CN101185052A - 用于触敏显示器的纺织品或织物 - Google Patents

Abstract

一种纺织品或织物(2)，包括第一发光部件(4)和第二压敏部件(6)，其中所述第一部件包括适于发射输出信号的输出器件，所述输出信号取决于经由第一部件施加到第二部件上的所加压力的参数。

Description

用于触敏显示器的纺织品或织物

技术领域

本发明涉及纺织品或织物(textile or fabric)，特别涉及一种适用于结合到触敏发光纺织品器件(touch sensitive light emitting textiledevice)中的纺织品或织物，并涉及制造这种纺织品或织物的方法

背景技术

已知的触敏显示器包括设置在显示区域上的透明或半透明的触敏膜。这种膜可以由例如具有电容传感器功能性的透明导体构成。

为了确保将可靠的触敏膜设置在显示区域上，其上形成显示区域的基板必须是光滑和均匀的。

纺织品表面显然既不光滑也不均匀。

在国际专利申请No.WO 03/095729中公开了一种机织纺织品(woven textile)。其中所公开的纺织品包括多个编织层，其由纺织品中的多个电绝缘和/或电传导的经纱和纬纱制成。由设置在空腔中的一个或多个电路载体提供电功能，所述空腔形成在多层纺织品中。

国际专利申请No.WO 2005/001678公开了一种器件，其包括具有触敏开关的织物构造的界面。通过将一个或多个导电纤维嵌入到凹陷部分中来形成开关。

美国专利申请No.US 2004/0120684描述了一种器件，其中压致发光材料(stress luminescent material)设置在一组光波导中的每一个光波导的一部分中。将光波导设置成在其中存在压致发光材料的交叉部分处彼此相交。通过用手指按压两个光波导之间的交叉部分而将压力施加到压致发光材料。这导致压致发光材料发光。在每一个相交的波导中引导所发射的光。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光纺织品，该发光纺织品的光输出取决于施加到该纺织品上的压力的至少一个参数。

根据本发明的第一方面，提供了一种纺织品或织物，其包括：

第一发光部件；

第二压敏部件；

第一部件包括：

适于发射输出信号的输出器件，所述输出信号取决于经由第一部件施加到第二部件上的所加压力的参数。

在这里使用的术语“纺织品(textile)”应该理解为包括术语“织物(fabric)”，反之亦然。

优选地，第一部件包括织物。

因此，根据本发明第一方面的纺织品能够发射输出信号，该信号取决于经由第一部件施加到纺织品或织物的第二部件上的所加压力的参数。本发明第一方面的重要特征是施加压力的人或装置不直接接触第二部件。换言之，在本发明的应用中，当使用纺织品时是第一部件与用户接触。

例如，使用纺织品的人将按压第一部件的一部分，由此经由第一部件将压力施加到第二部件。根据本发明第一方面的纺织品将发射输出信号，该信号取决于施加到第二部件上的压力的参数。

有利地，第一部件包括多个输出器件。

优选地，每一个输出器件具有光输出信号。有利地，每一个输出器件包括发光二极管(LED)。

便利地，第二部件包括注入(impregnated)到第二部件中的压敏材料。

或者，第二部件包括多个压敏纱线，每一个所述压敏纱线包括压阻或压敏电阻材料。

有利地，压敏部件包括压阻材料。当通过第一部件将压力施加到第二部件时，压敏部件将产生电流，该电流取决于施加到压敏部件上的压力。

有利地，第二部件包括纺织品或织物，其包括多个经纱和多个纬纱。有利地，以公知的方式交织经纱和纬纱以便产生机织纺织品。

应该理解的是，这里使用的术语“经”和“纬”仅仅涉及织片上的纵向和横向，而不一定用来表示对利用织机制造纺织品的方法有任何限制。另外，应该理解的是，这里使用的术语“经”和“纬”是可互换的。

或者，纺织品可以是无纺的(non-woven)，并可以通过缝制、绣制或编织(knitting)等形成。

形成第二部件的至少一些经纱和至少一些纬纱是导电的。

这里使用术语“导电”来描述纱应该理解为是指至少在纱的外表面上具有导电材料的纱。这种纱可以具有各种构造，并例如可以具有另一材料的内核。内核可以包括非导电材料。这里限定的非导电纱应该理解为是至少具有非导电外表面的纱，并且可以完全由非导电材料制成或可以具有导电内核。

