CN107580695A - 刺绣式传感器套件 - Google Patents

Abstract

描述了形成在诸如合适的织物材料之类的柔性基板上的刺绣式传感器套件。导电图案被刺绣在柔性基板中以形成能够以各种方式配置以及在许多不同应用中使用的传感器阵列。传感器套件可实现被布置成通过测量电容来识别输入的触敏传感器。传感器套件还可实现诸如键盘之类的输入设备的压敏和/或力敏控制。其它类型的感测也被构想，诸如邻近度、运动、流动、手势、和/或应变的检测。导电图案可被形成在单个材料层中和/或经由导电材料的单次连续制程来形成。刺绣式传感器套件是柔性的，因此能够被塑形以适应各种不同类型的物体并形成针对那些物体的“智能”表面。

Description

刺绣式传感器套件

附图简述

结合附图来描述具体实施方式。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在说明书和附图的不同实例中使用相同的附图标记可指示相似或相同的项目。

图1是根据一个或多个实现的示例刺绣式传感器套件的图示。

图2描绘了根据一个或多个实现的包括刺绣式传感器套件的示例设备的细节。

图3描绘了根据一个或多个实现的实现用于触摸识别的触摸功能的示例刺绣式传感器套件。

图4描绘了根据一个或多个实现的采用刺绣式传感器套件的示例输入设备。

图5描绘了根据一个或多个实现的示出采用刺绣式传感器的控件的操作的示例场景。

图6描绘了根据一个或多个实现的具有其中嵌入了刺绣式传感器套件的刚性结构的示例设备。

图7描绘了根据一个或多个实现的具有嵌入式刺绣式传感器套件的示例物体。

图8是描绘根据一个或多个实现的用于响应于经由刺绣式传感器套件获得的输入来执行控制动作的示例过程的流程图。

图9是描绘根据一个或多个实现的用于在刚性结构中形成和嵌入刺绣式传感器套件的示例过程的流程图。

图10例示出可被用于实现本文所述的与刺绣式传感器套件有关的设备和技术的示例系统的各个组件。

详细描述

概览

设备的设计师不断地寻求改善设备支持的触摸、手势、以及其它输入机制的准确性和效率，以使得用户更容易与设备交互，并由此提高设备的受欢迎程度和实用性。传统地，传感器系统采用刚性组件，诸如印刷电路板(PCB)，这使得难以为传感器塑形和/或在柔性或不规则形状的物体和表面中包括传感器。因此，传统传感器系统的刚性限制了传感器可被使用的方式以及可利用传感器系统的设备的种类。

本文描述了一种刺绣式传感器套件。在一个或多个实现中，刺绣式传感器套件被形成在柔性基板上，诸如合适的织物材料。导电图案被使用刺绣技术缝在或装订在柔性基板中以形成能够以各种方式配置以及在许多不同应用中使用的传感器阵列。导电图案形成对应于各个体感测点的位置的节点和/或电极。在一个实现中，传感器套件实现多个触敏传感器，此多个触敏传感器被布置成允许检测施加于该阵列的静电场中的畸变，该畸变可根据电容的变化而测量。传感器可被布置成测量互电容或自电容。传感器套件还可实现导电节点，导电节点被配置成实现输入设备(诸如键盘、跟踪板、鼠标等)的压敏和/或力敏控制。其它类型的感测也被构想，诸如邻近度检测、控制、开关、运动检测、追踪、游戏控制器、可穿戴服装嵌入式控制、通信指示器。在一种方式中，导电图案被形成在单层材料上，并且还可经由对导电材料的单次连续制程(例如，连续金属线)来形成。

刺绣式传感器套件是柔性的，因此能够被塑形为适应各种不同类型的物体并形成针对那些物体的“智能”表面。例如，刺绣式传感器套件可被摆布成所选择的形状并且嵌入在刚性结构内以形成包括触敏表面(或其它感测系统)的复合物体。在一种方式中，复合物体可通过将聚合物、碳纤维、或其它材料热成形为包围刺绣式传感器套件来形成。构想了能够被配置成利用本文中描述的刺绣式传感器套件的各种设备和物体，包括但不限于移动计算设备、衣物、可穿戴设备、运动装备、键盘和输入设备、护具、智能家电、工业装备(包括管道、结构体、以及车辆)、嵌入式量表、柔性显示器等等。

刺绣式传感器套件

图1在100处概括地描绘了根据一个或多个实现的示例刺绣式传感器套件。具体地，传感器套件102被表示为包括柔性基板104和刺绣式传感器106的布置，刺绣式传感器106被刺绣(例如，装订或缝)到柔性基板104中。在这一示例中，刺绣式传感器106被描绘为被布置为基本矩形的网格或导电电线或线的行和列排练的阵列。导电电线可被配置为金属(诸如铜)或使用另一种导电材料的薄线缕。电线可具有在约30到100微米范围中的直径。甚至更大的上至几毫米(例如，约2mm到5mm)的直径大小也可被使用，这取决于终端使用场景。导电电线形成对应于各个体感测点的位置的交点(例如，节点和/或电极)。虽然描绘的是矩形网格布置，但是其它图案也被构想，诸如作为示例而非限制的六边形布置、同心圆、螺旋布置、平行线、水平行、垂直列、各个体点、以及不规则布置。

柔性基板104表示适用于刺绣式传感器106的刺绣的柔性基底材料。作为示例而非限制，柔性基板104可使用各种织物材料来配置。织物材料可包括纺织品和非纺织品以及人工和天然纤维。柔性塑料和聚合物基板也被构想。

