.

Neste sentido, o processador 128 é operável para identificar pelo menos um eletrodo 136 que detecta uma mudança de capacitância. Neste sentido, o processador é operável para detectar um incidente de entrada de toque sobre a superfície da camada de TSTF 132, e para determinar sua localização, com base pelo menos parcialmente na localização do eletrodo ou eletrodos que detectam uma capacitância alterada.

A funcionalidade sensível ao toque da camada de TSTF 132 pode também permitir que o dispositivo proporcione funcionalidade de escaneamento de impressão digital. As pontas dos dedos são compreendidas de padrões únicos de estrias e depressões. Conseqüentemente, quando uma ponta de dedo está em contato com a superfície externa 116 da camada de TSTF 132, é somente as estrias da ponta do dedo que estão em contato com a superfície 116, ao passo que as depressões são separadas por uma pequena distância. Os eletrodos 136 que estão sob uma estria da ponta do dedo detectarão uma mudança diferente de capacitância a aquela sob uma depressão. Portanto, com a condição de que a separação dos eletrodos 136 na camada de TSTF 132 seja inferior à distância entre estrias na ponta do dedo, que pode ser aproximadamente 0,5 mm, a camada de TSTF 132 permite a detecção da impressão digital de um usuário. A separação de eletrodos D2 de aproximadamente 150 μm é adequada para permitir que o dispositivo realize o escaneamento de impressão digital. Será apreciado que a provisão de funcionalidade de escaneamento de impressão digital em um dispositivo, tal como um telefone celular, pode permitir capacidades de segurança enormemente aumentadas. Estas capacidades de segurança podem incluir características tais como bloqueio e desbloqueio de impressão digital do dispositivo móvel, bloqueio ou desbloqueio de impressão digital de documentos privados armazenados no dispositivo. As capacidades de segurança podem também incluir características tais como aplicativos de ícone de segurança, que podem ser imagens gráficas mostradas no painel de visualização e que representam opções selecionáveis que podem ser selecionadas/executadas somente subseqüente a uma entrada por uma impressão digital reconhecida e/ou autorizada. Também, a incorporação de funcionalidade de escaneamento de impressão digital no dispositivo móvel via a camada de TSTF 132, remove a necessidade de que um escâner de impressão digital adicional seja proporcionado. Isto reduz o custo global e a fatura de materiais associados a fabricação de um dispositivo móvel que inclui uma funcionalidade de escaneamento de impressão digital.

A camada de TSTF 132 é também operável para proporcionar retorno tátil a um usuário do telefone celular 10. O retorno tátil é proporcionado a um usuário pela utilização do acoplamento capacitivo entre um eletrodo 136 e a ponta do dedo. Como discutido acima em relação à detecção de entradas de toque, quando uma ponta de dedo é aplicada à superfície externa 116 da camada de TSTF 132, a ponta do dedo se acopla de maneira capacitiva com um eletrodo/eletrodos subjacentes à ponta do dedo. O acoplamento capacitivo resulta em uma carga elétrica sendo induzida em terminações nervosas na ponta do dedo do usuário. A carga induzida nas terminações nervosas é dependente da diferença de potencial entre os primeiro e segundo eletrodos 138, 140. A carga induzida nas terminações nervosas, se suficientemente grande, pode proporcionar uma sensação tátil ao usuário. Uma diferença de potencial adequada para proporcionar uma carga de suficiente magnitude nas terminações nervosas de um usuário é aproximadamente, ou ligeiramente inferior a, 10 V. Isto é conhecido como estimulação elétrica nervosa transcutânea (TENS). A estimulação transcutânea, ou transdérmica, ocorre por meio de, ou através de, a pele. Um usuário pode calibrar a intensidade de estimulação tátil aumentando ou diminuindo a diferença de potencial de estimulação até uma estimulação tátil ótima ser percebida. Isto pode ser alcançado por uma função de calibração que pode, por exemplo, ser acessada através de um sistema de menu do dispositivo móvel.

Esta estimulação nervosa pode ser utilizada em um número de diferentes maneiras. Podem ser usadas para proporcionar retorno a um usuário. Em seguida à detecção de uma entrada de toque via a camada de TSTF 132, a camada de TSTF 132 é controlada pelo processador 128 para ativar os eletrodos 136 nos quais a entrada de toque foi recebida para proporcionar a estimulação dos nervos na ponta do dedo do usuário. Conseqüentemente, o usuário fica avisado que a entrada de toque foi registrada pelo dispositivo 10.

O retorno tátil proporcionado pela camada de TSTF 132 está altamente localizado no sentido de que somente os eletrodos relevantes 132 são controlados para proporcionar a estimulação tátil. Isto resulta em gasto de energia reduzido quando comparado com mecanismos que não podem proporcionar retorno tátil localizado. Também, a camada de TSTF 132 pode ser mais econômica em termos de energia quando comparada com dispositivos que usam atuadores piezelétricos ou eletromagnéticos para proporcionar vibração mecânica monolítica do dispositivo. Além disso, os dispositivos que utilizam vibração mecânica do dispositivo para proporcionar retorno tátil requerem dois sistemas separados para detectar entrada de toque e para proporcionar retorno tátil ao usuário. A camada de TSTF 132 é capaz de proporcionar ambas estas funcionalidades através do mesmo hardware. Conseqüentemente, a fatura de materiais pode ser reduzida.

