CN103733164A - 用于操作触摸屏的输入元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于操作触摸屏的输入元件，所述输入元件包括施加到非导电基板的导电层。该导电层被结构化并具有至少一个按钮、导电线路和/或电极，其中至少一个电极和/或导电线路可操作地连接到触摸屏。

Description

用于操作触摸屏的输入元件
本发明涉及一种用于操作触摸屏的输入元件，该输入元件包括其表面上施加有导电层的非导电基板，该导电层包括至少一个键、导电路径和/或电极，并且至少一个电极和/或导电路径功能性地连接到触摸屏。此外，本发明还涉及该输入元件的应用以及互连多个输入元件以构成一个键盘。
现有技术提供了大量电子设备，这些电子设备具有可由手指或输入设备进行操作的触摸感应屏(触摸屏)。今天，触摸屏可用于生活中几乎所有的领域。由于触摸屏的直观操作，甚至一个无经验的使用者都可以在他们每天的生活中操作技术设备，并且可以用它们去操作电子设备。这意味着在每天的生活中都使用触摸屏，在工业上亦如此。例如，触摸屏被用于控制机器，或用于游戏产业、赌博机或游戏厅。触摸屏的其他示例包括智能电话、移动电话、显示器、平板电脑、平板笔记本、触控设备、图形平板、电视，PDA、MP3播放器以及其他输入设备。
触摸屏也可以是输入设备的组件。其中，这种输入设备用在智能电话、PDA、触摸显示器或笔记本电脑之中。
通常，触摸屏或触摸感应屏被定义为这样一种屏，其表面具有触摸感应板，该触摸感应板依据所使用的技术对使用者的手指或相匹配的笔的接触而产生反应。触摸屏是有直接效应的输入设备，这意味着输入直接发生在所示的空间上，而不远离显示器，例如在使用鼠标或键盘时那样。此外，在触摸屏上的定位是绝对的，并不取决于先前的位置。因此，作为使用者界面的屏，触摸屏提供了一种非常直观的方式来操作它们，无需使用外部输入设备。
大多数触摸屏可单独使用，或优选地结合手指或输入设备使用。这意味着通过屏要进行更加复杂的输入。为实现此目的，屏包括符号、文字或数字，它们必须被手指触摸以完成输入。但是，由于屏上的空间有限，并且被激活的区域经常编码若干符号，这导致了错误输入。通常，使用者倾向于避免通过触摸屏输入更长的文本或复杂的输入。
现有技术中描述的输入设备例如是用于操作电子设备的键盘。键盘通常被描述为输入设备，除此之外，键盘还包括作为控制元件的用手指按压的大量键。
通过键盘可以操作机器、电脑或其他设备。当前可用的键盘基于电子的、机械的或气动的键，其允许输入的准确传送。键盘也可以是智能电话或移动电话的元件。除准确输入外，键盘还具有能实现移动电话或智能电话的集成的结构组件。现有技术包括所谓的薄膜键板，其所具有的期望特性在于，可用于耐潮湿和耐脏的环境、易清理、耐用并生产便宜。这些键板作为电脑、机器、医疗设备、消毒设备以及家用电气设备中使用的键盘。
薄膜键板主要为柔性构成，并且为此原因可以在特殊使用情况下被永久使用。通常其表面采用常常被热成型和/或包含印记的合成材料制造。为实现准确输入，很多薄膜键板具有使键以大约半毫米的距离被托起的弹簧区域。否则，这些键盘就与那些在标准机械键中使用的键盘具有本质上相同的人体工程学特性。
现有技术也提供输入设备。例如，WO2010/026845A1描述了一种输入设备，其集成于电子设备中并且评估输入的方向和强度。当输入设备的区域被按压时，通过对力的变化的测量来进行输入的分析。该设备由树脂膜构成，其表面具有柔性的和固定的电极。当柔性电极(或它的变形区域)接触固定电极时，产生可由评估单元测量的力的改变。
此外，US2010/026635A1描述了一种交互屏，其特别包括可由使用者激活的标注区域。该屏也可集成到例如自动提款机等的电子设备中。通过触摸该区域，使用者将屏上的力改变，进而实现输入。该触摸区域也可给予使用者有关输入是否成功的反馈。
由现有技术提供的所描述的输入设备的劣势是它们不通用且不能根据所要求的那样使用。为将设备用于实践，需要大量的附加配件，这完全排除了对输入设备的任何自发使用。
本发明的目的是提供一种输入设备，基于现有技术，消除现有技术中的劣势或不足，并且可由触摸屏来操作。
问题可通过独立权利要求来解决。优选实施方式来自从属权利要求。
令人惊奇的是，可成功制造出一种不存在现有技术中的劣势或不足的用于操作触摸屏的输入设备。本发明的输入元件可用灵活的方式连接到触摸屏并可普遍应用。此外，其不依赖于特定的制造商并且可应用于所有系统。该输入元件可快速并简单地功能性地连接到一个或若干个触摸屏。并且，其为移动操作所预定，不受影响地作用于其上，并由于低重量而便于携带。这是用于操作至少一个触摸屏的输入元件，其中该输入元件包括至少一个非导电基板和至少一个导电层。该导电层以结构化的方式施加到基板的表面并包括至少一个键、导电路径和/或电极，至少一个电极和/或导电路径功能性地连接到触摸屏。