如以上和以下讨论的，传感器套件102可被配置成实现各种传感器和感测。例如，刺绣式传感器106可包括电容式传感器，其允许检测传感器套件102的表面上或附近的电容的变化。电容的变化归因于手指或物体(例如，指示笔)在传感器附近的存在，该存在导致施加于传感器的静电场的畸变。传感器可被布置成测量互电容或自电容。传感器套件还可实现导电节点，导电节点被配置成允许对输入设备(诸如键盘、跟踪板、鼠标等)的压敏和/或力敏控制。在一些场景中，刺绣式传感器106可被配置成实现触摸感测功能，并因此可被称为触敏传感器。如之前提到的，通过传感器套件102实现的触敏传感器可基于经由刺绣式传感器106作出的对互电容或自电容的测量来操作。其它种类的触敏传感器和系统也被构想，诸如被配置成电阻式面板触摸表面的传感器套件102。此外，除了触摸感测之外的各种类型的感测也被构想，诸如对邻近度、运动、流动方向和速率、手势、和/或应变等的检测。

传感器套件102还包括接口108。接口108表示被配置成建立用于在传感器套件102和其它组件和/或设备之间传递数据(包括信号、消息、以及命令)的连接的任何合适的组件。接口108可包括被设计为与另一组件的对应接插件配对的接插件以建立连接。例如，多针接插件可被用于将传感器套件102连接到控制器、计算设备、处理系统或被配置成与嵌入式传感器交互以获得并解释输入信号和经由传感器收集的其它数据的其它组件。在一个实现中，接口108可包括集成的控制器，该控制器被设计成控制传感器套件102并执行至少一些处理来解释传感器数据。接口108可被配置成形成经由不同组件/设备的物理接插件的配对的有线连接和/或经由使用各种无线通信协议、天线、无线电和硬件的网络的到外部设备的无线连接。经由接口108实现的通信耦合实现了用于传感器套件102的操作的各种类型的通信的交换以及基于经由刺绣式传感器106收集的传感器数据对一个或多个设备的功能的控制。

如图1中表示的，在一个或多个实现中，传感器套件102可被配置为设备110的组件。具体地，传感器套件102可被连接到设备110的传感器系统112和/或与其集成在一起。设备110表示能够被配置成利用如以上和以下所描述的刺绣式传感器套件的任何合适的设备、结构、或物体。一般来说，传感器套件102与设备110集成在一起以提供一个或多个“智能”表面和/或控件，诸如具有嵌入在设备中的、附连到设备的、或以其它方式与设备组合在一起的触敏表面。更一般地，刺绣式传感器106可被配置为各种不同种类的传感器以创建能够检测智能表面上一个或多个触摸(直接接触)、到表面的邻近度(例如，仅仅悬浮在表面上和/或其它邻近输入)、施加到表面的力(压力、力矩、偏转(sheer))、表面或传感器的形变(弯曲和扭转、应变)等等的系统。一个或多个不同类型的刺绣式传感器106可被包括在同一传感器套件内。另外，不同的传感器布置可被用于不同场合，并且所采用的传感器的数量和套件的大小也可适应于不同设备和终端使用的应用场合。

设备的传感器系统112被配置成控制传感器套件102并且收集来自传感器的数据和信号(例如，传感器数据)。传感器系统112可执行处理以用各种方式来解释并使用传感器数据和/或调用处理系统和/或其它设备/组件以发起对传感器数据的处理。设备的操作的控制动作和经由该设备提供的功能基于对传感器数据的处理而被选择性地执行。作为示例而非限制，控制动作可包括但不限于所选择应用的启动、经由用户界面控制内容导航、操作硬件设备、致动开关和触发器、触发事件、记录数据、处理控制操作、切换设备模式、字符输入、以及手势识别和处理等等。关于刺绣式传感器套件的这些和其他方面的细节将结合以下附图来讨论。

示例设备

图2在200处概括地描绘了根据一个或多个实现的包括具有刺绣式传感器套件的(诸)示例设备的细节的示例操作环境。具体而言，环境包括设备110，设备110具有带有一个或多个处理器和处理组件(例如CPU、GPU、微控制器、硬件元件、固定逻辑设备等)的处理系统202、一个或多个计算机可读介质204、操作系统206、以及驻留在计算机可读介质上并且能由处理系统执行的一个或多个应用208。处理系统202可以检索并执行来自应用208的计算机程序指令以便向设备108提供各种各样的功能，包括但不限于游戏、办公生产力、电子邮件、媒体管理、打印、联网、web浏览等。还可包括与应用208相关的各种数据和程序文件，其示例包括游戏文件、办公文档、多媒体文件、电子邮件、数据文件、网页、用户简档和/或偏好数据等。

在各实现中，设备110可被具体化为任何合适的计算系统和/或设备，诸如作为示例而非限制：游戏系统、台式计算机、便携式计算机、平板或板式计算机、诸如个人数字助理(PDA)等手持式计算机、蜂窝电话，机顶盒、可穿戴设备(例如，手表、腕带、眼镜等)等等。例如，如图2中所示，设备可以是任何类型的便携式计算机、移动电话、或包括集成显示器212的便携式设备210。传统的台式计算机和机顶盒也被构想。设备还可被配置为可穿戴设备214，可穿戴设备124被设计成由用户穿戴、附连到用户、由用户携带、或者以其他方式由用户传递。图2中描绘的可穿戴设备214的示例包括眼镜、智能腕带或手表、头盔、以及荚式设备，诸如夹扣健身设备、媒体播放器或跟踪器。可穿戴设备214的其他示例包括但不限于戒指、衣物、手套、护具、运动垫、以及手镯等等。