A estimulação tátil pode também ser usada para transmitir informação tátil ao usuário de acordo com imagens mostradas no painel de visualização 130. Por exemplo, se uma opção selecionável, por exemplo, uma tecla, é mostrada no painel de visualização 130, eletrodos 136 na camada de TSTF 132 correspondentes à localização da opção selecionável no painel de visualização 130 pode ser ativada. Neste sentido, quando o dedo do usuário entra em contato com uma área da superfície da camada de TSTF 132 que corresponde à opção selecionável, os receptores nervosos na ponta do dedo serão estimulados pelo eletrodo ativado 136, deste modo indicando ao usuário que sua ponta do dedo está em uma posição correspondente à opção selecionável. Outras áreas não são energizadas, de modo que uma ponta de dedo em outra área não seria estimulada.

Uma opção selecionável pode ser mostrada no painel de visualização 130 como uma região de uma cor, luminosidade ou padrão particular limitado por uma região de uma cor, luminosidade ou padrão diferente. Alternativamente, no caso de um link em um navegador de internet, por exemplo, pode haver um tipo diferente de definição visível entre a opção e a região circundante. Um link pode ser reapresentado em um visor como, por exemplo, uma palavra, uma frase, uma sentença, ou uma URL. O texto do link pode ser em uma cor particular, com o fundo sendo em uma cor diferente. Alternativamente ou, além disso, o texto do link pode ser sublinhado. Será entendido que, se uma entrada de toque é aplicada à camada de TSTF 132 em uma região correspondente ao texto, o link será selecionado. No entanto, pode também haver uma pequena região da região de fundo rodeando o link que, se selecionada pela entrada de toque, também faz com que o link possa ser seguido. Em qualquer caso, se o limite entre uma opção selecionável é claramente visível ao usuário ou não, o processador que controla o painel de visualização 130 e a camada de TSTF 132 ainda define um limite, a região dentro da qual corresponde a uma opção selecionável, e a região fora da qual não corresponde.

Os eletrodos 136 da camada de TSTF 132 que correspondem à região de painel de visualização 130 que está dentro do limite da opção selecionável podem ser ativados para indicar ao usuário que seu dedo está em contato com uma região da camada de TSTF que corresponde a uma opção selecionável na tela de visualização. Neste sentido, o limite determina que eletrodos 136 da camada de TSTF 132 são para serem ativados. Será entendido que mais de uma opção selecionável pode ser mostrada no painel de visualização 130 simultaneamente. Neste caso, limites plurais definem regiões plurais de eletrodos ativados 136.

O objeto mostrado no painel de visualização pode não representar uma opção selecionável. Ao invés disso, pode representar outro objeto. Por exemplo, o objeto pode ser um ícone, uma forma gráfica móvel, ou tais similares. O retorno tátil neste caso pode indicar a um usuário que localizaram o objeto, por exemplo, de modo que sabem que podem arrastar o objeto a uma localização diferente no visor.

A funcionalidade acima pode também ser implementada em situações dinâmicas, por exemplo, onde uma imagem em movimento é mostrada no painel de visualização 130. Por exemplo, se uma imagem em movimento de uma ondulação está sendo mostrada pelo painel de visualização 130, os eletrodos que, em qualquer dado momento, correspondem às localizações dos picos das ondas capilares da ondulação pode ser ativada para proporcionar estimulação de receptores da ponta do dedo. Conseqüentemente, os receptores em uma ponta de dedo de usuário são estimulados como os picos das ondas capilares da ondulação parecem que 'passam sob1 a ponta do dedo, deste modo proporcionam uma "ilusão háptica". A fim de maximizar a eficiência energética, somente aqueles eletrodos que correspondem às localizações dos picos das ondas capilares da ondulação e que são detectadas como sendo sob uma ponta de dedo de usuário podem ser ativadas.

Em situações dinâmicas, um limite é também definido. O limite pode não definir uma região selecionável, mas pode ao invés disso definir um objeto, por exemplo, a onda capilar discutida acima. No caso da onda capilar, dois limites, um limite interno e um limite externo, podem definir a região de ativação. Quando o objeto se move ao redor do painel de visualização 130, o limite ou limites também se movem. Neste sentido, as localizações nos quais os eletrodos são ativados mudam à medida que o limite ou limites se movem. Será entendido que o nível de ativação dos eletrodos 136 definido pelo limite ou limites pode não ser uniforme. Por exemplo, os eletrodos correspondentes ao pico da onda capilar podem ter um nível mais alto de ativação, ao passo que aqueles eletrodos mais próximos aos limites podem ter um nível mais baixo de ativação. Em qualquer caso, será entendido que os eletrodos 136 fora da região ativada definida pelo limite ou limites não são ativados, ao passo que aqueles eletrodos dentro da região definida pelo limite ou limites são ativados. TENS pode ser usada para ind.uzir qualquer efeito tátil requerido, por exemplo, fricção, aspereza, etapas em perfil etc. O padrão de estimulação tátil pode assim ser otimizado para transmitir ao usuário uma ilusão global de tocar uma tecla física ou botão com características que são em relevo em relação à superfície restante. Por exemplo, um botão em relevo pode ser simulado usando a camada de TSTF pela ativação dos eletrodos para estimular duas regiões distintas de aspereza de superfície aumentada, rodeando uma região de menos aspereza de superfície. Quando um dedo é movido ao longo destas regiões o efeito experimentado pode ser similar a esse de um dedo sendo movido sobre um botão em relevo.