该导电层优选包括两个，理想为三个不同的功能区域。该导电层优选包括至少一个电极、导电路径和/或键。输入元件优选包括大量(多于1个，优选多于5个，理想多于7个)电极、导电路径和/或键。有利的是，输入元件的导电路径和/或电极彼此互连，从而具有创建电路的可能性。
就本发明而言，键特别是操作元件。在本发明的优选实施方式中，键表示由使用者触摸的导电路径的末端。但是，优选的是，键还包括弹簧或弹板。键的特性在于，不会明显表现键是否被按到，除非有相关的效用。有两个不同种类的键，电子的键和非电子的键。例如，在移动机械过程中按压非电子键会导致所连接的键的反应。在电子键的情况下，键的按压闭合电接触，以引发系统中的事件。在本发明的优选实施方式中，该输入元件包括至少一个电子的键和/或至少一个非电子的键，该键优选能够具有弹板。
该输入元件优选具有不同的功能区域。输入元件的第一区域是通过形成在非导电基板上的导电层形成的电极。至少一个电极和/或导电路径功能性地连接到触摸屏，并且代表触摸屏的接口。就本发明而言，电极或导电层的设置紧密接近触摸屏。就本发明而言，紧密接近或激活连接尤其意味着直接或间接的接触，并且电极和/或导电路径与触摸屏积极地交互。
输入元件的第二区域优选是与第一和第三区域电气地互连的导电路径，并且也尤其是由导电层组成，即，优选是其一部分。
导电层(即，至少一个电极和/或导电路径)与触摸屏之间的交互可通过不同的物理活动原则或其组合而实现，例如电容、感应、电磁或电子。交互类型取决于所用的触摸屏的类型，或更准确地说，取决于触摸屏技术的类型。电极和/或导电路径(即，导电层)的功能优选为触摸屏上的至少一个触摸事件的启动。就本发明而言，触摸事件定义为在触摸屏上启动的事件。本领域技术人员了解触摸屏上的事件可通过触摸来启动。使用者用一个或若干手指积极地触摸触摸屏，并且当接触时在触摸屏上产生触摸事件。手指也可紧密接近或靠近触摸屏以在触摸屏上启动触摸事件。本发明的输入元件通过使导电层(即，特别是至少一个电极和/或导电路径)与触摸屏发生功能性接触而产生一个或若干个这样的触摸事件。为此目的，使用者可将输入元件(特别是电极和/或导电路径)与触摸屏连接，并且通过输入元件在触摸屏上进行输入(即，触摸事件)。
在优选实施方式中，输入元件的第三区域是键。其代表对操作者(使用者的同义词)的接口并当操作者使用输入元件时与操作者交互。换句话说，键可由操作者或使用者物理地触摸。优选地，键位于触摸屏的外面。在最基础的实施方式中，键代表导电路径的自由端。在优选实施方式中，该键附接于基板作为第二电极，而第一电极和/或导电路径与触摸屏积极地交互。
在优选实施方式中，电极直接与触摸屏交互，并且导电路径优选创建电极和键之间的电连接。优选地，电极和导电路径由相同材料制造并以此用相同的工艺步骤来制造。在那种情况下，优选地，它们的几何形状以及它们的尺寸不同。在另一个实施方式中，导电路径和电极优选采用不同的材料制造。在另一个优选实施方式中，键经由导电路径功能性地连接到电极以及触摸屏，从而在使用者和触摸屏之间创建了连接。
在另一个实施方式中，输入元件可具有顶层，其涂布于导电层和/或基板之上。由于导电层不覆盖基板的全部表面而是仅施加到基板的特定区域，所以顶层可覆盖基板、或覆盖导电层，或覆盖这两者。在一个实施方式中，顶层优选用纸、塑料和/或金属制作，并且可印有或涂布有色层或漆层。顶层优选由胶层、纸层、色涂层或漆涂层和/或箔组成。自然也可以使用它们的组合。在另一个优选实施方式中，任意的非导电材料被用作顶层的基板，例如纸、纸板、木材衍生产品、复合材料、层压和/或合成材料。可保护输入元件不沾污垢，不受由顶层施加的外力的影响。这也使得输入元件易于运输或装船。非常令人惊讶的是，顶层给予了导电层更强的电稳定性，并且从根本上消除了电压波动。
在优选实施方式中，至少一个导电路径、电极和/或输入元件的键连接到连接器的紧固件。在本发明中也叫接口、插头、针脚或接合处的连接器包括电极、导电路径以及至少一种紧固件。理想地，紧固件可电接触到连接器的电极或导电路径，以便建立与至少一个输入元件的电连接。实施方式中的连接器可确保导电。其优势在于在优选实施方式的情况下附加的输入元件或输入设备被连接到连接器。
非常令人惊讶的是，输入元件可被容易地连接到连接器。这大大扩展了输入元件的功能性和实用性。优选的是，第一输入元件功能性地连接到触摸屏，其同时经由导电路径或电极与第二输入元件或附加的输入元件或输入设备接触。这实质上创建了若干串联的输入元件或输入设备的串行连接，连接器作为第一输入元件与附加的输入元件或输入设备之间的接合。