此外，设备还可被配置为包括或以其他方式利用刺绣式传感器套件的任何种类的智能物体216。刺绣式传感器套件可被嵌入、附连、或以其它方式与各种不同种类的智能物体相关联，智能物体包括运动装备、家具、家电、工业装备、以及其它制成品。图2中描绘的智能物体216的示例包括网球拍、篮球、以及一段管子。其它示例包括灯、门和/或锁、汽车或飞行器的模制塑料产品、躺椅、咖啡机、诸如键盘或鼠标之类的输入设备等等。

任一设备可以实现有各种组件，诸如一个或多个处理器和存储器设备以及不同组件的任何组合。例如，设备110被表示为具有全套的处理、存储器、以及软件资源以及结合图1讨论的传感器套件10。一些设备(诸如某个可穿戴设备214以及智能物体216)可被配置成具有有限的资源集，并且这类设备可仅包括传感器套件102或所表示的组件的缩减的集合(例如，基本存储器、简单的控制器、和/或受限的应用)。可表示各种系统和/或设备的计算系统的一个示例在以下结合图10来示出和描述。

计算机可读介质可包括，作为示例而非限制，通常与计算设备相关联的所有形式的易失性和非易失性存储器和/或存储介质。这种介质可包括ROM、RAM、闪存、硬盘、可移动介质等。计算机可读介质可包括“计算机可读存储介质”和“通信介质”二者，其示例可在图10的示例计算系统的讨论中找到。

如所提到的，设备110被描绘为具有传感器系统112，传感器系统112包括如本文中所描述的传感器套件102。具体来说，传感器套件102被配置成提供多个刺绣式传感器106，刺绣式传感器106被刺绣在柔性基板104上，如结合图1的示例所讨论的。在这一示例中，传感器系统112包括传感器控制器218，其表示可操作用于管理和控制传感器套件102的刺绣式传感器106的功能。例如，传感器控制器218可执行处理以用各种方式来解释和使用传感器数据。另外地或替代地，传感器控制器218可调用处理系统202、操作系统206、和/或设备的其它组件来发起对传感器数据的处理。在一些场景中，传感器控制器218与分开的外部设备通信以交换与传感器有关的数据以及恰当的控制动作。例如，经由智能物体(诸如示例的网球拍)收集的数据可经由有线或无线连接来传递以由相关联的智能电话或台式计算机来存储和处理。

设备102还被例示为包括输入管理器模块220，其可与传感器系统112和传感器控制器218协同操作以处理传感器数据。具体地，输入管理器模块220表示与处理计算设备110的输入以及呈现计算设备110的输出有关的功能。各种不同输入可被处理，诸如关于与传感器系统112的传感器、键盘的键、基于输入的手势标识的交互的输入等等。响应于各种输入，输入管理器模块220致使对应的操作和/或控制动作被执行。因此，输入管理器模块220可通过识别并利用包括键压、姿势、控制交互等在内的各种类型的输入之间的区分来支持各种不同的输入技术。

环境进一步描绘了设备110可经由网络222通信耦合至服务提供者224，服务提供者224使得设备110能够访问由服务提供者224使其变得可用的各种资源226并且与这些资源交互。资源226可包括内容和/或服务的任何合适的组合，通常由一个或多个服务提供者使这些内容和/或服务通过网络可被获得。例如，内容可包括文本、视频、广告、音频、多媒体流、动画、图像、网页等的各种组合。服务的一些示例包括但不限于，在线计算服务(例如“云”计算)、认证服务、基于web的应用、文件存储和协作服务、搜索服务、消息收发服务(诸如电子邮件和/或即时消息收发)、以及社交联网服务。在一个实现中，经由如本文所描述的传感器套件102收集的传感器数据可通过网络222传递以供经由服务提供者224所实施的服务或web应用来存储和处理。

经由刺绣式传感器套件的触摸感测功能。

图3在300处概括地描绘了根据一个或多个实现的实现用于触摸识别的触摸功能的示例刺绣式传感器套件。在这一示例中，设备110的传感器套件102被配置为被刺绣在横跨柔性基板104的网格(例如，行和列)中的导电电线302。如之前所提到的，柔性基板104可以是任何合适的织物材料。在图3的描绘中，导电电线创建了一个网格，在网格上，来自用户的手306(或其它物体的)各个触摸点304可被检测和追踪。虽然示出的是行和列，但是刺绣式传感器的其它布局也被构想，诸如圆形图案、平行迹线、螺旋布置、或其它图案。

图3的布置通过多个刺绣式传感器实现了触摸功能，这些刺绣式传感器工作为触敏传感器。触敏传感器可被用于确定触摸点304、邻近度、和/或施加到传感器套件102的表面(或非常靠近该表面)的手势。被识别的触摸点304可被用于驱动对应的操作和/或选择性地实现与触摸点304处的交互相关联的特定设备功能。

如本文中所描述的被形成为刺绣式传感器的触敏传感器可以各种方式来配置。在一个或多个实现中，触敏传感器工作为实现对电容变化的检测的电容式传感器。在这一示例中，导电电线的图案在该图案的对应于各个体感测点的位置的交点处形成节点和/或电极。触敏传感器实现检测施加于传感器阵列的静电场中的畸变，该畸变可根据电容的变化而测量。传感器可被布置成测量各个体感测点处的互电容或自电容。其它种类的触敏传感器和系统也被构想，诸如被配置成电阻式面板触摸表面的传感器套件102。