Os eletrodos 136 que correspondem a uma opção selecionável (ou uma imagem em movimento no painel de visualização 130) pode não sempre ser os eletrodos que estão imediatamente acima dos pixels no painel de visualização 130 que representam a opção selecionável. Ao invés disso, os eletrodos podem ser ligeiramente deslocados da imagem da opção selecionável. Isto compensa o fato de que o usuário pode não estar vendo o visor 102 desde diretamente acima, mas pode estar vendo ao invés disso em um ângulo inferior a 90 graus do plano do visor 102. O processador 128 pode ser operável para compensar este deslocamento pela ativação dos eletrodos na área da camada de TSTF 132 que o usuário percebe como sendo diretamente acima da imagem da opção selecionável e não aqueles eletrodos que estão em realidade diretamente acima. Será entendido que pode haver significante sobreposição entre a área que o usuário percebe como sendo diretamente acima da imagem da opção selecionável, e a área que está em realidade acima da opção selecionável.

Os estímulos táteis altamente pixelados, tal como esses proporcionados pela camada de TSTF 132, podem ser usados para proporcionar um amplo conjunto de informação importante para auxiliar um dedo do usuário a navegar no visor 102. Isto resulta em interação usuário-dispositivo melhorada e satisfação de usuário melhorada. A informação pode ser transmitida a um usuário, via a camada de TSTF 132, em um número de maneiras. Por exemplo, uma linguagem tátil de eletro-estimulação pode ser proporcionada. Por exemplo, combinações de períodos curtos e longos de estimulações podem cada um ter significados pré-determinados diferentes, por exemplo, caracteres individuais.

Alternativamente, a linguagem tátil de eletro-estimulação pode utilizar um ou mais de vários parâmetros disponíveis à mesma para transmitir outras mensagens a um usuário. Estes parâmetros podem incluir, mas não são limitados a, freqüência de estimulação, estrutura de pulso, padrão de trem de pulso, amplitude de modulação de sinal e intensidade de sinal.

Diferentes tipos de opção selecionável sendo mostrados no painel de visualização podem ter padrões de ativação de eletrodo diferentes associados aos mesmos. Por exemplo, os eletrodos 136 correspondentes a uma opção "DELETAR" ou uma "RESTABELECER AS CONFIGURAÇÕES DE FÁBRICA", que quando executadas podem causar uma ação irreversível de ser realizada, podem ter um padrão de ativação associado que é desenhado para alertar o usuário das conseqüências sérias da opção. Tal padrão pode incluir, por exemplo, breves períodos de ativação particularmente intensas periodicamente separados por breves períodos de não ativação. As opções menos potencialmente sérias, por exemplo, links em uma página web, podem ter um padrão de ativação de eletrodo menos intenso e contínuo associado às mesmas.

Alguns padrões de ativação adequados serão agora diêbutidos. Um primeiro padrão pode compreender a ativação alternada de uma certa intensidade e ativação zero ou de duração substanciaimente igual, similar a uma onda quadrada. As variações do primeiro padrão incluem diferentes freqüências da onda quadrada. Um segundo padrão pode compreender a ativação alternada de uma certa intensidade e ativação zero de duração diferente, similar a uma onda quadrada com uma razão marca a espaço não unitária. As variações do segundo padrão incluem diferentes freqüências e/ou diferentes razões marca a espaço. Um terceiro padrão pode incluir transições graduadas entre ativação completa e ativação zero. As transições graduadas podem ser ascender e/ou descender. As transições graduadas podem envolver perfis de rampa curvada, tal como perfis de onda sinusoidal. As variações do segundo padrão incluem diferentes freqüências e/ou gradientes diferentes e/ou diferentes perfis de rampa nos flancos ascendente e descendente.

Ao invés do padrão de ativação de eletrodo ser associado à severidade de potencial de uma opção selecionável, o mesmo padrão de ativação pode ser associado ao mesmo tipo de opção, independente da conseqüência de seleção da mesma. Por exemplo, uma opção "SIM" pode ter o mesmo padrão de ativação de eletrodo associado, independente de se sua seleção resultará na memória de telefone sendo deletada ou causará uma chamada para ser começada. Neste sentido, ao longo do tempo, um usuário pode aprender a associar um padrão de ativação particular com uma opção particular.

A operabilidade da camada de TSTF 132 para proporcionar retorno tátil localizado a um usuário será agora descrita com referência à Figura 5. A Figura 5 representa um esquema de uma porção da camada de TSTF 132 que compreende uma matriz de eletrodos 10 x 6 136. A matriz de eletrodos compreende seis filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 e dez colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138. Na Figura, cada uma das colunas foi atribuída uma coordenada x, a coluna do lado esquerdo (primeira) sendo x = 1 e a coluna do lado direito (décima) sendo x = 10. Cada fila foi atribuída uma coordenada y, a fila mais baixa (primeira) na Figura 5 sendo y = 1 e a fila mais em cima (sexta) sendo y = 6. Neste sentido, é possível identificar cada um dos eletrodos 136 com base na fila e coluna de seus primeiro e segundos elementos de eletrodo constituintes 138, 140. Um eletrodo 136 que tem seu primeiro elemento de eletrodo 138 na coluna x = 7 e seu segundo elemento de eletrodo 140 na fila y = 3 pode ser identificado como eletrodo (7, 3). Em geral, um elétrodo em qualquer ponto na matriz pode ser identificado como eletrodo (x, y).

