CN102792182A

CN102792182A - 触敏传感器

Info

Publication number: CN102792182A
Application number: CN2011800128438A
Authority: CN
Inventors: M·亚伯拉罕森; 贡纳·克林霍尔特
Original assignee: Sony Ericsson Mobile Communications AB
Current assignee: Sony Mobile Communications AB
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-02-10
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2031-02-10
Also published as: US20110222714A1; EP2545394A1; CN102792182B; WO2011110270A1; US8880206B2

Abstract

本发明提供了一种触敏传感器以及一种检测用户触摸线或线缆的位置的方法。

Description

触敏传感器

背景技术

本发明涉及一种检测用户触摸线（wire）的位置的方法，以及应用上述方法的触敏传感器。

本发明中所用到的术语“线”（wire）可以包括但不局限于任何纵向结构，例如，丝带（ribbon）、加固或捆绑的带（band）、胶带（tape）、皮带（strap）、纤维（fiber）、细线（filament）、纺织线（thread）或者任何类型的电气或者非电气的线（wire）或线缆（cable）。而且，线（wire）可以是柔性的或者刚性的并且可以单独使用或者捆绑使用，或者附着于任何柔性材料或刚性材料上，或者与任何柔性材料或刚性材料集成地形成，如纺织材料或者衣服。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，提供一种检测用户触摸第一线和第二线的位置的方法。第一线和第二线至少部分地相邻排列，例如，至少部分地平行排列。第一线具有第一声波传播速率，并且第二线具有不同于第一声波传播速率的第二声波传播速率。根据该方法，当用户触摸第一线时，在第一线处接收第一声音信号。此外，当用户触摸第二线时，在第二线处接收第二声音信号。基于第一声音信号和第二声音信号确定用户触摸第一线和第二线的位置。

这些线可以被设置在线缆中，该线缆将移动装置（如移动电话或移动音乐播放器）连接至配件（如头戴式耳机、充电器或麦克风）。这样，对于移动装置的用户来说，连接到配件的线缆可以被用作输入装置。用户能够通过在线缆上不同的位置上轻击或者挤压以控制配件或者移动装置。

可以在第一线的预定位置处接收第一声音信号，可以在第二线的预定位置处接收第二声音信号。第一线和第二线的预定位置可以位于这些线的终止于移动装置处的端部。

用户触摸这些线的位置可以通过确定接收第一声音信号和接收第二声音信号之间的时间差来确定。此外，用户触摸这些线的位置可以通过确定第一声音信号和第二声音信号之间的相位差来确定。而且，将第一声音信号和第二声音信号相关联的任何其它方法也可以用于确定用户触摸这些线的位置。

根据一种实施方式，第一线和第二线中的至少一个由塑料制成。此外，第一线和第二线中的至少一个由金属制成。优选地，第一线由塑料制成，第二线由钢制成。而且，第一线和第二线还可以包括芯导体（core conductor）、屏蔽导体（shield conductor）或同轴电缆的绝缘层。这样，可以获得第一声波传播速率和第二声波传播速率之间适当的差值。

根据另一实施方式，提供另一种检测用户触摸线的位置的方法。根据该方法，当用户触摸线时，在线的第一预定位置处接收第一声音信号，在线的第二预定位置处接收第二声音信号。根据第一声音信号和第二声音信号确定用户触摸线的位置。

用户触摸线的位置可以通过确定接收第一声音信号和接收第二声音信号之间的时间差来确定、通过确定第一声音信号和第二声音信号之间的相位差来确定、或者通过关联第一声音信号和第二声音信号来确定。可以在线的端部接收第一声音信号和第二声音信号，并且，线可以集成到将移动装置连接至配件的线缆内。

线可以由塑料或者金属制成。此外，该线还可以包括纤维，例如，玻璃纤维或碳纤维。

根据另一实施方式，提供一种触敏传感器。该触敏传感器包括具有第一声波传播速率的第一线和具有第二声波传播速率的第二线，第二声波传播速率不同于第一声波传播速率。第一线和第二线至少部分地相邻排列。第一线和第二线可以被例如平行地设置于将移动装置连接至配件的配件线缆内。移动装置可以包括移动电话、个人数字助理、移动导航系统、移动媒体播放器或者移动计算机。配件可以包括麦克风、头戴式耳机或充电器。触敏传感器的第一声音传感器连接至第一线，并且用于当用户触摸第一线时，从第一线接收第一声音信号。触敏传感器的第二声音传感器连接至第二线，并且用于当用户触摸第二线时，从第二线接收第二声音信号。触敏传感器的处理单元连接至第一声音传感器和第二声音传感器。处理单元用于根据第一声音信号和第二声音信号确定用户触摸第一线和第二线的位置。