因此，具有刺绣式导电电线的传感器套件102可实现触敏传感器，触敏传感器形成柔性触摸面板或表面以供包括在各种设备和智能物体中。触敏传感器可被用来创建对触摸作出响应的设备/物体的各个控制元件。在各实现中，触摸面板或表面可用以上和以下描述的方式被嵌入在刚性结构中。以此方式创建的触摸面板可被用来形成对触摸作出响应的输入设备，诸如键盘、鼠标、触敏显示器、或轨迹板。包括刺绣式传感器的触摸面板/表面还可被集成在不同类型的物体中，诸如运动装备、衣物、护具、家电、工业装备、家具、交通工具(例如，车、飞机等)的结构体等等。被包括在设备或物体中的触摸面板/表面可提供触摸感测功能和/或触敏传感器所支持的其它类型的感测，诸如对邻近度、运动、流动方向和速率、手势、和/或应变等的检测。

在一个或多个实现中，导电电线的图案被形成为单个层。换言之，传感器套件102使用柔性基板的一层来形成。这与使用堆叠和/或层压在一起的多个不同层来制造传感器系统的传感器阵列和触摸面板的传统技术形成对比。使用单个层简化了刺绣过程并且可降低材料成本。在至少一些布置中，导电电线的一些或全部是被绝缘的金属线，诸如被绝缘涂层包围的铜线。被用来形成刺绣式传感器的电线的绝缘实现了传感器阵列的不同节点和/或部分的隔离，这一隔离避免了干扰和串扰信号。当然，对于一些设备实现和终端使用场景，两个或更多个基板层可具有如本文所描述的刺绣式传感器。

在一个特定示例中，传感器套件102被配置为互电容传感器阵列，其通过在柔性基板的单个层中刺绣绝缘的导电电线来形成。在这一布置中，刺绣图案形成被包括在单个层(例如，同一层)内的互电容传感器的驱动线和感测线。互电容传感器实现对各个体触摸点304的感测以及通过对电容变化的测量实现多点触摸。互电容传感器还可被用来测量存在、邻近度、方向、手势、运动等等。

具有刺绣式传感器套件的输入设备

如上所述的，本文中描述的传感器套件102可被用来制造具有对应于传感器布置所形成的各节点的多个控件的输入设备。各种输入设备被构想，诸如键盘、轨迹板、鼠标、或其它输入设备。由于传感器套件102是柔性的，因此输入设备可被形成为柔性输入设备。当然，如本文中所描述的，输入设备也可通过将传感器套件102嵌入在刚性结构内来形成。

图4在400处概括地描绘了根据一个或多个实现的采用刺绣式传感器套件102的示例输入设备402。在所例示的示例中，输入设备402被表示为键盘，但是其它种类的输入设备也被构想。一般来说，输入设备402包括本文中所描述的传感器套件102，其可被形成为具有刺绣式传感器106的柔性基板104的一层。传感器套件102可被连接到盖404，盖404包括对应于经由传感器套件102中的刺绣图案形成的感测点或节点的控件指示406。例如，图4中的控件指示406表示键盘设备的键的键指示。出于简洁，描绘了QWERTY键盘和对应键的部分表示。

如进一步表示的，传感器套件102可包括节点408，节点408被设计成用作用于对应键或控件的操作的接触点。节点408可被实现为形成在刺绣图案中的提高的凸起。提高的节点或“灯泡”可在套件的表面上被提高约20到100微米范围。节点408可被定位在刺绣电线的交点处。作为示例，节点408可通过将附加材料缝制在所选择的接触点以形成提高的凸起来形成。附加地或替代地，刺绣式导线的各部分和/或周围的绝缘体可使用激光或其它机制来熔化以形成提高的凸起，作为输入设备402的导电接触点。

因此，用于键盘或其它输入设备402(例如，鼠标、触摸板等)的操作的电路可使用刺绣式传感器套件来形成。如本文中描述的，输入设备402的控件或键可基于使用触敏传感器的触摸检测来操作。因此，涉及特定控件指示406的触摸识别引发对应的控制动作。

附加地或替代地，节点408可被配置成实现用力激发机制以触发对应控件的操作。在这一方法中，当压力/力被施加到特定键的控件指示406时，对应于特定键的节点408与盖404接触。这导致对应的字符或与特定键相关联的另一指定的控制动作的输入发生。

在一个方法中，盖404还可包括与控件指示406相关联的导电迹线或凸起。这些导电迹线可被形成为如本文中讨论的互补的刺绣接触点，但是也可使用其它技术来形成，诸如蚀刻和沉积等。在这一方法中，盖404中的迹线与刺绣在传感器套件102中的节点408间隔开，直到力被施加。当与一控件指示有关的力被施加时，相关联的凸起变为与对应的节点408接触并且触发对应的控制动作。

为了进一步解说，图5在500处概括地描绘了根据一个或多个实现的示出采用刺绣式传感器的控件的操作的示例场景。具体地，视图“A”描绘了使用本文讨论的技术来形成的输入设备的控件的布置。具体来说，控件被形成为具有连接到传感器套件102的盖404。盖404和传感器套件102使用衬垫502(诸如泡沫或压敏粘合剂)隔开。此处，传感器套件102包括控件的刺绣节点408，而盖404包括导电材料构成的互补迹线504，迹线504可以或可以不被配置为刺绣节点。在缺乏施加的力的情况下，衬垫502维持节点408和对应的迹线504之间的空间，如视图“A”中所表示的。