A fim de ativar um eletrodo particular dos eletrodos 136, por exemplo, o eletrodo (x = i, y = j), um potencial de -V (relativo a um potencial intermediário dentro do dispositivo 10) é aplicado através dos primeiros elementos de eletrodo conectado 138 na coluna x = i, e um potencial +V (relativo a um potencial intermediário dentro do dispositivo 10) é aplicado ao longo dos segundos elementos de eletrodo conectado 140 na fila y = j. Conseqüentemente, a diferença de potencial entre os primeiro e segundos elementos de eletrodo 138, 140 que constituem o eletrodo (x = i, y = j) é 2xV. Cada um dos eletrodos (x = i, y # j), que tem um primeiro elemento de eletrodo 138 na coluna x = i e segundo elemento de eletrodo na fila y # j), têm uma diferença de potencial entre seus primeiro e segundos elementos de eletrodo 138, 140 de +V. Cada um dos eletrodos (x # i, y = j), que tem um primeiro elemento de eletrodo 138 na coluna x # i e segundo elemento de eletrodo 140 na fila y = j, têm uma diferença de potencial entre seus primeiro e segundos elementos de eletrodo 138, 140 de - V.

Uma diferença de potencial de 2xV proporciona uma estimulação elétrica à ponta de dedo do usuário que está acima do limiar, Vth, para estimulação nervosa. Uma diferença de potencial de + /- V, no entanto, proporciona um estímulo elétrico que está abaixo do limiar. O eletrodo ativado (x = i, y = j), portanto, causa a estimulação dos receptores no dedo do usuário, enquanto todos os eletrodos não ativados não. V1h pode ser no intervalo de 1-10 volts. A magnitude V do potencial fornecido a cada elemento de eletrodo pode ser ajustável por um usuário do dispositivo. Neste sentido, o usuário pode ajustar a diferença de potencial entre elementos de eletrodo de um eletrodo ativado de acordo com seu limiar individual para estimulação nervosa Vth.

Será entendido que, usando o método acima, qualquer número de eletrodos 136 pode ser ativado em qualquer momento.

Usualmente, a fim de ser capaz de individualmente ativar os eletrodos em uma matriz NxN, cada eletrodo requereria uma conexão a uma fonte de alimentação. Assim, N conjuntos de conexões seriam requeridos. Pelo uso do método acima para ativar individualmente os eletrodos, no entanto, somente 2N conjuntos de conexões são requeridos. Se é considerado um visor que tem uma superfície visível quadrada de comprimento lateral de 10 cm, e que tem uma camada de TSTF 132 com espaçamento de eletrodos de 0,5 mm, então N=200. Portanto, N2=40000, e 2N=400. Conseqüentemente, pela utilização de um sistema de acordo com as modalidades acima, 100 vezes menos (isto é, 1/100 do número de) conjuntos de conexões são requeridos. Isto resulta em conjunto de circuitos de uma natureza substancialmente mais simples.

Será entendido que os eletrodos 136 alternativamente podem ser completamente eletricamente independentes um do outro. Os eletrodos dispostos assim podem ser individualmente ativados usando uma técnica de endereçamento de matriz ativa. Nestas modalidades, cada eletrodo é proporcionado com primeiro e segundo conectores dedicados, ao invés de conectores compartilhados com outros eletrodos. Tais modalidades têm, para um dado número de eletrodos, um número aumentado de conectores.

O método acima para ativar um eletrodo particular é descrito com referência a potenciais CC. No entanto, pode ser vantajoso usar ao invés disso um potencial AC.

O método de endereçamento de eletrodos descrito acima também funciona em um caso CA, mas o caso CA permite a modulação da intensidade de pico experimentada no eletrodo ativado alterando a fase relativa das formas de onda aplicadas à fila ou filas 152 e coluna ou colunas 148 do eletrodo ou eletrodos ativados. Além disso, sensibilidade tátil em receptores nervosos é uma função da freqüência do estímulo aplicado. Assim, a resposta de freqüência do sistema pode ser sintonizada para gerar a sensação tátil ótima. A freqüência ótima pode ser no intervalo de 100-300 Hz. A freqüência pode ao invés disso ser no intervalo 100 a 500 Hz. As freqüências adequadas podem ser no intervalo 10 Hz a 3 kHz. A freqüência pode ser definível pelo usuário. Neste sentido, a freqüência pode ser otimizada de acordo com a sensibilidade tátil do usuário.

A Figura 6 é um esquema de conjunto de circuitos para operar uma porção da camada de TSTF 132. A Figura 6 mostra uma porção da camada de TSTF que compreende uma matriz de eletrodos 4x4 136, embora será apreciado que isto é meramente exemplar.

