CN110499558B - 用于位置敏感电容式触摸感测的复合纱线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包括导电纱线(2)和电阻纱线(3)的复合纱线(1)，其中所述导电纱线(2)联接到所述电阻纱线(3)，并且其中导电纱线(2)与电阻纱线(3)电绝缘。本发明还公开了一种触摸感测器(10)，其包括至少一根复合纱线(1)以及检测装置(5)，该检测装置(5)构造成评估复合纱线(1)的电阻纱线(3)及导电纱线(2)的电容值(CR、CC)，所述检测装置(5)构造成计算电阻纱线(3)与导电纱线(2)的所述电容值(CR、CC)之间的比率(CR/CC)，并且根据所述比率(CR/CC)提供表示沿所述复合纱线(1)的触摸事件的位置的输出信号(S输出)。

Description

用于位置敏感电容式触摸感测的复合纱线
技术领域
本发明涉及电容式感测领域。特别地，本发明涉及一种用于实现触摸感测器的织物的复合纱线。
背景技术
电容式触摸感测器(touch sensor)包括彼此电绝缘且布置为形成网格的多根导电线。
电容式触摸感测器可以采用“自电容感测”技术，其中，每根感测线连接到控制器，该控制器构造成评估每根感测线的电容值，即彼此独立地评估。在这些电容式触摸感测器中，控制器构造成检测因触摸感测线的物体(例如手指)所提供的寄生电容而引起的每根感测线的电容值的变化。触摸事件(event)的位置由控制器通过检测电容网格的哪些感测线(即哪些行和列)被触摸来确定，从而将触摸的位置确定为电容网格上的X，Y坐标。
一些电容式触摸感测器采用“互电容感测”技术，其中，控制器构造成顺序地评估感测线的各个交叉点处的互电容值。换句话说，控制器构造成评估在电容网格的每行和每列的感测线之间形成的各个电容的电容值。电容网格上的物体(例如手指)的触摸是以互电容中的值的变化进行检测的。
嵌入织物中的电容式触摸感测器是已知的。例如，US2016048235A1公开了一种实现包括彼此电绝缘且布置为形成网格的多个导电线的电容式触摸感测的织物。
每根线连接到控制器，该控制器构造成评估每根线的电容值(即，使用“自电容感测”)。控制器通过检测电容网格的每根线的电容变化，进而通过检测哪根水平线和哪根垂直线被触摸来检测触摸事件的位置。控制器使用被触摸的交叉线的交点来确定电容网格上的触摸事件的位置，从而将触摸的位置确定为电容网格上的X，Y坐标。
通过使用导电线作为纬纱和经纱可以将电容网格嵌入织物中。然而，电容网格(竖直线和水平线)的每根导电线必须借助于沿电容网格的竖直侧和水平侧布置的电触点而电连接到感测电路。当电容网格具有大量导电线时，电容网格与感测电路之间的电连接的布线可能非常复杂。
此外，在触摸感测器具有基本上矩形的形式(即，具有相对于竖直线的数量不同的多根水平线)的情况下、或者设置有仅沿着一个方向平行布置的导电线(例如，在滑动感测器的情况下)，可能极难设计电接触头的布置和导电线与感测电路之间的电连接的布线，从而使得触摸感测器的制造复杂且昂贵，并且在某些情况下引起触摸感测器结构的变硬。
发明内容
本发明的一个目标是克服上述现有技术的缺点，并且提供一种允许生产具有简单的电连接布线的触摸感测器的复合纱线。
本发明的另一个目的是提供一种触摸感测器和一种能够以精确且可靠的方式检测触摸事件的、用于检测支承层(例如织物)上的触摸事件的位置的方法。
这些和其它目的由本发明的复合纱线、触摸感测器和用于检测触摸事件的方法来实现。
特别地，根据本发明，复合纱线包括导电纱线和电阻纱线，其中，导电纱线与电阻纱线联接，并且其中，导电纱线与电阻纱线电绝缘。
根据本发明的一个方面，导电纱线的每单位长度的电阻小于200Ω/m，优选小于50Ω/m，更优选小于或等于约10Ω/m。
根据本发明的一个方面，电阻纱线的每单位长度的电阻包括在10kΩ/m与10MΩ/m之间，优选地包括在50kΩ/m与500kΩ/m之间。
电阻纱线具有当物体接触其时变化的电容值(物体的寄生电容联接到电阻纱线)。电阻纱线的电容值的变化根据两个主要方面：联接在电阻纱线与接触其的物体之间的寄生电容，以及沿着电阻纱线的长度发生触摸事件的、相对于评估电阻纱线的电容值的读出点位(即，相对于电阻纱线电连接到检测装置的点)的位置。
根据本发明的一个方面，电阻纱线具有响应于触摸事件而变化的电容值；所述值的变化根据沿电阻纱线的长度发生触摸事件的相对于读出点位的位置。换句话说，当在电阻纱线的一个点位上发生触摸事件时，在读出点位(例如在电阻纱线的一端)所评估的电阻纱线的电容值根据包括在读出点位与发生触摸事件的点位之间的电阻纱线的长度而变化。