在视图“B”中，交互506被表示(例如，对控件指示进行按压)，该交互施加力给盖404并且引发该示例控制的区域中的盖的变形。如视图“B”中所表示的，施加的力导致接触508发生在迹线504和节点408之间。接触508可经由传感器控制器218和/或输入管理器模块220被识别为输入，并且响应于该识别出的输入，执行对应的控制动作。

具有刺绣式传感器套件的输入设备

如所提到的，本文中描述的传感器套件102可被嵌入在刚性结构中以形成各种不同设备和智能物体。例如，触摸面板或其它刺绣式传感器布置可被嵌入在热成型刚性结构中，诸如由热固或热塑材料形成的结构、碳纤维复合物、或各种其它类型的聚合物和复合物。刺绣式传感器套件以此方式的嵌入可被用于将智能传感器阵列和/或触摸功能添加到几乎任何类型的设备或物体。这包括但不限于将传感器套件102添加到护具(诸如头盔和身体盔甲)；运动装备(诸如自行车、球拍、球等)；玩具；交通工具和工业装备中的结构体；管道和面板；家用物品和家电等等。

图6在600处概括地描绘了根据一个或多个实现的其中嵌入有刺绣式传感器套件的刚性结构的示例设备。具体而言，如本文中描述的，具有多个刺绣式传感器106的传感器套件102可被创建。柔性传感器套件102可被摆布成各种形状和配置。例如，传感器套件102可被围绕物体卷起，形成为模具，或者以其它方式布置成所选择的配置以供包括在设备或物体中。设备或物体的刚性结构可随后被形成以经由合适的嵌入过程602来包围和包裹传感器套件102。嵌入过程602制造包含如图6中表示的嵌入式传感器套件606的刚性结构604。

作为示例而非限制，嵌入过程602可包含用热固树脂包围传感器套件102的布置并且通过施加热或辐射来固化热固树脂以形成刚性结构604。在另一示例中，嵌入过程602包含将传感器套件102布置在模具中，随后熔化热塑聚合物并压模或注模该热塑聚合物以包围传感器套件102并形成刚性结构604。适合将传感器套件102嵌入在刚性结构内的其它类型的过程也被构想，诸如各种共同固化、共同挤压、和/或复合材料制备技术。在一个或多个实现中，柔性基板被选择以为形成的复合物体提供额外的力度。具体来说，柔性基板可被选择作为渗透性织物，该渗透性织物用作为用于刚性结构604的加固的基布。在这一方法中，刚性结构604的热成型材料穿透该渗透性织物，并且在固化时，形成延伸通过该渗透性织物的支撑结构，并且为复合物体提供加固(例如，增强的力度属性)。

为了进一步解说，图7概括地描绘了根据一个或多个实现的具有嵌入式传感器606的示例物体702。具体来说，物体702被表示为一段管子。本文中描述的各种其它类型的智能物体可以类似的方式配置。图7中的嵌入式传感器套件606包括本文中所讨论的刺绣式传感器106的阵列。嵌入式刺绣式传感器可使用如之前所讨论的嵌入过程602来用管子形成。因此，嵌入式传感器套件606可被管子的壁包围并且至少部分地绕着管子的外周延伸。嵌入式传感器套件606可实现嵌入在管子或其它物体中的触敏或其它智能表面。附加地或替代地，嵌入式传感器套件606可被配置成量表、仪表、检测器、或其它过程控制传感器。在示例管子的上下文中，嵌入式传感器套件606可操作用于测量与经由管子传递的材料有关的各种特性，诸如方向、流速、扰乱等等。

在一个特定示例中，用于该示例管子或其它物体的嵌入式传感器套件606也可被配置成用作嵌入式应变仪。例如，本文所讨论的刺绣式传感器的布置可被配置为电线图案，其允许基于电线图案所形成的节点之间的位置关系来对应变进行测量。当管子或物体弯曲时，位置关系被改变并且可被传感器控制器218或其它类似的控制系统检测到。应变可基于传感器套件的节点相对于原始配置和位置的形变来分析计算。应变可在每一个单个节点处被推算，这可随后被用于创建针对该物体的应变曲线或应变图。嵌入式应变仪提供了一种可被用于各种环境中的用于应变测量的非侵入式的、内建的机制。例如，嵌入式应变仪可被用于管子和其它工业装备、建筑结构、飞行器机翼和零件、汽车组件、以及压力容器、以及其它的复合物体和设备等等。

示例过程

在前述的示例设备、技术以及细节的上下文中，本章节描述根据刺绣式传感器套件的一个或多个实现的示例过程。过程被表示为一组框，它们指定由一个或多个实体执行的操作，并且不一定限于所示出的用于由相应的框执行操作的顺序。一般来说，与以上和以下示例有关的功能、特征和概念可以在本章节中描述的示例过程的上下文中被采用。此外，与本文档中的不同附图和示例有关的功能、特征和概念可以彼此互换，并且不限于在特定附图或过程的上下文中的实现。此外，与本文的不同代表性过程以及相应附图相关联的框可以不同方式被一起应用和/或组合。此外，结合本文的不同示例环境、设备、组件和过程描述的单个功能、特征和概念可以在任何适当的组合中使用且不限于本说明书中所枚举的示例所代表的特定组合。