Cada coluna 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 está em conexão com um respectivo sub-circuito de detecção 180 e com um respectivo sub-circuito de estimulação 182. Cada fila 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 está em conexão com um respectivo sub-circuito de detecção 180 e com um respectivo sub- circuito de estimulação 182.

Cada sub-circuito de detecção 180 em relação a uma coluna 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 está em conexão com um primeiro MUX de detecção 188. Cada um dos sub-circuitos de detecção 180 em relação a uma fila 152 de segundos elementos de eletrodo 140 está em conexão com um segundo MUX de detecção 190.

Cada sub-circuito de estimulação 182 em relação a uma coluna 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 está em conexão com um primeiro MUX de estimulação 192. Cada um dos sub-circuitos de estimulação 182 em relação a uma fila 152 de segundos elementos de eletrodo 140 está em conexão com um segundo MUX de estimulação 194.

O primeiro e segundo MUX de detecção 188, 190 e o primeiro e segundo MUX de estimulação 192, 194 são conectados ao processador. O processador controla a MUX de estimulação e, indiretamente, os circuitos de estimulação, tais como para proporcionar potenciais de estimulação nos eletrodos desejados nos tempos desejados. O processador controla o MUX de detecção de modo a determinar que eletrodos estão próximos a uma ponta de dedo do usuário.

A Figura 7 é um fluxograma representando um método de fabricação de a modalidade exemplar da camada de TSTF 132 descrito com referência às Figuras 1 a 5.

Na etapa S1, um espaço vazio para formar a primeira sub-camada 158 é proporcionado. O espaço vazio compreende uma lâmina pré-fabricada de material que tem uma superfície principal de um tamanho substancialmente correspondente a um tamanho do painel de visualização 130 com o qual a camada de TSTF 132 é para ser utilizada. A espessura do espaço vazio (isto é, a distância desde a superfície inferior da primeira sub- camada 158 às superfícies superiores 172 de pluralidade de estrias 168 na sub-camada acabada) pode ser no intervalo de micron a milímetro. O espaço vazio pode compreender, por exemplo, um polímero transparente tal como silicone, poliimida, poli(metil metacrilato) (vidro acrílico), poliestireno, policarbonato, naftalato de polietileno, ou tereftalato de polietileno.

Na etapa S2, as estrias 168 são formadas no espaço vazio para criar a primeira sub-camada 158. As estrias são proporcionadas pela criação de regiões rebaixadas na superfície do espaço vazio. As regiões rebaixadas são proporcionadas em intervalos regulares ao longo da superfície do espaço vazio. Cada uma das regiões rebaixadas se estende ao longo de um comprimento inteiro da superfície do espaço vazio. As estrias 168 são as regiões do espaço vazio entre as regiões rebaixadas recentemente criadas.

As regiões rebaixadas podem ser criadas por litografia de nanoimpressão termoplástica (estampagem a quente), litografia de nanoimpressão de foto, nanoimpressão eletroquímica, ou qualquer outro método adequado de nanoimpressão.

Na etapa S3, as filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 são proporcionadas sobre a superfície superior da primeira sub-camada 158. As filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 são proporcionadas em intervalos regulares ao longo da superfície superior da primeira sub-camada 158. As filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 se estendem ao longo de um comprimento inteiro da superfície superior da primeira sub-camada 158. Os comprimentos longitudinais das filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 estão substancialmente perpendiculares aos comprimentos longitudinais das estrias 168. Ao invés disso podem ser não perpendiculares.

As filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 podem ser proporcionadas sobre a superfície por CVD (deposição química em fase vapor) em combinação com uma máscara apropriadamente modelada. Alternativamente, qualquer outra técnica adequada pode ser usada. Técnicas adequadas incluem, mas não são limitados a, deposição física de vapor (PVD), aspersão, revestimento por spray, evaporação, deposição de aerossol via uma máscara perfurada, outros tipos de processo de deposição em fase solução, tal como revestimento por rotação a altas velocidades de um nanocompósito líquido ou solução seguida por gravação litográfica ou de escrita direta, ou raspagem com lâmina raspadora.

Na etapa S4, a segunda sub-camada 160 é proporcionada sobre a superfície superior da primeira sub-camada 158 nas regiões rebaixadas entre as estrias 168. A segunda sub-camada 160 se estende a uma altura substancialmente nivelada com as superfícies superiores 172 das estrias 168. A segunda sub-camada 160 envolve os segundos elementos de conexão 150 que conectam os segundos elementos de eletrodo adjacentes 140. As técnicas que podem ser adequadas para proporcionar a segunda sub- camada 160 incluem, mas não são limitados a, deposição PVD, deposição CVD, aspersão, pulverização, evaporação, um processo de deposição em fase solução, tal como revestimento por rotação a altas velocidades ou raspagem com lâmina rapadora, e laminação a quente. A segunda sub-camada pode compreender, por exemplo, silicone transparente ou de outro material apropriado, tal como poli (metil metacrilato), poliimida, poliestireno, policarbonato, naftalato de polietileno, ou tereftalato de polietileno.

Na etapa S5, as colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 são proporcionadas sobre a superfície superior da segunda sub-camada 160. Estas estão substancialmente perpendiculares às filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140. Ao invés disso podem ser não perpendiculares.

As colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 compreendem um material opticamente transparente. Os materiais adequados incluem, mas não são limitados a, redes de nanotubos de carbono (CNTNs), um filme de índio-titânio-óxido (ITO), óxidos de banda proibida larga, por exemplo, óxido de zinco, proporcionados em camadas transparentes finas, e camadas finas de ouro ou prata.

As colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 podem ser proporcionadas usando a mesma técnica como essa utilizada para proporcionar as filas 152 de segundos elementos de eletrodo 140.

Na etapa S6, a terceira sub-camada 162 é proporcionada. A terceira sub-camada envolve os elementos de eletrodo 138, 140 e a superfície superior da segunda sub-camada 160. A terceira sub-camada 162 está compreendida de silicone ou de outro material apropriado, tal como poli(metil metacrilato), poliimida, poliestireno, policarbonato, naftalato de polietileno, ou tereftalato de polietileno. As técnicas que podem ser adequadas para proporcionar a terceira sub-camada 162 incluem, mas não são limitadas a, deposição PVD, deposição CVD, aspersão, pulverização, evaporação, um processo de deposição em fase solução, tal como revestimento por rotação a altas velocidades ou raspagem com lâmina rapadora, e laminação a quente.

A Figura 8 representa um método alternativo de fabricação da modalidade exemplar da camada de TSTF 132 descrito com referência às Figuras 1 a 5. O método é similar a esse descrito com referência à Figura 7, a principal diferença sendo que a primeira sub- camada 158 é proporcionada de uma maneira diferente. Na etapa T1, um molde, que tem estrias e correspondente à configuração desejada da primeira sub-camada 158, é proporcionado.

Na etapa T2, as filas 152 de segundos elementos de eletrodo conectado 140 são proporcionadas sobre a superfície do molde. Isto pode ser levado a cabo da mesma maneira que na etapa S3 do método anterior. Na etapa T3, a segunda sub-camada 160, é proporcionada. Na etapa T4, as colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo 138 são proporcionadas. Na etapa T5, a terceira sub-camada é proporcionada.

Na etapa T6, o molde é removido. Na etapa T7, a primeira sub-camada 158 é proporcionada por preenchimento da região desocupada pelo molde removido.

Embora tudo do acima seja descrito com referência a um telefone celular, será entendido que uma camada de TSTF 132 pode ser incluída em qualquer dispositivo que requeira funcionalidade de tela sensível ao toque. Estes dispositivos incluem, mas não são limitados a, PDAs, reprodutores de mídia, computadores tablet, computadores laptop, dispositivos de navegação GPS, e leitores/livros eletrônicos.

A natureza e dimensões dos materiais que constituem a camada de TSTF 132 são selecionadas de modo a permitir que a camada de TSTF 132 seja flexível. Conseqüentemente, a camada de TSTF 132 é adequada para uso com painéis de visualização flexíveis, tais como visores OLED flexíveis, visores biestáveis, visores eletroforéticos e de eletroumectação.

Os materiais adequados para os elementos de eletrodo são materiais, soluções e compósitos à base de nanopartícula, nanofio, e nanohaste. Por exemplo, os elementos de eletrodo podem incorporar nano-materiais de qualquer forma/morfologia, materiais sol-gel, ou qualquer outro material transparente flexível que exiba propriedades condutoras. Os exemplos incluem redes de nanotubos de carbono (CNTNs), um filme de índio-titânio-óxido (ITO), óxidos de banda proibida larga (tal como óxido de zinco) proporcionados em camadas transparentes finas, e camadas finas de ouro ou prata.

As sub-camadas podem compreender qualquer compósito de material adequado que consiste em um material hospedeiro flexível, transparente (por exemplo, um polímero transparente flexível).

Será idealizado que variações aos componentes e configuração descrita acima podem também ser adequadas. Por exemplo, cada um dos primeiros elementos de eletrodo 138 pode compreender outra forma, por exemplo, mas não limitada a, quadrado, retangular ou hexagonal, que tem uma região interior desocupada em que o segundo elemento de eletrodo 140 está localizado. De maneira similar, os segundos elementos de eletrodo 140 podem ter uma forma diferente.

Como uma alternativa ao primeiro elemento de eletrodo 138 rodeando o segundo elemento de eletrodo 140, os primeiro e segundo eletrodos 138,140 podem meramente ser adjacentes um ao outro. Neste exemplo, as colunas 148 de primeiros elementos de eletrodo conectado 138 podem compreender comprimentos de material condutor opticamente transparente que têm uma largura uniforme, que se estende ao longo da superfície da segunda sub-camada 160.

Será entendido que os eletrodos 136 podem ainda ser operáveis para proporcionar estimulação nervosa elétrica transcutânea, e para detectar entradas de toque, se a terceira sub-camada 162 não é incluída. Nesta modalidade, uma ponta dè dedo do usuário estaria em contato direto com os eletrodos 136.

Será entendido que a funcionalidade de sensibilidade de toque do dispositivo pode ser proporcionada pelo painel de visualização 132 ao invés de ou bem como a camada de TSTF 132. Os painéis de visualização que são capazes de proporcionar esta funcionalidade incluem, mas não são limitados a, painéis de visualização sensíveis ao toque capacitivos e painéis de visualização sensíveis ao toque resistivos.