有利地，第一部件包括纺织品或织物，其包括多个经纱和多个纬纱。以公知的方式交织经纱和纬纱以便产生机织纺织品。

或者，纺织品可以是无纺的，并可以通过缝制、绣制或编织等形成。

至少一些经纱和至少一些纬纱是导电的。

一个或多个输出器件可在任何适宜的点附着到形成第一部件的纺织品。然而有利地，输出器件可附着到第一部件的正面，第一部件的第二表面与第二部件接触。

不同类型的纱和/或纤维可以用于形成第一和第二部件。纱可以是单丝型或多丝型。

任何适当的纤维或纱可以用于形成第一和第二部件。例如，镀有铜、不锈钢和银的聚酰胺纤维可以用于导电纱。尼龙、棉或聚酯纤维可以用于非导电纱。

第一部件可以由在我们于同一天提交的名称为“A Fully TextileElectrode Lay-out Allowing Passive and Active Matrix Addressing”的共同未决专利申请中所要求和所描述的纺织品形成。

或者，压敏部件可以包括多个设置在导电纤维之间的压敏纱线。

有利地，第一部件的输出信号取决于施加压力的位置。可选地，或另外，输出信号取决于所施加的压力的大小。

由于根据本发明的纺织品具有柔性、可弯曲性和可折叠性的特点，而使第二部件能够恢复(retrieve)向发光织物施加压力的位置。

有利地，纺织品还包括可连接到第一和第二部件中的每一个的电源。

优选地，纺织品还包括用于控制一个或多个输出器件操作的控制器。

控制器可以采取任何便利的方式，并且例如可以包括微处理器。

第一和第二部件中的每一个可经由控制器连接到电源。控制器管理一个或多个输出器件的操作，使得输出器件发射输出信号，该信号取决于所施加的压力的参数。

在本发明的一些实施例中，第一和第二部件可直接连接到电源。

有利地，控制器确定在多个输出器件中激活哪一个输出器件。有利地，控制器使位于向纺织品施加压力的点或靠近该点的输出器件被激活。

换言之，当触摸根据本发明的纺织品时，在触摸纺织品的位置处或靠近该位置处发射光。

根据本发明的纺织品可以在各种应用中使用。例如，它可以用于诸如三连游戏(tic-tac-toe)的游戏，或可以用于允许用户在纺织品上进行图示。此外，根据本发明的纺织品的触敏性可以用于各种不同的交互，例如是/否按钮。

根据形成第一部件的纺织品的纬纱的分离度(resolution)，施加压力的位置将包围彼此相交的至少一个导电经纱和一个导电纬纱。

有利地，控制器还包括连接到第二部件中的至少一些导电经纱的第一多路分配器、以及连接到第二部件中的至少一些导电纬纱的第二多路分配器。

控制器适于控制第一和第二多路分配器以确保来自第二部件的至少一个导电纬纱和至少一个导电经纱连接到电源。

例如，可以利用与电源串联的电阻器来测量电流，该电流响应于施加到纺织品的压力开始流入第二部件中的至少一个经纱和纬纱中。

有利地，纺织品还包括输出器件驱动器。

当第一部件包括多个发光二极管时，控制器驱动第一部件使得一个或多个发光二极管发光，发光二极管的数量和位置以及发光二极管的发光强度取决于所施加压力的位置和/或大小。

有利地，输出器件驱动器由控制器驱动，并适于根据由于施加到织物的压力而在第二部件中测到的电流，单个地对形成第一部件的一部分的输出器件进行寻址。

在优选实施例中，输出器件驱动器包括用于驱动多个LED的矩阵LED驱动器。由LED驱动器从控制器接收的输入信号导致一个或多个LED响应于施加到第一部件的压力的位置和/或大小而被激活。