图8是描绘经由根据一个或多个实现的用于响应于经由刺绣式传感器套件获得的输入来执行控制动作的示例过程800的流程图。与设备有关的输入经由与设备相关联的刺绣在柔性基板上的传感器套件来检测(框802)。例如，可发生与本文中所描述的被包括在某种类型的设备或智能物体中的传感器套件102的交互。该交互可限定用于控制设备/物体的功能(诸如导航内容、启动应用、调用设备功能、输入文本字符或数据、发起通信、收集数据、和/或以其它方式引发特定控制动作)的输入。

要对该设备执行的对应于被检测到的输入的控制动作被识别(框804)并且响应于控制动作的识别，发起控制动作对该设备的执行(框806)。例如，传感器控制器218可处理该输入和/或调用输入管理器模块220来确认与经由刺绣式传感器套件获得的输入相关联的控制动作。各种不同动作可与传感器相关联并且经由传感器实施各项控制以控制设备操作。不同动作可依赖于交互的上下文(诸如设备的模式)、正被使用的应用、特定传感器和被致动的控件、与输入相关联的手势等来触发。一旦与检测到的输入相关联的特定控制动作或多个动作被确定，对应的动作被执行以用由所识别的动作所指定的方式操纵设备功能和/或与内容进行交互。

图9描绘了根据一个或多个实现的用于在刚性结构中形成和嵌入刺绣式传感器套件的示例过程900的流程图。刺绣式传感器套件被形成在柔性基板上(框902)。例如，如本文通篇所讨论的传感器套件102可被创建以包括在各种设备和物体中并且用于提供各种不同的感测能力。套件的形成包括将导电电线图案刺绣在柔性基板中以形成刺绣式传感器阵列(框904)。电线可以各种图案来刺绣，并且取决于终端使用应用场合，可被刺绣在基板的单层或多层中。另外，可连接到设备的接口被设置在柔性基板上(框906)并且该接口和刺绣式传感器阵列被互连(框908)。允许将刺绣式传感器套件连接到设备的传感器系统的各种有线和无线接口被构想，其中套件被包括和/或连接到外部设备、服务器或服务。

被构造的刺绣式传感器套件提供了可以本文中通篇所讨论的各种方式来使用的柔性传感器平台。这包括在诸如衣物、柔性显示器、软/柔性输入设备、可穿戴设备等之类的物品中的实现。不过在一些实现中，刺绣式传感器套件被嵌入在刚性结构内(框910)。例如，结合图6所讨论的任何合适的嵌入过程602可被采用以制造设备或物体的刚性结构604。嵌入在刚性结构内的刺绣式传感器套件为设备提供了感测功能，感测功能可包括由一个或多个触敏表面实现的触摸感测功能。如所提到的，热固和热塑材料以及碳纤维和其它复合物可被用来制造设备或物体的包裹刺绣式传感器套件的刚性结构604。

示例系统

图10示出了包括示例计算设备1002的示例系统1000，该示例计算设备1002代表可以实现本文所述的各种技术的一个或多个计算系统和/或设备。计算设备1002可以是，例如，服务提供方的服务器、与客户端相关联的设备(例如，客户端设备)、片上系统、和/或任何其它合适的计算设备或计算系统。

所示的示例计算设备1002包括处理系统1004、一个或多个计算机可读介质1006、以及相互通信地耦合的一个或多个I/O接口1008。尽管没有示出，计算设备1002可进一步包括系统总线或将各种组件相互耦合的其他数据和命令传输系统。系统总线可以包括不同总线结构中的任一个或其组合，诸如存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线和/或利用各种总线体系结构中的任一种的处理器或局部总线。也构想了各种其它示例，诸如控制和数据线。

处理系统1004表示使用硬件执行一个或多个操作的功能。因此，处理系统1004被示为包括可被配置为处理器、功能块等的硬件元件1010。这可包括在作为专用集成电路或使用一个或多个半导体构成的其它逻辑设备的硬件中的实现。硬件元件1010不受形成它们的材料或者其中利用的处理机制的限制。例如，处理器可以由半导体和/或晶体管(例如，电子集成电路(IC))构成。在这一上下文中，处理器可执行指令可以是可电子地执行的指令。

计算机可读介质1006被示为包括存储器/存储1012。存储器/存储1012表示与一个或多个计算机可读介质相关联的存储器/存储容量。存储器/存储1012可包括易失性介质(如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性介质(如只读存储器(ROM)、闪存、光盘、磁盘等)。存储器/存储1012可包括固定介质(例如，RAM、ROM、固定硬盘驱动器等)以及可移动介质(例如闪存、可移动硬盘驱动器、光盘等)。计算机可读介质1006可以下面进一步描述的各种方式来配置。

(诸)输入/输出接口1008表示允许用户向计算设备1002输入命令和信息的功能，并且还允许使用各种输入/输出设备向用户和/或其它组件或设备呈现信息。输入设备的示例包括键盘、光标控制设备(例如，鼠标)、用于语音操作的麦克风、扫描仪、触摸功能(例如，电容性的或被配置来检测物理接触的其它传感器)、照相机(例如，可采用可见或诸如红外频率的不可见波长来将不涉及触摸的移动检测为手势)，等等。输出设备的示例包括显示设备(例如，监视器或投影仪)、扬声器、打印机、触觉响应设备等等。计算设备1002可进一步包括用于实现有线和无线通信的各种组件，包括例如用于网络通信的网络接口卡和/或用于支持无线和/或移动通信的各个天线。设想了各种不同类型的天线，包括但不限于一个或多个Wi-Fi天线、全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS)天线、蜂窝天线、近场通信(NFC)214天线、和/或蓝牙天线等等。因此，计算设备1002可以下面进一步描述的各种方式来配置以支持用户交互。