A Figura 9 representa um esquema de uma modalidade de um dispositivo biomédico 200. O dispositivo biomédico compreende uma camada de TSTF 132, um gerador de padrão de estimulação (SPG) 202, um processador 204, memória 206, um transceptor sem fio 208, e uma fonte de alimentação 210.

O dispositivo biomédico 200 pode ser operável para proporcionar Terapia de Campo Eletromagnético (EFT) para áreas do corpo com as quais a camada de TSTF 132 está em contato. A EFT pode ser benéfica em áreas tais como, mas não limitadas a cuidado de feridas, fortalecimento muscular, dor e alívio de inflamação, e crescimento e reparação óssea.

O dispositivo biomédico 200 pode ser operável também para detectar atividade neural, muscular e outra atividade biomédica.

A camada de TSTF 132 compreende uma matriz bi-dimensional de eletrodos 136. A camada de TSTF 132 pode ser como descrita com referência às Figuras 2 a 5. Pode não ser importante se a camada de TSTF 132 é opticamente transparente, opticamente opaca, ou translúcida.

Os eletrodos 136 da camada de TSTF 132 alternativamente podem ser completamente eletricamente independentes um do outro. Os eletrodos dispostos assim podem ser individualmente ativados usando uma técnica de endereçamento de matriz ativa.

Nestas modalidades, cada eletrodo é proporcionado com primeiro e segundo conectores dedicados, ao invés de conectores compartilhados com outros eletrodos.

Por virtude de uma camada isolante (não mostrada) mais acima na camada de TSTF 132, o dispositivo biomédico 200 pode ser operável para proporcionar EFT acoplada de maneira capacitiva para áreas do corpo com as quais a camada de TSTF 132 está em contato. Alternativamente, nenhuma tal camada isolante está presenté e existe acoplamento direto entre eletrodos e um usuário.

Os eletrodos 136 da camada de TSTF 132 podem ser em conexão elétrica com o SPG 202. O SPG 202 recebe energia da fonte de alimentação 210. O SPG é operável para gerar padrões de estimulação nervosa para controlar os eletrodos 136 da camada de TSTF 132. O SPG 202 pode compreender um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC) (não mostrado) para gerar o padrão de estimulação. O SPG 202 pode também compreender conjunto de circuitos de estimulação (não mostrado) adequado para ativar os eletrodos 136 à base dos padrões de ativação gerados. O conjunto de circuitos de estimulação pode ser o mesmo que esse descrito com referência à Figura 6.

O SPG 202 pode incluir também conjunto de circuitos de detecção (não mostrado) adequado para detectar sinais recebidos pelos eletrodos 136 da camada de TSTF 132. O conjunto de circuitos de detecção pode ser o mesmo que esse descrito com referência à Figura 6.

O processador 204 é operável para controlar a operação do SPG 202. Será entendido que o processador 204 pode ser integrado com o SPG 202. Os sinais detectados da camada de TSTF 132 via o SPG 202 podem ser armazenados na memória 206 para a transmissão a outro dispositivo em um momento posterior. Alternativamente ou adicionalmente os sinais recebidos podem ser transmitidos ao outro dispositivo (não mostrado) via o transceptor sem fio 208 imediatamente em seguida à detecção.

O transceptor sem fio 208 pode ser operável também para receber sinais de outro dispositivo. Os sinais recebidos podem compreender sinais para controlar a operação do SPG 202 e/ou o processador 204. Os sinais recebidos podem ser armazenados na memória para a implementação pelo processador 204 e o SPG 202 em um momento posterior. Alternativamente, podem ser implementados pelo SPG 202 sem primeiro armazenar os mesmos em memória. O transceptor sem fio 208 pode ser, por exemplo, mas não é limitado a um transceptor Bluetooth, outro tipo de transceptor RF ou um transceptor infra-vermelho. Alternativamente ou adicionalmente o dispositivo pode ser operável para receber ou enviar sinais a outro dispositivo, via conexão com fio com o outro dispositivo.

A fonte de alimentação pode ser uma bateria, por exemplo, uma pequena bateria leve tal como uma bateria de papel ou uma bateria de relógio. Alternativamente, a fonte de alimentação pode ser conectada a um sistema de eletricidade de rede elétrica.

A camada de TSTF 132 pode ter uma camada adesiva fina sobre a superfície externa 116 da terceira sub-camada 162 para fixar a camada de TSTF à pele de um paciente. Alternativamente, a camada de TSTF 132 pode ser mantida em contato com a pele de um usuário em outro sentido, por exemplo, com fita médica aplicada sobre a superfície posterior 166 da primeira sub-camada 158.

Os componentes e conjunto de circuitos elétricos, tais como o SPG 202, o processador 204, a memória 206, o transceptor sem fio 208 e a fonte de alimentação 210 podem ser proporcionados sobre a superfície posterior 166 da primeira sub-camada 158. Neste sentido, o dispositivo biomédico pode ser um não indiscreto e auto-contido.

A camada de TSTF pode compreender os mesmo materiais como discutido anteriormente neste relatório descritivo. Conseqüentemente, a camada de TSTF pode ser flexível. Como tal, a camada de TSTF 132 pode se conformar à forma da parte do corpo do usuário à que é fixa.