在优选实施方式中，连接器是第一输入元件的部件。优选的是，该连接器可解除地连接到输入元件而作为可随意使用的物品。连接器优选包括至少一个紧固件，其可建立与第一或第二输入元件的连接。其可以是组装设备例如狭缝、槽或支撑板，输入设备可以插入其中，或者输入设备可以依附接于其上。
优选的是，连接器可连接到附加的输入设备或输入元件。这意味着连接器优选连接到第一输入元件，其相应地功能性地连接到触摸屏。此外，附加的输入元件或输入设备可与连接器连接，这允许了经由第一输入元件在触摸屏上的输入。附加的输入元件或输入设备优选经由紧固件连接到连接器。连接器允许附加的输入元件或输入设备快速并简单地附接于被功能性地连接到触摸屏的第一个元件。非常令人惊讶的是，连接器可视为通用接口，其兼容不同形式的输入设备。这样的优势是，可以将连接器视为一种“建立或标准化”类的接口。
就本发明而言，输入设备被定义为在电子设备上输入一些内容的装置。输入设备的示例包括指示设备(鼠标、触摸板或操纵杆)、键盘或图形输入板、数字笔、游戏板、扫描器或声音录入系统。本领域技术人员熟悉“输入设备”这个术语的含义以及在本发明中它所包括的内容。输入设备也可经由紧固件连接到连接器。在现有技术中，这些紧固件包括但不限于典型的连接器，例如插口、插孔、电缆、夹子、钳子、对接接头、焊接接头、扁平电缆、凹形和凸形多头连接器、多个插座连接器、弹簧触点或导电材料的曝露面。紧固件将连接器的电极和相关导电路径与输入元件的导电路径和/或键连接，从而在这两者之间具有电气连接。
通过结合技术特征，可创建允许触摸屏的简单和舒适的操作的输入元件。经由连接到该屏的输入元件的键可以实现既复杂又基本的输入。优选地，输入元件的键被设计成比触摸屏上的输入区域大，以使得可经由较大的键来操作触摸屏上的较小的输入区域，这使得输入实现起来更加容易。特别对视力受损的人而言，输入元件尤其有用。触觉元件可被添加到输入元件的键上，以使得触摸屏可由视力受损的人进行操作。进一步地，可放大输入元件的键上的文字，以使得例如老人可更容易地识别这些键。为此目的，如果特殊输入设备通过连接器与输入元件及触摸屏连接，则具有优势。这将尤其使视力受损的人能操作它。这可以例如是声音输入系统或具有放大的键的键盘，它们被方便地连接到连接器。
优选的是，输入元件的基板选自这样的材料：合成物、纸、硬纸板、木材衍生产品、箔、合成物、玻璃、陶器、织物、皮革或它们的组合。惊人完全惊讶的是，基板甚至可以是非导电层(例如，色层或漆层)，其也可用作隔离层或绝缘层。基板优选可以将导电层的区域彼此隔离，从而可创建多层输入元件，其具有印制在隔离层或绝缘层上的导电层。基板尤其由优选为柔性的且不是很沉重的非导电材料所制成。基板可以是半透明或不透明的。可使用这种基板创建用于触摸屏操作的输入元件是令人吃惊的。优选的基板的根本益处在于它的低重量及可运输性。
导电层施加到基板的表面，该层优选覆盖基板区域。该表面的形状是任意的并且可具有不同的设计。例如圆形的、方形的或椭圆形的表面或它们的组合可用于基板。也可以使用复杂几何形状或结合若干单独的表面。
此外，优选的是，将若干导电表面附接到基板。其优势在于，该表面的形状、方位、数量、方向、彼此间距离和/或定位是可变的。
该表面可以是偶数个或奇数个，例如凸起、浮凸或热印制或凹印铭刻，其非常便利于输入元件的操作，作为键上的确定的位置可配给手指。优势在于，导电层和/或顶层可以是光滑的或粗糙的。这使得键的触碰或触觉识别是可能实现的。也希望将触碰或触觉元件应用于顶层或导电层以改善识别。利用附加元件(例如垫片、弹板、触觉元件或者键盘或开关中已知的其他变型)来设计键也是可能的。键主要是通过触摸进行操作、优选通过按压进行操作的操作元件。
有利的是，键可补充一个或若干个LED，使得其效果不仅仅是告知键是否激活，还具有视觉信号。这意味着在优选实施方式中，至少一个LED可连接到键并传输该键的状态。也优选的是，输入元件具有声学特征(例如，扩音器)，其将以声信号的形式进行的动作反馈给使用者。
导电层优选为金属层、包括金属颗粒的层、包括导电颗粒的层、导电聚合物层或至少这些层的结合的层。通常地，可使用任意导电的材料。进一步地，可使用属于金属碳化合物的有机金属材料。就本发明而言，与非金属相比，金属特别选为化学元素，其建立在元素周期表的对角线的左侧，开始于铍(第二组)到钚(第16组)，以及它们的合金和金属间化合物包括拉弗斯相、霍伊斯勒相、津特耳相、休木若塞瑞相、NiTi、Co5、Nb3Sn或Ni3A1，它们具有金属的特征属性。金属还包括铝、铅、铬、铁、金、铟、钴、铜、镁、锰、钼、钠、镍、银、钛、钨、锌或锡。
此外，可使用金属氧化物，例如铟锡氧化物。其特别的优势在于，它是导电的，但同时也是透明的。以这类方式，可以创建的输入元件理想地由透明基板、透明导电层以及透明顶层(如需)组成，从而当输入元件功能性地连接触摸屏时，触摸屏上没有区域被输入元件遮盖。