因此，当用户轻击或挤压第一线和第二线时，声波在第一线和第二线内从用户轻击或者挤压这些线的位置开始向连接至第一线和第二线的传感器传播。由于第一线和第二线的声波传播速率不同，处理单元能够确定用户轻击或者挤压线的位置。

根据一种实施方式，第一声音传感器和第二声音传感器中的至少一个声音传感器包括压电传感器。压电传感器可以包括压电陶瓷或者压电塑料。

根据一种实施方式，第一线和第二线中的至少一条线上设置有至少一个凸起。凸起可以指示用户在线上触摸的位置，且可以与特定的功能相关联。此外，凸起还可以利用当用户触摸该凸起或者沿着该凸起滑动时声音信号的产生。

根据另一实施方式，提供一种触敏传感器，该触敏传感器包括线、连接至该线的第一预定位置的第一声音传感器以及连接至该线的第二预定位置的第二声音传感器。第一声音传感器用于当用户触摸线时，从线接收第一声音信号，第二声音传感器用于当用户触摸线时，从线接收第二声音信号。触敏传感器还包括连接至第一声音传感器和第二声音传感器的处理单元。处理单元用于根据第一和第二声音信号确定用户触摸线的位置。

线可以设置于配件线缆内，配件线缆用于将移动装置（如移动电话、个人数字助理、移动导航系统、移动媒体播放器或移动计算机）连接至配件（例如麦克风、头戴式耳机或充电器）。根据一种实施方式，线上设置有至少一个凸起。此外，第一和第二预定位置可以分别包括线的第一端部和第二端部。

尽管上述发明内容中描述了具体的特征，并且以下将结合具体的实施方式进行详细描述，但应该理解的是，除非有特别注明，本发明所描述的所有实施方式中的特征都可以互相结合。

附图说明

以下将参照附图对本发明的示例性实施方式进行描述。

图1示例性示出根据本发明的一种实施方式的触敏传感器。

图2示例性示出根据本发明的另一实施方式的触敏传感器。

具体实施方式

以下将对本发明的示例性实施方式进行详细的描述。应当理解的是，以下描述仅用于举例说明本发明的原理，不应当给予其限制性的意义。更确切地说，本发明的范围仅由权利要求来限定，而不局限于以下的示例性实施方式。

应该理解的是，除非有特别注明，本发明所描述的多种示例性实施方式中的特征可以互相结合。

图1示例性示出通过线缆2连接至移动装置17的配件1。在线缆2的内部，第一线3和第二线4沿线缆2的长度平行设置。线缆2还可以提供未在图中示出的其它线，例如用于将配件1的元件电连接至移动装置17的线。然而，为了简化问题，这些附加的线并没有在图1中示出。移动装置17可以是移动电话、个人数字助理、移动导航系统、移动媒体播放器或者移动计算机。配件1可以是用于移动装置的头戴式耳机、麦克风、头戴式耳机和麦克风的组合或者充电器。线缆2内的附加的线（未示出）可以用于将配件1中的例如麦克风或者扬声器连接至移动装置17。

在配件1内，第一声音传感器5被连接至第一线3，第二声音传感器6被连接至第二线4。声音传感器5、6可以是包括压电陶瓷或者压电塑料的压电传感器。第一线3和第二线4具有不同的声波传播速率，例如，不同的声速。第一线3和第二线4中的一个可以由塑料制成，而第一线3和第二线4中的另一个可以由金属制成。这使得第一声波传播速率和第二声波传播速率之间产生大的差值，从而导致如下文所述的大的时移。然而，第一线3和第二线4也可以由能提供不同声速的任何其它材料制成。第一传感器5用于接收在第一线3的内部传播的声波。类似地，第二传感器6用于接收在第二线4的内部传播的声波。传感器5、6还用于将接收到的声波转换成电信号，并且，这些电信号被提供给配件1中的相应的放大器7和8。来自放大器7、8的经放大的信号被提供给配件1的处理单元9。处理单元9用于接收来自传感器5、6以及放大器7、8的、经过转换且放大的声音信号，并将所得到的信号相关联（例如通过确定信号之间的相移）。

当用户在沿着线缆2的长度方向上的任意一个位置（例如在位置10处）轻击或者挤压时，在第一线3内产生第一声波，同时在第二线4内产生第二声波。由于第一线和第二线具有不同的声波传播速率，第一声波和第二声波到达传感器5、6处的时间不同。假设第一线3的第一声波传播速率小于第二线4的第二声波传播速率，则触摸位置10产生的第一声波到达传感器6的时间早于第二声波到达传感器5的时间。因此，处理单元9接收表示第一声波的第一电信号11和表示第二声波的第二电信号12。第一电信号具有与第二电信号12大致相同的形状，但是第一电信号11和第二电信号12之间存在时移13。取决于用户挤压或者轻击线缆2的位置10，时移13更大或者更小。当用户在传感器5、传感器6附近触摸线缆2时，时移13小；而当用户在移动装置17附近的相反端触摸线缆2时，时移13变大。