O dispositivo biomédico 200 pode ser fixo a uma pele de usuário sobre uma área do corpo que requer tratamento ou monitoramento. Por exemplo, um paciente que requeira CCFET no seu pescoço pode usar o dispositivo biomédico para reduzir a dor sem requerer que o usuário seja fisicamente unido ao equipamento imóvel. O dispositivo biomédico 200 pode ser operável para proporcionar CCFET em resposta a atividade biomédica detectada, tal como espasmos musculares detectados. Também, quando espasmos musculares são detectados em músculos subjacentes a somente uma porção dos eletrodos 136 na camada de TSTF 132, o dispositivo biomédico pode ser operável para ativar somente a porção dos eletrodos. Os eletrodos 136 podem ser ativados da maneira descrita com referência à Figura 5.

Deve ser idealizado que as modalidades precedentes não devem ser interpretadas como limitativas. Outras variações e modificações serão aparentes aos técnicos no assunto mediante a leitura do presente pedido. Além disso, a divulgação do presente pedido deve ser entendida como incluindo quaisquer características inovadoras ou qualquer combinação inovadora de características explicitamente ou implicitamente divulgadas no presente documento ou qualquer generalização das mesmas e durante a tramitação do presente pedido ou de qualquer pedido derivado do mesmo, novas reivindicações podem ser formuladas para cobrir quaisquer tais características e/ou combinação de tais características.

Claims

1. Aparelho caracterizado porcompreender um painel de exibição (130), pelo menos um eletrodo (136) e uma camada eletricamente isolante (162), a camada eletricamente isolante formando uma porção de uma superfície externa (116) próxima ao referido pelo menos um eletrodo, em que o aparelho é um dispositivo móvel (10), e o dispositivo móvel é configurado para alojar o painel de exibição, o pelo menos um eletrodo e a camada eletricamente isolante, pelo menos um eletrodo sendo opticamente transparente se localizado acima do painel de exibição ou, em vez disso, pode ser opticamente opaco ou translúcido se não estiver localizado acima do painel de exibição, em que, em combinação, o pelo menos um eletrodo e a camada eletricamente isolante são configurados para fornecer estimulação nervosa para um usuário, utilizando acoplamento capacitivo, através da camada eletricamente isolante, entre o eletrodo e um usuário contatando a porção da superfície externa da referida camada isolante (162) próxima ao referido eletrodo (136), em que o eletrodo (136) compreende um primeiro elemento de eletrodo (138) e um segundo elemento de eletrodo (140) eletricamente isolados um do outro.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o aparelho ser configurado para fornecer uma diferença de potencial variável no tempo entre o primeiro elemento de eletrodo e o segundo elemento de eletrodo.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a diferença de potencial ser na faixa de 1 a 10 volts.

4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado poro eletrodo ser opticamente transparente.

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pora superfície externa ser hidrofóbica e / ou oleofóbica.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pora camada isolante (162) ter uma espessura na faixa de 500 nm a 2 micrômetros.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado porcompreender uma pluralidade de eletrodos operáveis individualmente (136), separados por uma distância na faixa de 0,1 a 5 mm.

8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado poro referido eletrodo constituir parte de uma matriz bidimensional de eletrodos opticamente transparentes (136).

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado poro referido eletrodo (136) ser flexível.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado porcompreender um circuito de detecção configurado para detectar um usuário contatando a referida porção da referida superfície externa da referida camada eletricamente isolante (162) proximal ao referido eletrodo (136).

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender um circuito de estimulação configurado para fornecer um potencial de estimulação nervosa no eletrodo em resposta a um circuito de detecção, que detecta um usuário em contato com a referida porção da referida superfície externa do referido aparelho próxima ao referido eletrodo.

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado poro primeiro elemento de eletrodo ser plano e ficar substancialmente em um primeiro plano e se estende através do primeiro plano e em que o segundo elemento de eletrodo ser plano e ficar substancialmente em um segundo plano e se estende através o segundo plano.

13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado poro aparelho ser um telefone móvel (10).

14. Método não terapêutico de controle de retorno para um usuário controlando um aparelho de usuário, caracterizado porcompreender: fornecer um painel de exibição (130), pelo menos um eletrodo (136) e uma camada eletricamente isolante (162) formando uma porção de uma superfície externa próxima ao referido pelo menos um eletrodo; controlar a ativação do pelo menos um eletrodo (136) para fornecer estimulação nervosa a um usuário, utilizando acoplamento capacitivo entre o eletrodo e um usuário contatando a referida camada eletricamente isolante (162) na porção da superfície externa (116) próxima ao referido pelo menos um eletrodo; pelo menos um eletrodo (136) sendo opticamente transparente localizado acima do painel de exibição, ou pode, em vez disso, ser opticamente opaco ou translúcido se não estiver localizado acima do painel de exibição; em que o aparelho é um dispositivo móvel (10) e o dispositivo móvel está configurado para alojar o painel de exibição, o pelo menos um eletrodo e a camada eletricamente isolante, em que o eletrodo (136) compreende um primeiro elemento de eletrodo (138) e um segundo elemento de eletrodo (140) eletricamente isolado um do outro.

15. Método não terapêutico, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado porcompreender ainda, antes da etapa de controlar, detectar quando um usuário está em contato com a referida porção da referida superfície externa da referida camada isolante (162) próxima ao referido eletrodo (136).