就本发明而言，聚合物被描述为由大分子(聚合物分子)的集合所组成的物质，大分子(聚合物分子)具有相同的化学结构但通常具有不同的聚合度、摩尔质量和链长度。聚合物优选是导电的。这种聚合物相一致材料的所有大分子优选为具有相同的结构并且仅在它们的链长度上不同(聚合度)。这种聚合物可被称为同系聚合物。聚合物可选自包括无机聚合物、有机金属聚合物、全部或部分芳族聚合物、均聚合物、共聚物、生物高聚物、化学改性聚合物和/或合成聚合物的组。优选地，聚合物特别是选自对苯、聚乙炔、聚吡咯啉、聚噻吩、聚苯胺(PANI)以及PEDOT的聚合物。
导电物质特别是碳黑和石墨颗粒。碳黑是碳的一种形式，其在蒸汽含碳物质不完全燃烧或热裂时形成。能以粉末或颗粒状的形式来使用黑碳。同样地，黑碳的制备例如液状、膏状或固状黑碳溶剂浓缩于其中的黑碳均匀分散而可被使用。依据制造方法以及所使用的原材料的类型，除了碳之外，黑碳还包括氢、氮或氧。黑碳拥有出众的颜料属性，其不溶于任何溶剂，抵抗大多数化学药品，耐光，具有较高的颜色深度和强度。就本发明而言，石墨描述了碳的特别稳定的改良形式。由于它的分层结构，石墨是好的导体。
导电层优选以结构化的方式施加到基板。就本发明而言，结构化的方式意味着导电层不完全地覆盖基板，而是部分地覆盖基板，即在某区域。优选的是，基板具有不被导电层覆盖的区域。通过结合导电性以及结构化的应用，令人惊讶的是，可实现输入元件和触摸屏之间的协同交互。
优选的是，通过互锁和/或牢固结合的方式将非导电基板附接到或附接在触摸屏。附接输入元件的优选方式应该是使输入元件的电极接触触摸屏或至少紧密接近触摸屏，这允许了与触摸屏的交互。优选地，与触摸屏的互锁和/或牢固结合是可解除的。这意味着，在生产之前的结合状态可以复原，而不会导致对输入元件或触摸屏或它们的环境的持续改变。优选的是，基于粘合标签原理(例如便条纸)或利用其他粘合材料，将输入元件尤其是基板附接到触摸屏。输入元件(键、导电路径和/或电极)的三个优选区域在理想情况下由相同或相似的导电材料所制造。
优选的是，使用附加的方法暂时地或永久地将输入元件附接于触摸屏。令人吃惊的是，基本上可使用所有形式的粘合剂(导电或非导电)、胶水、橡胶、标签、助力插件、夹子等。这允许在输入元件和触摸屏之间建立稳定的连接，以将滑脱和滑动减到最小程度。同样令人吃惊的是，典型的设备罩和保护盖与输入元件兼容，并且可在输入元件和触摸屏之间创建功能性地连接。优选使用将输入元件固定至触摸屏的所有相关方法如互锁和/或牢固结合。其优势在于，至少两个输入元件可被功能性地连接到触摸屏。优选的是，至少一个输入元件连接到一个触摸屏、优选两个触摸屏。令人吃惊的是，这使由一个输入元件操作若干个触摸屏变为可能。
施加到基板的导电层优选包括相同或相似的导电材料。其优势在于，在相同时间仅以一种技术工艺就可制造这些区域。因此，使得简易又经济地大量生产输入元件变为可能。
令人吃惊的是，在非导电基板上的导电层的结构可通过使用多种技术工艺而创建。这包括例如添附方法如印刷工艺、冲压工艺、PVD工艺和CVD工艺、电镀工艺等，以及消减方法如激光结构化、刷光工艺及碾磨工艺等。自然地，也可使用半添附方法，例如蚀刻技术。
在此方面完全令人吃惊的是，在优选实施方式中，可通过转印工艺制造输入元件。优选的是，通过转印箔工艺、理想地通过冷箔转印工艺将导电层施加到基板。本领域技术人员熟悉这些工艺。自然，可使用导电层结构化应用的任意其他工艺。
包括触摸屏的设备优选属于包括智能电话、移动电话、显示器、平板电脑、平板笔记本、触摸板设备、图形板、电视、PDA、MP3播放器以及输入设备的组。触摸屏也可以是输入设备的组件。这种输入设备被合并入智能电话、PDA、触摸显示器以及笔记本电脑及其他设备之中。
现有电容式触摸屏的状况是玻璃基板或塑料基板上涂布有透明金属氧化物(例如ITO，由于元素铟的稀有性，像ITO这种材料非常昂贵，尝试用更便宜、透明但导电的材料去代替ITO)。位于涂层角落的电压创建持久的均匀电场。在放电过程中，所产生的微小的电荷转移可通过在角落的电流的形式来测量。从角落产生的电流直接关系到触摸位置并由控制器所处理。电容式触摸屏的另一个实施方式是利用以正交模式布置的两级导电带。一级作为传感器，而另一级承担驱动任务。如果手指放在两个带的交叉点上，那么电容器的电容值改变，并且改变的和/或非共振信号被登记在接收器带。
令人吃惊的是，输入元件可被用于大量不同的触摸屏。
实验显示电容性触摸屏是非常合适的。优选地，至少一个输入元件连接到触摸屏，而输入元件的基板附接到、邻近或远离包括触摸屏的设备。