本文可以在软件、硬件元件或程序模块的一般上下文中描述各种技术。一般而言，此类模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、组件、数据结构等。本文使用的术语“模块”、“功能”和“组件”一般表示软件、固件、硬件或其组合。本文描述的技术的各特征是平台无关的，从而意味着该技术可在具有各种处理器的各种商用计算平台上实现。

所描述的模块和技术的实现可以被存储在某种形式的计算机可读介质上或跨某种形式的计算机可读介质传输。计算机可读介质可包括可由计算设备1002访问的各种介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可包括“计算机可读存储介质”和“通信介质”。

“计算机可读存储介质”指相对于仅信号传输、载波、或信号本身而言，允许对信息的存储的介质和/或设备。因此，计算机可读存储介质不包括信号承载介质或信号本身。计算机可读存储介质包括以适合于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块、逻辑元件/电路、或其它数据等的方法或技术来实现的诸如易失性和非易失性、可移动和不可移动介质和/或存储设备的硬件。该计算机可读存储介质的示例包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光存储、硬盘、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或者可适用于存储所需信息并可由计算机访问的其它存储设备、有形介质或制品。

“通信介质”指的是被配置为诸如经由网络向计算设备1002的硬件传输指令的信号承载介质。通信介质通常用诸如载波、数据信号、或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。通信介质还包括任何信息传送介质。术语“经调制数据信号”是指使得以在信号中编码信息的方式来设定或改变其一个或多个特征的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质，诸如有线网络或直接线路连接，以及无线介质，诸如声学、RF、红外线和其它无线介质。

如先前所描述的，硬件元件1010和计算机可读介质1006代表以硬件形式实现的指令、模块、可编程器件逻辑和/或固定器件逻辑，其可在某些实施例中被采用来实现本文描述的技术的至少某些方面。硬件元件可包括集成电路或片上系统、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，和用硅或其它硬件设备实现的组件。在此上下文中，硬件元件可以充当处理设备，该处理设备执行由该硬件元件以及用于存储供执行的指令的硬件设备(例如前面描述的计算机可读存储介质)所体现的指令、模块和/或逻辑所定义的程序任务。

前面的组合也可被采用来实现本文所述的各种技术。因此，软件、硬件，或程序模块、输入管理器模块220、操作系统206、应用208以及其它程序模块可被实现为在某种形式的计算机可读存储介质上和/或由一个或多个硬件元件1010实现的一个或多个指令和/或逻辑。计算设备1002可被配置成实现对应于软件和/或硬件模块的特定指令和/或功能。因此，将模块实现为可由计算设备1002执行为软件的模块可至少部分以硬件完成，例如，通过使用计算机可读存储介质和/或处理系统的硬件元件1010。指令和/或功能可以是一个或多个制品(例如，一个或多个计算设备1002和/或处理系统1004)可执行/可操作的，以实现本文描述的技术、模块、以及示例。

如在图10中进一步例示的，示例系统1000使得用于当在个人计算机(PC)、电视设备和/或移动设备上运行应用时的无缝用户体验的普遍存在的环境成为可能。服务和应用在所有三个环境中基本相似地运行，以便当使用应用、玩视频游戏、看视频等时在从一个设备转换到下一设备时得到共同的用户体验。

在示例系统1000中，多个设备通过中央计算设备互连。中央计算设备对于多个设备可以是本地的，或者可以位于多个设备的远程。在一个实施例中，中央计算设备可以是通过网络、因特网或其他数据通信链路连接到多个设备的一个或多个服务器计算机的云。

在一个实施例中，该互连架构使得功能性能够跨多个设备来递送以向多个设备的用户提供共同且无缝的体验。多个设备的每一个可具有不同的物理要求和能力，且中央计算设备使用一平台来使得为设备定制且又对所有设备共同的体验能被递送到设备。在一个实施例中，创建目标设备的类，且使体验适应于设备的通用类。设备类可由设备的物理特征、用途类型或其它共同特性来定义。

在各种实现中，计算设备1002可采取各种各样不同的配置，诸如用于计算机1014、移动设备1016和电视机1018用途。这些配置中的每一个包括可具有一般不同的配置和能力的设备，并且因而计算设备1002可根据不同的设备类中的一个或多个来配置。例如，计算设备1002可被实现为计算机1014类的设备，该类包括个人计算机、台式计算机、多屏幕计算机、膝上型计算机、上网本等。

计算设备1002还可被实现为移动设备1016类的设备，该类包括诸如移动电话、便携式音乐播放器、便携式游戏设备、平板计算机、多屏幕计算机等移动设备。计算设备1002还可被实现为电视机1018类的设备，该类包括在休闲观看环境中具有或连接到通常更大的屏幕的设备。这些设备包括电视机、机顶盒、游戏控制台等。

本文所描述的技术可由计算设备1002的这些各种配置来支持，且不限于在本文描述的各具体示例。这是通过在计算设备1002上包括输入管理器模块220来示出的。输入管理器模块220和其他模块的功能也可被全部或部分通过分布式系统的使用(诸如如下所述的经由平台1022通过“云”1020)来实现。

云1020包括和/或代表资源1024的平台1022。平台1022抽象云1020的硬件(如，服务器)和软件资源的底层功能性。资源1024可包括可在计算机处理在位于计算设备1002远程的服务器上执行时使用的应用和/或数据。资源1024也可包括在因特网上和/或通过诸如蜂窝或Wi-Fi网络之类的订户网络上提供的服务。