因此，线3、线4、传感器5、传感器6和处理单元9构成触敏传感器，该触敏传感器用于辨别线缆2上的多个触摸位置。可以将配件1的特定功能分配给各触摸位置，该功能由处理单元9在这些触摸位置中的一个处检测到触摸时激活。这些触摸位置可以通过例如线缆2的彩色部分或者线缆2上的印记在线缆2处视觉地标记；或者通过线缆2上的触觉标志（例如，凸起14-16）进行标记。凸起14-16可以是位于线缆2的特定位置上的凸圆（dome）或者相似物。此外，凸起14-16还可以提供产生脉冲声波的可能性，从而向用户提供触觉反馈并为传感器5、6生成非常清晰的瞬态（transient）声音。此外，传感器5、6不仅可以检测一个位置处的轻击，而且可以检测用户的手指沿着线缆2的滑动。因此，例如，通过沿着线缆2在第一方向上滑动可以增大由移动装置17再现的音乐的音量，并且沿着线缆2在相反方向上滑动可以减小由移动装置17再现的音乐的音量。

尽管在上述实施方式中，传感器5、传感器6、放大器7、放大器8和处理单元9都位于配件1中，但是在其它实施方式中，这些部件可以至少部分地位于移动装置17内。此外，可以通过轻击或者挤压线缆2来激活移动装置17的功能。

图2示出触敏传感器的另一实施方式。移动装置17（例如，移动电话）经由线缆2连接至配件1（例如，头戴式耳机或麦克风）。该触敏传感器包括设置在线缆2的纵向方向上的线20、连接至线20的第一端且设置在配件1内的第一声音传感器21、连接至线20的第二端且设置在移动装置17内的第二声音传感器22、第一放大器23、第二放大器24以及处理单元9。第一放大器23位于配件1内并对来自第一声音传感器21的电信号进行放大，并且将放大的信号传送至处理单元9。第二放大器24位于移动装置17内并对来自第二声音传感器22的电信号进行放大，并且将放大的信号通过线缆2、经由连接部25传送至配件1内的处理单元9。除了线20和连接部25之外，线缆2内还可以有用于将移动装置17的元件（未示出）连接至配件1内的元件（未示出）的其它连接部或线。但是为了简化问题，这些附加的连接部、线以及元件并未在图2中示出。

当用户在任意位置（例如，在触摸位置10）触摸、轻击或者挤压线缆2时，在线20内产生声波，且声波经由线20传播至传感器21和22所在的线20的两端。传感器21和22用于检测传播的声波。传感器21和22可以是包括诸如压电陶瓷或者压电塑料的压电传感器。传感器21、22还用于将接收到的声波转换成相应的电信号。相应的电信号被传送至放大器23、24，并由放大器23、24进行放大。放大后的信号被传送至处理单元9。处理单元9用于从放大器23、24接收信号，并将接收到的信号相关联。例如，处理单元9可以用于确定从放大器23接收到的信号11和从放大器24接收到的信号12之间的相移。时移13取决于用户触摸线缆2的触摸位置10。当用户在第一声音传感器21附近触摸线缆2时，电信号11（代表在传感器21处接收到的声波）在时间上早于电信号12（代表由第二声音传感器22接收到的声波）被确定。因此，能够根据产生的时移13确定触摸位置10。如结合图1的描述，处理单元9可以将配件1的不同功能分配给不同的触摸位置10。此外，如结合图1已进行的描述，可以在线缆2上提供凸起14-16以产生声波，从而在用户触摸线缆2时向用户提供触觉反馈。

尽管上文已描述了示例性实施方式，但是在其它实施方式中可以实现各种修改。例如，线3、4和20不仅可以用于传播声波，而且可以另外用于从配件1向移动装置17传输电信号，反之亦然，例如，代表待由配件1的扬声器播放的音乐的电信号，或者代表由配件1的麦克风接收到的语音的电信号。此外，传感器5、6和21可以置于连接件中，该连接件用于将线缆2分别连接至配件1或移动装置17以防止线缆2与配件1或移动装置17分离。

最后，应当理解的是，上文所描述的所有实施方式都应被认为包含在由所附权利要求所限定的本发明中。

Claims

1.一种检测用户触摸第一线和第二线的位置的方法，所述第一线和所述第二线至少部分地相邻排列，所述第一线具有第一声波传播速率，所述第二线具有不同于所述第一声波传播速率的第二声波传播速率，其中所述方法包括：

当用户触摸所述第一线时，在所述第一线处接收第一声音信号；

当用户触摸所述第二线时，在所述第二线处接收第二声音信号；

基于所述第一声音信号和所述第二声音信号，确定用户触摸所述第一线和所述第二线的所述位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