根据本发明的一个方面，当物体接触导电纱线时，电容值的变化基本上仅取决于导电纱线与接触导电纱线的物体之间的电容联接。
根据本发明的一个方面，导电纱线具有响应于触摸事件而变化的电容值；所述值的变化基本上与沿其长度发生触摸事件的位置无关。
鉴于此方面，单根复合纱线可以用于通过计算电阻纱线的电容值与导电纱线的电容值之间的比率来检测沿其长度的触摸事件的位置。换句话说，电阻纱线的电容值相对于所评估的导电纱线的电容值提供表示沿复合纱线的长度的触摸事件的位置的值，而与复合纱线与接触它的物体之间的电容联接无关。
根据本发明的一个方面，导电纱线和电阻纱线沿其长度联接。换句话说，导电纱线和电阻纱线相邻布置，使得复合纱线的任何剖面都包括导电纱线的一部分以及电阻纱线的一部分。
优选地，导电纱线与电阻纱线优选地通过加捻联接。
有利地，导电纱线和电阻纱线形成复合纱线的感测芯。优选地，复合纱线还包括覆盖所述感测芯的由非导电材料制成的护套。例如，护套可包括非导电纱线，其每单位长度的电阻大于100MΩ/m，更优选地大于1GΩ/m。
根据本发明的一个方面，非导电材料的电阻率大于103Ωm。
优选地，护套包括由非导电材料制成的短纤维，感测芯优选地与该短纤维芯纺(core-spun)。更优选地，该短纤维是天然纤维(例如棉)。
根据本发明的一个方面，电阻纱线是填充有导电元件的塑料纱线。
优选地，导电纱线是绝缘的金属线(例如铜磁线(magnet wire))。
根据本发明的一个方面，导电纱线的每单位长度的电阻比电阻纱线的每单位长度的电阻小至少两个数量级。优选地，电阻纱线与导电纱线的每单位长度的电阻值之间的比率在100至1000000的范围内，更优选地在1000至100000的范围内。
本发明的另一个对象是包括至少一个复合细长元件的电容式触摸感测器，该复合细长元件包括导电细长元件和电阻细长元件，其中，导电细长元件联接到电阻细长元件，并且其中，导电细长元件与电阻细长元件电绝缘。
术语“细长元件”是指形状类似于线状物的元件(即，线状件)。细长元件的示例是纱线。通常，在细长元件中，三个尺寸中的两个远低于第三尺寸并且相对于第三尺寸通常可忽略不计。例如，细长元件可具有条带的形状，其宽度和厚度相对于长度可忽略不计。优选地，细长元件的三个尺寸中的两个在它们之间是可比较的，并且相对于第三尺寸可忽略不计(理想情况下为一条线)。例如，细长元件可以是沿线性路径布置的线缆、纱线、长丝或材料的迹线。在细长元件中，三个尺寸中的一个、即长度，比其它两个尺寸大至少十倍，优选地大至少二十倍，更优选地大至少五十倍。
根据本发明的一个方面，复合细长元件是根据本发明的复合纱线。一些实施例可提供的是：电容式触摸感测器包括至少一个复合细长元件，该至少一个复合细长元件包括沿着基本上线性布置的电阻材料的迹线(作为电阻细长元件)和/或导电材料的迹线(作为导电细长元件)。
根据本发明的一个方面，上述对于导电纱线和电阻纱线的相同的每单位长度的电阻值可以施加到导电细长元件和电阻细长元件。
换句话说，根据本发明的一个方面，导电细长元件的每单位长度的电阻小于200Ω/m，优选地小于50Ω/m，更优选地小于或等于约10Ω/m。
根据本发明的一个方面，电阻细长元件的每单位长度的电阻包括在10kΩ/m与10MΩ/m之间，优选地包括在50kΩ/m与500kΩ/m之间。
根据本发明的一个方面，导电细长元件的每单位长度的电阻比电阻细长元件的每单位长度的电阻小至少两个数量级。优选地，电阻细长元件与导电细长元件的每单位长度的电阻值之间的比率在100至1000000的范围内，更优选地在1000至100000的范围内。
例如，细长元件的每单位长度的电阻可以通过遵循标准AATCC测试方法84-2005或AATCC测试方法84-2011来进行测量。
电容式触摸感测器优选地包括检测装置，该检测装置构造成评估复合细长元件的电阻细长元件的以及导电细长元件的电容值(即，通过使用自电容感测)。
根据本发明的一个方面，检测装置构造成计算电阻细长元件的所述电容值与导电细长元件的所述电容值之间的比率，并且根据该比率提供表示沿着复合细长元件的触摸事件的位置的输出信号。
鉴于此方面，可以仅使用一个复合细长元件来沿着确定的方向(沿复合细长元件布置的方向)检测触摸事件的位置。例如，仅包括一个复合细长元件(例如本发明的复合纱线)的触摸感测器可以用作滑动感测器，其仅具有用于将导电细长元件和电阻细长元件连接到检测装置的两个电触点。