有利地，所述一个或多个输出器件在对应于导电纬纱与导电纬纱之间的交叉点的位置处附着到第一部件。

这意味着当导电经纱和导电纬纱经由控制器连接到电源时，可以激活其位置与压力施加点相对应的输出器件。

根据本发明的第三方面，提供一种制造触敏发光织物的方法，其包括以下步骤：

形成第一部件，其包括由相交的经纱和纬纱形成的织物，至少一些所述纱是导电的；

将至少一个输出器件附着到第一部件的外表面，使得输出器件可操作地(operably)连接到第一部件的经纱和纬纱；

形成第二部件，其由相交的经纱和纬纱形成，至少一些所述纱是导电的；

将压敏部件结合到第二部件中；

将第一部件附着到第二部件，使得用户可接触到第一部件的外表面。

有利地，该方法还包括以下步骤：

测量响应于施加到织物的压力而流入第二经纱和纬纱中的任何一个中的电流，以便产生输出数据；

使用输出数据经由第一组经纱和纬纱驱动输出器件。

附图说明

现在将参照附图对本发明进行进一步举例说明，附图中：

图1是根据本发明第一方面的纺织品的实施例的示意图，其适于形成本发明第三方面的触敏发光纺织品器件；

图2是根据本发明的方面的纺织品的另一实施例的示意方框图；

图3a是第二部件实施例的截面图，其是形成根据本发明第一方面的纺织品的一部分的双层纺织结构；

图3b是图3a所示的第二部件的示意图，示出了其正面；

图4a是形成第二部件的第二实施例的三层纺织结构的截面图，其是根据本发明第一方面的纺织品的一部分；

图4b是图4a所示的第二实施例的示意图，示出了其正面；

图5是形成根据本发明第一方面的纺织品的一部分的第二部件的第三实施例的截面图；

图6是根据本发明第二方面的纺织品的实施例的示意图，其包括含有单面、4×4单色LED阵列的双层纺织织物；以及

图7是沿纬线a截取的图6所示的纺织织物的截面图。

具体实施方式

参照图1，由参考标记2总地表示根据本发明的方面的纺织品或织物。织物2适于形成触敏发光织物器件，以下将对其进行更加详细的说明。

织物包括具有发光织物的第一部件4和具有压敏部件的第二部件6。通过连接器10将发光织物4和压敏部件6连接到电源8。

现在转向图2，更加详细地示出织物2，并且被示为其形成由参考标记12总体表示的触敏发光织物器件的一部分。为了参考方便，织物2中的与图1所示相应的部分用相应的参考标记表示。压敏部件6包括多个纬纱和经纱，如以下更加详述的那样。至少一些纬纱可连接到第一多路分配器14，并且至少一些经纱可连接到第二多路分配器16。多路分配器14、16由微处理器18控制，尽管还可以使用其它控制器。微处理器18根据触敏发光织物器件12的要求控制多路分配器，并且使得纬纱和经纱能连接到电源8。

当由人通过发光纺织品层4将压力施加到触敏层6而使压力施加到织物2时，将产生电流，可以使用电阻器20来测量该电流。该电流取决于经由发光织物层4施加到触敏层6的压力的大小和位置。

发光纺织品层4还可以包括纺织织物，其包括多个经纱和纬纱。至少一些经纱和纬纱是导电的。第一部件4还包括多个输出器件，例如光输出器件。例如，第一部件4可以包括多个发光二极管(LED)。每一个LED连接到导电经纱和导电纬纱。第一部件4的经纱和纬纱以公知的方式彼此相交。因此，每一个LED将连接到唯一一对经纱和纬纱。

当用户触摸织物2时，触敏部件6将在一对经纱和纬纱之间产生电流，所述经纱和纬纱在向织物2施加压力的点处相交。

随后通过扫描每一个纬纱和经纱，可以确定完整的所施加的压力的二维图。使用数模转换器22将电阻器20两端的电压数字化。

将通过扫描每一个纬纱和经纱所获得的信号输入到微处理器18中。随后微处理器18支配矩阵LED驱动器24的操作。对驱动器24进行编程以响应于施加到织物2的压力对一个或多个预定LED进行寻址。

将数字信号输入到运行软件的微处理器18中，所述软件允许器件12具有许多不同的应用。例如，可以配置该器件以便可以在该器件上玩许多不同的游戏，或者可以配置该器件以便用户可以在该器件上进行写划。在后一种情况下，用户可以用虚拟笔在器件12上画图。当笔接触织物时，第二器件将此记录下来，并且通过24接通接触区中的输出。

所获得的器件12用作柔软的和完全挠性的界面、显示器、或照明源。

发光织物层4还可以包括含有导电的行和列的机织纺织品，允许对发光区进行无源和有源矩阵寻址，如在以下所详述的那样。

现在转向图3、4和5，其更加详细地示出根据本发明第一方面的纺织品的第二部件的实施例，其形成器件12的一部分。

首先参照图3a和图3b，总体上由参考标记30表示形成器件12的一部分的第二部件或压敏层。压敏层30包括导电的第一组经纱和纬纱38、以及非导电的第二组经纱和纬纱40。使第二部件42以压阻墨(pressure resistive ink)的形式注入到纱38、40中。当沿箭头44的方向按压压敏部件42时，在向织物施加压力的位置墨将变成局部导电。这导致电流从一个或多个导电纬纱流向一个或多个导电经纱。

参照图4a和图4b，总体上由参考标记50表示形成根据本发明第一方面的织物的一部分的压敏层的第二实施例。层50包括导电经纱和纬纱52、非导电经纱和纬纱54、以及充满纱52、54的电阻墨。层50包括三层58、60、62。层60只包括导电纱而不包括非导电纱，而层58、62既包括导电纱又包括非导电纱。层60设置在层58和62之间，因此导致两层58、62之间绝缘，防止层50短路。当沿箭头5 1的方向按压织物时，在向织物施加压力的位置电阻墨将变成局部导电。这导致电流从一个或多个导电纬纱流向一个或多个导电经纱。