优选的是，输入元件的基板在至少一些区域不触摸设备或屏。通过可解除的牢固结合的方式可实现基板与触摸屏之间的附接。这允许了基板的快速附接和移除。就本发明而言，牢固结合主要是通过原子或分子的力量将两材料结合在一起，并且包括例如胶水及附加带。优选的是，与触摸屏连接的基板的区域是自粘性的，这允许了与触摸屏的最佳附接。
此外，本发明的键盘包括最少两个输入元件，其中这两个输入元件通过至少一个导电路径以及至少一个电极和/或各导电路径而功能性地连接到触摸屏。输入元件以优选为创建完整的键盘布局的方式布置。为此目的，可布置输入元件使它们交叠。在本发明的另一实施方式中，输入元件以位于一个或两个基板上的方式布置，它们在至少一些区域交叠，这创建了多层键盘。此外，优选的是，输入元件具有相同的基板或在至少一些区域交叠的不同的基板。就本发明而言，在一些区域交叠意味着输入元件的至少一部分(例如，它的导电层和/或基板)与附加的输入元件的至少一部分相交叠。以这些方式，可创建复杂的多层键盘，其可实现复杂的一连串导电路径。令人吃惊的是，这有助于防止电层之间潜在的短路。优选的是，通过牢固或互锁结合的方式来连接基板。基板也可以通过这种结合被附接到触摸屏。
优选的是，输入元件的组件对应于键的布置、大量的导电路径以及电极的布置。
电极被理想地设计为触摸屏将会识别为手指输入的区域。在优选实施方式中，键的布置对应于键盘上的键，并且电极的布置对应于触摸区域的布置，其优选地使虚拟键盘可以在触摸屏上进行操作。换句话说，输入元件应以键的布局类似于本领域技术人员所知的键盘的布局的方式进行设计。使用者熟悉这种布局，这样使用者了解键都在哪里。这使得其操作简单了很多。可在顶部区域(与顶层同义)上印有对应于键盘的符号。在不同的实施方式中，结合软件的发展，可在触摸屏上实现触摸区域或范围，其可被自由地配置以启动确定的动作。
一旦使用者在键的区域用手指触摸或接近附接到基板上的导电层，使用者的电容值通过导电路径或路径从导电键传送到电极并因而传送到触摸屏。使用者对触摸屏所呈现的触摸可启动动作或实现输入。就本发明而言，功能性地连接尤其意味着输入元件以这样一种方式被连接到或链接到触摸屏的触摸感应区域：键的操作通过导电路径和/或电极在触摸屏上启动事件或效用。功能性地连接元件的示例为灯泡和电灯开关，它们通过效用或功能彼此连接。在最基本的认识中，功能性地连接特别是指至少在某些时候某物被机械地连接。此外，其能以这样一种方式连接，例如电气连接，而传送能量和/或信息(例如没有机械连接)；即，两个元件以能实现所期望的效果的一种方式布置或链接(彼此)。键经由导电路径接触到触摸屏，并且进而是输入元件的电极。就本发明而言，接触尤其意味着在输入元件的电极和触摸屏的触摸感应区域之间没有缝隙。换句话说，电极优选触碰触摸屏。但是，也可以优选的是，在输入元件的电极和触摸屏之间没有直接接触，而是接近便足以启动事件或动作。
这尤其是当绝缘层和/或基板防止电极和触摸屏之间直接接触时的情况。这取决于输入元件本身的组件和其与触摸屏的附接。
优势在于，结合的若干个输入元件、特别是在彼此旁边和/或在彼此的顶部和/或彼此及时地续连可被触摸屏或包括触摸屏的电子设备所利用。在此情况下，输入元件的每个键优选地通过至少一个电极连接到至少一个导电路径，其相应地优选地与触摸屏接触。
令人吃惊的是，现有触摸屏(例如，用于移动电话或平板电脑)的可用性有了明显的改善。触摸屏上太小的输入区域可被随意扩大，并且布局可适应于使用者的喜好。此外，输入元件的键可被任意地定位。它们不取决于与触摸屏的紧密接近。而且，广告和/或进一步的信息可应用于或写在输入元件或键盘上。市场以及进一步的信息通常位于反面或顶层。这提供了额外的广告和市场空间，自然对它的谈论目前是独特的。
本发明还包括对最少一个输入元件、特别是用于操作触摸屏的键盘的利用。上述有关输入元件的信息相应地用于作为键盘的输入元件的利用。输入元件具有多种优选应用。这些包括例如在广告和市场中的利用，在此输入元件可用作手册或传单。它在以下方面的使用特别具有优势：虚拟环境、或下载音乐、视频、文本、数据或电子书、以及奖励凭单或类似程序。
令人完全吃惊的是，可特别使用至少一个输入元件作为用于操作触摸屏的键盘。由于在电极和/或输入元件的导电路径和触摸屏之间的交互，在输入元件的优选应用中，在设备上启动的效用控制了触摸屏。适宜的是，效用又产生动作，其包括但不限于例如应用的激活或终止、数值和/或文本的改变、图像的操纵、数据库的改变或进入信息技术服务的准备。
优选的是，以这样一种方式使用输入元件，使得输入元件的最少一个键被指配给数据处理系统中记录的至少一个数据，并且数据记录保持不变。在另一个实施方式中，最少一个键被指配给一个或若干个数据记录。在优选实施方式中，最少一个键被指配给数据处理系统中的一个数据记录或若干个数据记录，那一个数据记录和若干个数据记录发生改变。这可由例如键的操作和/或时间的流逝而引起。优选的是，至少一个键以这种方式使用，连接到触摸屏，其可被指配给数据处理系统或经由导电路径引起数据处理系统的动作。该动作特别应用于非网络数据处理系统，并且特别优选地应用于网络数据处理系统。