平台1022可抽象资源和功能性以将计算设备1002与其它计算设备相连接。平台1022还可用于抽象资源的缩放以向经由平台1022实现的资源1024所遇到的需求提供对应的缩放级别。因此，在互联设备的实施例中，本文描述的功能性的实现可分布在系统1000上。例如，该功能性可部分地在计算设备1002上以及经由抽象该功能性的平台1022来实现。

示例实现

本文所描述的技术的示例实现包括但不限于以下示例中的一者或多者的一个或任意组合：

示例1。一种传感器套件，包括：柔性基板；刺绣在所述柔性基板中以形成触敏传感器阵列的导电电线图案；以及被设置在所述柔性基板上并与所述导电电线图案通信的接口。

示例2。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述导电电线图案被形成为单个层。

示例3。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述触敏传感器阵列包括由所述导电电线图案的交点形成的电极。

示例4。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述触敏传感器阵列被布置成允许检测施加于所述阵列的静电场中的畸变，所述畸变能根据电容的变化而测量。

示例5。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述触摸传感器阵列被布置成允许测量由所述导电电线图案形成的节点之间的互电容。

示例6。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，导电电线包括被绝缘的金属线。

示例7。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述柔性基板包括织物材料。

示例8。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件被嵌入在刚性结构内。

示例9。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件被配置成附连到具有控件指示的盖以形成具有多个触敏控件的柔性输入设备。

示例10。一种设备，包括：具有刺绣在单个层中的传感器布置的柔性基板；以及传感器控制器，所述传感器控制器操作地用于经由所述传感器布置来检测输入信号并且响应于所述输入信号的检测发起控制动作以控制所述设备的功能。

示例11。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的设备，其特征在于，所述设备包括柔性输入设备，所述柔性输入设备具有对应于所述传感器布置所形成的节点的多个控件。

示例12。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的传感器套件，其特征在于，所述设备包括其中嵌入了所述传感器套件的刚性物体。

示例13。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的设备，其特征在于，所述传感器包括被设计成形成所述设备的触敏表面的互电容传感器，所述互电容传感器包括驱动线和感测线的图案，所述驱动线和感测线被刺绣为所述单个层内的被绝缘的导电电线。

示例14。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的设备，其特征在于，所述传感器布置被配置为电线图案，所述电线图案允许基于所述电线图案所形成的节点之间的位置关系来对应变进行测量。

示例15。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括能连接到计算设备的接口，所述接口允许与所述输入信号相关联的数据被传递给所述计算设备以供处理。

示例16。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的设备，其特征在于，所述传感器布置中的传感器包括由被刺绣在单个层中作为连续电线的导电电线的交点所形成的导电节点。

示例17。一种装置，包括：包裹嵌入式传感器套件的刚性结构，所述嵌入式传感器套件包括：柔性基板；以及被绝缘的导电电线图案，所述导电电线图案被刺绣在所述柔性基板中以形成节点阵列，所述节点阵列能用作允许检测施加于所述节点阵列的静电场中的畸变的互电容传感器。

示例18。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的装置，其特征在于，所述刚性结构包括包围具有所述被绝缘的导电电线图案的柔性基板的单个层的热成型材料。

示例19。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的装置，其特征在于，所述刚性结构包括热成型材料，并且所述柔性基板包括用作用于所述刚性结构的加固的基布的渗透性织物。

示例20。如本章节中的各示例中的任何一个或多个所述的装置，其特征在于，所述嵌入式传感器套件创建所述装置的触敏表面。

结语

尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了刺绣式传感器套件的各方面，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述特定特征或动作。相反，这些具体特征和动作是作为实现所要求保护的主题内容的示例形式而公开的。

Claims (15)

1.一种传感器套件，包括：

柔性基板；

刺绣在所述柔性基板中以形成触敏传感器阵列的导电电线图案；以及

被设置在所述柔性基板上并与所述导电电线图案通信的接口。

2.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述导电电线图案被形成为单个层。

3.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述触敏传感器阵列包括由所述导电电线图案中的交点形成的电极。

4.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述触敏传感器阵列被布置成允许检测施加于所述阵列的静电场中的畸变，所述畸变能根据电容的变化而测量。

5.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述触摸传感器阵列被布置成允许测量由所述导电电线图案形成的节点之间的互电容。

6.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述导电电线包括被绝缘的金属线。

7.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述柔性基板包括织物材料。

8.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件被嵌入在刚性结构内。

9.如权利要求1所述的传感器套件，其特征在于，所述传感器套件被配置成附连到具有控件指示的盖以形成具有多个触敏控件的柔性输入设备。

10.一种设备，包括：

具有刺绣在单个层中的传感器布置的柔性基板；以及

传感器控制器，所述传感器控制器操作地用于经由所述传感器布置来检测输入信号并且响应于所述输入信号的检测发起控制动作以控制所述设备的功能。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备包括柔性输入设备，所述柔性输入设备具有对应于所述传感器布置所形成的节点的多个控件。

12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述传感器包括被设计成形成所述设备的触敏表面的互电容传感器，所述互电容传感器包括驱动线和感测线的图案，所述驱动线和感测线被刺绣作为所述单个层内的被绝缘的导电电线。

13.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述传感器布置被配置为电线图案，所述电线图案允许基于所述电线图案所形成的节点之间的位置关系来对应变进行测量。

14.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述设备进一步包括能连接到计算设备的接口，所述接口允许与所述输入信号相关联的数据被传递给所述计算设备以供处理。

15.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述传感器布置中的传感器包括由被刺绣在单个层中作为连续电线的导电电线的交点所形成的导电节点。