现在转向图5，总体上由参考标记70表示形成根据本发明第一方面的织物的压敏层的第三实施例。层70包括三层纱72、74、76。层72、76中的每一层包括导电纱78和绝缘纱80。

设置在层72和76之间的层74包括由压敏材料形成的纱82。纱82可以完全包括压敏材料，或可以包括被这种压敏材料充满(impregnated)和充分涂敷的纤维。

现在转向图6和7，其示意性示出总体上由参考标记90表示的根据本发明第二方面的织物，该织物包括双层机织织物。织物90包括两层，正面层92和背面层94。图6所示的实线表示织物90的正面层92中的纱，而虚线表示织物90的背面层94中的纱。织物90包括导电纱96和非导电纱98。该织物还包括多个发光二极管100，在该例中它们形成4×4单色发光二极管阵列。通过导电纱96使LED彼此相连，所述导电纱96由非导电纱98隔开。

当将压力施加到织物的正面92时，形成第二部件的压敏材料(未在图6中示出)将使电流在相交的导电纱之间施加压力的位置处流动，所述第二部件形成背面层94。该电流输入到图2所示类型的控制系统中。具体而言，信号将输入到第一多路分配器14和第二多路分配器16(显示在图2中)。将通过微处理器对信号进行处理，然后该微处理器1 8用于驱动矩阵LED驱动器，该驱动器单独地(individually)对多个发光二极管100进行寻址。

结果是可以在与施加压力的位置相对应的位置激活LED。

图3到7中的每一个所示的织物可以用于形成图2所示的发光织物2。这种织物2可以用于形成根据本发明第二方面的触敏发光器件，如图2所示。

如上所述，根据本发明第二方面的纺织品或织物形成为整体的多层织物。优选地，该织物是纺织的。

因此，织物130中包括作为发光部件的第一部件、以及作为压敏部件的第二部件。因此，该整体织物可以取代图2所示的两层织物2。

Claims (19)

1.一种纺织品或织物(2)，包括：

第一发光部件(4)；

第二压敏部件(6)；

所述第一部件包括：

适于发射输出信号的输出器件，所述输出信号取决于经由所述第一部件施加到所述第二部件上的所加压力的参数。

2.根据权利要求1所述的纺织品或织物(2)，其中所述输出信号取决于所加压力的位置。

3.根据权利要求1或2所述的纺织品或织物(2)，其中所述输出信号取决于所加压力的大小。

4.根据权利要求1或2所述的纺织品或织物(2)，还包括电源。

5.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物(2)，其中所述第一部件包括多个输出器件。

6.根据权利要求5所述的纺织品或织物(2)，其中所述输出器件中的每一个包括发光二极管(100)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物(2)，其中所述压敏部件(6)包括压阻材料。

8.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物(30)，其中所述第二部件(42)包括注入到所述第一部件中的压敏材料。

9.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物(50)，其中所述第二部件包括多个压敏纱(82)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物(30)，其中所述第二部件包括纺织品或织物，其包括多个经纱(38、40)和多个纬纱(38、40)。

11.根据权利要求9所述的纺织品或织物(30)，其中所述第二部件包括第一组经纱和纬纱(38)，所述纱中的每一个都是导电的。

12.根据权利要求10或11所述的纺织品或织物(30)，其中所述第二部件包括第二组经纱和纬纱(40)，所述纱中的每一个都是非导电的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物，其中所述第一部件包括第一组经纱和纬纱，所述纱中的每一个都是导电的。

14.根据前述权利要求中任一项所述的纺织品或织物(2)，还包括用于控制所述输出器件操作的控制器(18)。

15.当权利要求14从属于权利要求4或权利要求14、或权利要求4或14的任何从属权利要求时，根据权利要求14所述的纺织品或织物(2)，其中所述控制器还包括连接到所述第一组经纱中的至少一些的第一多路分配器(14)、以及连接到所述第一组纬纱中的至少一些的第二多路分配器(16)。

16.一种制造触敏发光织物(2)的方法，其包括以下步骤：

形成第一部件(4)，其包括由相交的经纱和纬纱形成的织物，至少一些所述纱是导电的；

将至少一个输出器件(100)附着到所述第一部件的外表面，使得所述输出器件可操作地连接到所述第一部件的经纱和纬纱；

形成第二部件(16)，其由相交的经纱和纬纱形成，至少一些所述纱是导电的；

将压敏部件结合到所述第二部件中；

将所述第一部件附着到所述第二部件使得用户可接触到所述第一部件的所述外表面。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：

测量响应于施加到所述织物的压力而流入第二经纱和纬纱中的任一者中的电流，以便产生输出数据；

使用所述输出数据经由第一组经纱和纬纱驱动所述输出器件。

18.一种基本上如说明书中参照附图所述的纺织品或织物。

19.一种基本上如说明书中参照附图所述的方法。

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