本发明还包括用于操作触摸屏的套件，其包括输入元件及连接器，其中输入元件可功能性地连接到触摸屏。如上文所述，输入元件包括导电层，其施加到非导电基板。导电层优选由至少一个电极、键和/或导电路径组成，其中至少一个电极和/或导电路径功能性地连接到触摸屏。优选的是，输入元件与连接器连接。该套件使触摸屏的操作简单并且可用于大量生产。如果所提供的套件作为任意使用的物品也将具有优势。
此外，优选的是，该套件包括附加的输入元件和/或输入设备，并且附加的输入元件或设备连接到连接器。换句话说，优选的是，第一输入元件功能性地连接到触摸屏，并且连接器与第一输入元件连接。该连接器可视为通用接口，其允许第二(或附加)输入元件或输入设备的连接。由于事实是在单个组件之间存在电气线路，所以附加的输入元件或输入设备允许操作触摸屏。令人完全吃惊的是，可将输入设备(例如，键盘)与连接器连接，这相应地保证了经由第一输入元件操作触摸屏。就本发明而言，这种连接可描述为功能性连接。关于该输入元件的信息需要相应地应用于该套件。
本发明将结合附图的帮助予以示出，附图描述了实施方式的示例但不局限于此实施方式。它们展示了：
图1A-C游戏应用的示例
图2A-C键盘应用的示例
图3A-B另一个游戏应用
图4电极设计的示例
图5A-C用键盘输入PIN信息
图6A-C具有少量的键或双指配键的键盘
图7A-C具有用作输入区域的两个触摸区的触摸屏板
图8A-C多层键盘的设计
图9A-C多层键盘
图10A-C呈现的动态输入命令
图11A-C动态输入的另一个示例
图12A-C连接选项
图13A-C若干输入元件的连接的示例
图14A-C输入元件到连接器的连接
图15A-C经由连接器连接的另一个示例
图1A-C示出了游戏应用的示例。若干输入元件，包括键3、导电线路4和/或电极5被连接起来以构成键盘2，它们可被设计为使得触摸屏1的用于游戏应用的区域可由功能性地连接的方式激活。输入元件2优选地包括导电线路4、键3以及电极5，它们对于非导电基板2a用作导电层。在输入元件2的电极5和触摸屏1上的光标区域之间存在接触，以使可通过键3来操纵游戏。例如，可激活四个方向键和一个动作键。
图2A-C示出的键盘的优选应用方式为将键盘应用为琴按键的形式。以触摸屏1上的钢琴键可通过键3，导电线路或路径4以及电极5激活或操作的方式来设计键盘2。
图3A-B示出另一个游戏应用。两个键盘2可被施加到或附接于触摸屏1，以使得例如两个人可以从两侧来进行游戏。输入元件2包括布置于基板2a上的电极5、导电线路4以及键3，其中电极5功能性地连接到触摸屏1。此外，其优势在于，导电路径4(导电线路的同义词)功能性地连接到触摸屏1。每个玩家/使用者例如可以操作两个键3，可以实现单点及多点触摸输入。
图4展示了电极设计的其他示例。这节省空间并且如果有必要可以保留触摸屏的更大空间。该导电线路4、键3及电极5在输入元件2的基板2a上交错排列。
图5A-C示出用于输入PIN信息的键盘的优选应用方案。例如，键盘2可由粘连带连接到触摸屏1。使用者操作基板2a上的通过导电路径4和/或电极5功能性地连接到该触摸屏1的导电键3。在此方式下，例如可使用键盘2经触摸屏1来输入PIN信息。
图6A-C示出具有一些双指配键的键盘。其优势在于，键盘2可具有若干个或很少的键。多指配键3的激活可启动基于触摸屏1上的第一字母的输入。基于该输入，后台中的输入程序(软件)在字典中搜索最适合的单词(例如T9输入帮助)。这样做，小键盘可具有全部功能。
图7A-C示出具有用作输入区的两个触摸区域的触摸屏板。图7A展示在触摸屏1上的具有作为输入区的两个触摸区域的触摸屏板。图7B展示若干输入元件作为键盘2，两个电极5施加到两个输入区之上。以那种方式，键盘2经由电极5功能性地连接到触摸屏，与屏1连接的电极5被设计为圆形区域。有利地是，电极区域的尺寸对应于屏1上的可启动动作或事件的区域。有利地是，键3(见中心键)可被设计为使得当使用者6的触摸或接近中心键而启动多点触摸事件(同时至少两个区域)时，其他两个键3或键点(左和右)仅产生一个单点触摸。
图8A-C示出多层键盘的设计。具有三个优选区域的导电层在两个基板层面2a之间被划分。这使这些区域能够交叠，它们通过非导电层(例如绝缘层)彼此绝缘，防止出现短路。其优势在于，能够在触摸屏上创建较高的堆积密度以及非常复杂化和分支化的键盘2。输入元件2特别包括两个基板层2a，分别布置在基板层的表面上的导电路径4、电极5和键3。特别地，中间层或夹层用作另一个导电层的基板2a，或使两个基板2a彼此绝缘。