在所述第一线的端部处接收所述第一声音信号，并且

在所述第二线的端部处接收所述第二声音信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定用户触摸所述第一线和所述第二线的所述位置的步骤包括：确定接收所述第一声音信号和接收所述第二声音信号之间的时间差。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中，确定用户触摸所述第一线和所述第二线的所述位置的步骤包括：确定所述第一声音信号和所述第二声音信号之间的相位差。

5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，确定用户触摸所述第一线和所述第二线的所述位置的步骤包括：关联所述第一声音信号和所述第二声音信号。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述第一线和所述第二线中的至少一个由塑料制成。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，所述第一线和所述第二线中的至少一个由金属制成。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中，所述第一线由塑料制成，所述第二线由金属制成。

9.一种检测用户触摸线的位置的方法，其中，所述方法包括：

当用户触摸所述线时，在所述线的第一预定位置处接收第一声音信号；

当用户触摸所述线时，在所述线的第二预定位置处接收第二声音信号；

基于所述第一声音信号和所述第二声音信号确定用户触摸所述线的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定用户触摸所述线的所述位置的步骤包括：确定接收所述第一声音信号和接收所述第二声音信号之间的时间差。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，确定用户触摸所述线的所述位置的步骤包括：确定所述第一声音信号和所述第二声音信号之间的相位差。

12.根据权利要求9-11中的任一项所述的方法，其中，确定用户触摸所述线的所述位置的步骤包括：关联所述第一声音信号和所述第二声音信号。

13.根据权利要求9-12中的任一项所述的方法，其中，所述线由塑料制成。

14.根据权利要求9-13中的任一项所述的方法，其中，所述线由金属制成。

15.一种触敏传感器，该触敏传感器包括：

第一线，所述第一线具有第一声波传播速率；

第二线，所述第二线具有不同于所述第一声波传播速率的第二声波传播速率，其中所述第一线和所述第二线至少部分地相邻排列；

第一声音传感器，所述第一声音传感器连接至所述第一线，并且用于当用户触摸所述第一线时，从所述第一线接收第一声音信号；

第二声音传感器，所述第二声音传感器连接至所述第二线，并且用于当用户触摸所述第二线时，从所述第二线接收第二声音信号；以及

处理单元，所述处理单元连接至所述第一声音传感器和所述第二声音传感器，并且用于根据所述第一声音信号和所述第二声音信号确定用户触摸所述第一线和所述第二线的位置。

16.根据权利要求15所述的触敏传感器，其中，所述第一声音传感器和所述第二声音传感器中的至少一个声音传感器包括压电传感器。

17.根据权利要求16所述的触敏传感器，其中，所述压电接收器包括压电陶瓷或压电塑料中的至少一种。

18.根据权利要求15-17中的任一项所述的触敏传感器，其中，所述第一线和所述第二线被平行设置于将移动装置连接至配件的配件线缆内。

19.根据权利要求18所述的触敏传感器，其中，所述配件包括麦克风、头戴式耳机或充电器中的至少一个。

20.根据权利要求18或19所述的触敏传感器，其中，所述移动装置包括从以下组中选择的装置，该组包括移动电话、个人数字助理、移动导航系统、移动媒体播放器和移动计算机。

21.根据权利要求15-20中的任一项所述的触敏传感器，其中，所述第一线和所述第二线中的至少一个上设置有至少一个凸起。

22.一种触敏传感器，该触敏传感器包括：

线；

第一声音传感器，所述第一声音传感器连接至所述线的第一预定位置，并且用于当用户触摸所述线时，从所述线接收第一声音信号；

第二声音传感器，所述第二声音传感器连接至所述线的第二预定位置，并且用于当用户触摸所述线时，从所述线接收第二声音信号；以及

处理单元，所述处理单元连接至所述第一声音传感器和所述第二声音传感器，并且用于根据所述第一声音信号和所述第二声音信号确定用户触摸所述线的位置。

23.根据权利要求22所述的触敏传感器，其中，所述线被设置在配件线缆内，所述配件线缆用于将移动装置连接至配件。

24.根据权利要求23所述的触敏传感器，其中，所述配件包括麦克风、头戴式耳机或充电器中的至少一个。

25.根据权利要求23或24所述的触敏传感器，其中，所述移动装置包括从以下组中选择的装置，该组包括移动电话、个人数字助理、移动导航系统、移动媒体播放器和移动计算机。

26.一种移动装置，所述移动装置包括根据权利要求15-25中的任一项所述的触敏传感器。

27.根据权利要求25所述的移动装置，其中，所述移动装置包括从以下组中选择的装置，该组包括移动电话、个人数字助理、移动导航系统、移动媒体播放器和移动计算机。