图9A-C展示了作为多层键盘的全部键盘布局的简要图。为了创建复杂键盘2，导电表面可被施加到不同的基板层2a(为了说明方便，所有导电区域置于前台)，优选地是，其被非导电层分开。适用的导电键3与触摸屏1上的被激活的区域连接，与电极5连接，经由导电路径4。这使得复杂键盘2能够激活众多的符号。
图10A-C示出动态输入命令的呈现。作为其优势，借助键盘能够模拟动态移动或手势。为此目的，由使用者6以一个流畅的移动而操作的若干键3被连续地布置。换句话说，优选地，使用者6移动手指穿过输入元件2的键3，以使得经由导电路径4及电极5在触摸屏2上产生一连串触摸事件，这被触摸屏1解释为动态输入。在那个方式下，可执行动态输入命令，例如手势。本领域技术人员明白可在触摸屏上产生单点触摸、多点触摸及手势。手势包括例如滑动解锁移动、滚动、收拢放大、或输入类似同意或问号等标记。
图11A-C示出经由键盘的动态输入。借助于键盘2，可完成动态输入。可以选择利用输入元件2进行两个手指的放大，在此通过用手指从左至右滑过放大按钮的简单移动，若干导电层或区域被激活。使用者6用手指滑动穿过输入元件2上的一连串键3，它们转而通过导电路径4和电极5电连接，而电极5与触摸屏1功能性接触。此外，展示了能够在基板2a上互连若干个导电电极5，这意味着短电缆道。在实际示例中，单个导电路径4从单个键3引导至电极5，从中另一导电路径4引导至另一个电极5。这种方式下，可同时控制若干个电极5，手指在键盘2上以单一方向进行移动并实现放大。以这种方式，能够在触摸屏1上用一维移动实现二维动作。此外，复杂的手势可被简化。
图12A-C展示了以不同选择将输入元件连接到触摸屏。图A-C给出了输入元件2如何被附接于触摸屏1的示例。先前示出的输入元件2可用类似或相同的方式连接到触摸屏1。输入元件2(例如基板2a)可通过紧固件7(例如牢固或互锁粘结)附接于触摸屏1，或者输入元件2可附接于容纳触摸屏1的壳8或盖8。图12A展示了如何通过紧固件7的方式实现附接的示例，例如粘合增进剂(如胶水)或胶粘标签原理。该附接优选为可解除的并在使用完后可被简单快速地移除而不会残留并破坏输入元件2和触摸屏1。还可将橡胶带用作紧固件7以创建连接，如图12B所示。
输入元件还可通过壳、盒、衬套、盖、移动电话盒或框8(图12C)的方式被附接于触摸屏1。实质上，输入元件2可被附接于触摸屏1或容纳该触摸屏的物件8。为此目的，优选地以可被附接于包括触摸屏1的设备的盖8之内或之上的方式来设计输入元件2。为了改进连接，折线可被预压到输入元件2上，以使得元件在那些点上弯曲。
图13A-C展示若干输入元件的连接的示例。输入元件2的导电路径4的末端优选用作另一输入元件10的连接点。本发明设想了在附加的输入元件10及触摸屏1之间经由第一输入元件2的功能性地连接。可以以用作附加的输入元件10的连接的通用接口的方式来设计第一输入元件2的导电线路3的末端或电极5。
图14A-C示出带有连接器的输入元件的连接的示例。输入元件2可由若干个部分组成并且可包括能够实现与另一个输入元件或输入设备10的简单连接的连接器9。该连接器9优选包括优选是一个、理想为两个的连接点，第一输入元件和另一个输入元件或输入设备10利用该连接点可建立连接。其例如可以是安装固定装置，如输入元件2以及附加的输入元件或输入设备10利用连接插头可被插入或塞入的槽或缝。其优势还在于，也可使用本领域技术人员所熟悉的不同连接技术将第一输入元件2和附加的输入元件或输入设备10与连接器9连接。因此，连接器9可视为附接附加的输入元件或输入设备10以及用于触摸屏2的操作的键盘或数字键板的通用装置。
图15A-C示出作为通用接口的连接器。除了输入元件之外，像摇杆、游戏板、游戏控制器或键盘这样的附加的电子输入设备10通过连接器9可被用于触摸屏1。在那种方式下，连接器9成为操作触摸屏1的可用的通用接口。
附图标记
1    触摸屏
2    输入元件/键盘
2a   基板
3    键/导电线路的末端
4    导电线路
5    电极
6    使用者
7    紧固件
8    容纳触摸屏的物件
9    连接器
10   输入设备/附加的输入元件
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于操作至少一个触摸屏的输入元件，其中所述输入元件包括至少一个非导电基板和至少一个导电层，其特征在于：
该导电层以结构化的方式施加到基板并包括至少一个键、导电路径和/或电极，并且至少一个电极和/或导电路径功能性地连接到触摸屏，其中所述电极和/或导电路径彼此连接。
2.如权利要求1所述的输入元件，其特征在于：
所述输入元件通过互锁和/或固定结合的方式连接到所述触摸屏。
3.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
最少两个输入元件与触摸屏功能性地连接。
4.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
所述输入元件具有顶层。
5.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
使用添附工艺来制造所述输入元件，所述添附工艺优选为印刷工艺，并理想地为转印箔工艺。
6.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
所述导电层和/或所述顶层被设计为偶数个或奇数个。
7.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
所述输入元件的至少一个导电路径、电极和/或键经由连接器的紧固件连接。
8.一种键盘，其包括至少两个如权利要求1至7所述的输入元件，其特征在于：
至少两个输入元件分别经由至少一个导电路径和至少一个电极功能性地连接到触摸屏。
9.如权利要求9所述的键盘，其特征在于：
所述输入元件具有相同的基板或在至少一些区域交叠的不同的基板。
10.一种将如权利要求1至7所述的至少一个输入元件用作操作触摸屏的键盘的应用。
11.如权利要求10所述的应用，其中所述输入元件在包括所述触摸屏的设备上启动事件。
12.如权利要求10或11所述的应用，其中至少一个键被指配给数据处理系统中的至少一个数据记录，并且该数据记录保持不变或发生改变。
13.如上述任一项或多项权利要求所述的应用，其中至少一个输入元件被指配给数据处理系统的一个动作，或引起数据处理系统的动作。
14.一种用于操作触摸屏的套件，其包括如权利要求1至7所述的输入元件和连接器，其中可将所述输入元件功能性地连接到所述触摸屏。
15.如权利要求14所述的套件，还包括另一个输入元件和/或输入设备，其中该附加的输入元件或输入设备与所述连接器连接。

Claims (16)

1.一种用于操作至少一个触摸屏的输入元件，其中所述输入元件包括至少一个非导电基板和至少一个导电层，其特征在于：
该导电层以结构化的方式施加到基板并包括至少一个键、导电路径和/或电极，并且至少一个电极和/或导电路径功能性地连接到触摸屏。
2.如权利要求1所述的输入元件，其特征在于：
所述电极和/或导电路径彼此连接。
3.如权利要求1或2所述的输入元件，其特征在于：
所述输入元件通过互锁和/或固定结合的方式连接到所述触摸屏。
4.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
最少两个输入元件与触摸屏功能性地连接。
5.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
所述输入元件具有顶层。
6.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
使用添附工艺来制造所述输入元件，所述添附工艺优选为印刷工艺，并理想地为转印箔工艺。
7.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
所述导电层和/或所述顶层被设计为偶数个或奇数个。
8.如上述任一项或多项权利要求所述的输入元件，其特征在于：
所述输入元件的至少一个导电路径、电极和/或键经由连接器的紧固件连接。
9.一种键盘，其包括至少两个如权利要求1至8所述的输入元件，其特征在于：
至少两个输入元件分别经由至少一个导电路径和至少一个电极功能性地连接到触摸屏。
10.如权利要求9所述的键盘，其特征在于：
所述输入元件具有相同的基板或在至少一些区域交叠的不同的基板。
11.一种将如权利要求1至8所述的至少一个输入元件用作操作触摸屏的键盘的应用。
12.如权利要求11所述的应用，其中所述输入元件在包括所述触摸屏的设备上启动事件。
13.如权利要求11或12所述的应用，其中至少一个键被指配给数据处理系统中的至少一个数据记录，并且该数据记录保持不变或发生改变。
14.如上述任一项或多项权利要求所述的应用，其中至少一个输入元件被指配给数据处理系统的一个动作，或引起数据处理系统的动作。
15.一种用于操作触摸屏的套件，其包括如权利要求1至8所述的输入元件和连接器，其中可将所述输入元件功能性地连接到所述触摸屏。
16.如权利要求15所述的套件，还包括另一个输入元件和/或输入设备，其中该附加的输入元件或输入设备与所述连接器连接。
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