根据本发明的一个方面，触摸感测器包括多个复合细长元件，其中，检测装置构造成计算每个复合细长元件的电阻细长元件的电容值与导电细长元件的电容值之间的比率，并且提供表示沿着多个复合细长元件的各根复合纱线的触摸事件的位置的输出信号。
优选地，复合细长元件基本上彼此平行布置。
鉴于此方面，触摸感测器的复合细长元件可以仅沿着触摸感测器的一侧电连接到检测装置。换句话说，触摸感测器允许通过仅沿着方向X或Y中的一个方向布置彼此平行的多个复合细长元件来检测X-Y参考平面上的触摸事件的位置。
根据本发明的一个方面，该一个或多个复合细长元件可以联接到支承层、优选地为织物。鉴于此方面，触摸感测器可以容易地嵌入在织物上。
优选地，一些实施例可以提供的是：触摸感测器嵌入机织织物中。更优选地，这些实施例提供的是：一根或一根以上的复合纱线可以是机织织物的经纱或纬纱的至少一部分。
本发明的一些实施例可以提供的是：检测装置连接到被构造成将输出信号发送到外部装置(例如智能手机)的通信模块。
本发明的另一个对象是一种用于检测支承层上的触摸事件的位置的方法，该方法包括以下步骤：
(a)提供包括至少一个复合细长元件的支承层，所述复合细长元件包括导电细长元件和电阻细长元件，其中，导电细长元件联接到电阻细长元件，并且其中，导电细长元件与电阻细长元件电绝缘；
(b)评估至少一个复合细长元件的电阻细长元件的电容值和导电细长元件的电容值；
(c)计算在步骤(b)中评估的电阻细长元件的电容值与导电细长元件的电容值之间的比率；
(d)根据在步骤(c)中计算的比率提供表示所检测到的触摸事件的位置的输出信号。
根据本发明的一个方面，支承层是织物，其中，复合细长元件是根据本发明的复合纱线。
附图说明
现在将参考所附的非限制性附图，通过示例更详细地描述本发明。需要强调的是，根据惯例，附图的各种特征不一定按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。在整个说明书和附图中，相同的附图标记标示相同的特征，其中：
-图1A示意性地示出了根据本发明实施例的复合纱线的立体图；
-图1B是示出图1A所示复合纱线的一部分的放大图；
-图2A示意性地示出了根据本发明另一实施例的复合纱线的立体图；
-图2B是沿图2A所示复合纱线的切割平面A-A剖切的剖面；
-图3示意性地示出了根据本发明实施例的触摸感测器的立体图；
-图4和图5示出了在两种不同类型的触摸事件期间根据本发明特定实施例的复合纱线的电容值的时域中的两个图表；
-图6示意性地示出了根据本发明实施例的触摸感测器的立体图。
具体实施方式
图1A和图1B示出了根据本发明的复合纱线1的示例性实施例。复合纱线1包括导电纱线2和电阻纱线3(其在图1B所示的放大视图中可以更清楚地看到)。
导电纱线2和电阻纱线3优选地通过加捻联接在一起。例如，导电纱线2可以与电阻纱线3一起芯纺，或反之亦然。一些实施例可提供例如导电纱线2优选地绣在电阻纱线3周围，或反之亦然。其它实施例可提供导电纱线2和电阻纱线3通过诸如通过混纺、螺旋纺(spiraling)等工艺的其它联接工艺联接在一起，同时也落在本发明的保护范围之内。
导电纱线2例如通过设置在导电纱线2的表面上的电绝缘涂层2a而与电阻纱线3电绝缘。
导电纱线2优选地是绝缘的金属线，例如磁线。磁线，也称为“漆包线”，是涂覆有非常薄的绝缘层的(例如由铜或铝制成的)金属线。磁线是可商购获得的并通常用于构造需要紧密线圈绝缘线的变压器、电感器、电动机、扬声器、硬盘磁头致动器、电磁体和其它应用。
优选地，导电纱线2的每单位长度的电阻Rc小于200Ω/m，更优选的小于50Ω/m，例如约10Ω/m。换句话说，导电纱线2的剖面和电阻率被选择成用以获得：一米的导电纱线2具有小于200Ω的电阻，更优选的小于50Ω的电阻，例如大约10Ω的电阻。
例如，导电纱线2可以由电阻率小于10-6Ωm，更优选小于10-7Ωm的材料制成(例如银、铜、金、铝、铂、铁可以是用于导电纱线2的合适的材料。
优选地，电阻纱线3的每单位长度的电阻Rr在10kΩ/m与10MΩ/m之间，更优选的在50kΩ/m与500kΩ/m之间，例如约200kΩ/m。换句话说，电阻纱线3的剖面和电阻率被选择成用以获得：一米的电阻纱线3具有的电阻在10kΩ与10MΩ之间，更优选的在50kΩ与500kΩ之间，例如大约200kΩ。
例如，电阻纱线3的电阻率在10-6Ωm与103Ωm之间，更优选在10-4Ωm和10-1Ωm之间。
电阻纱线3优选是填充有导电元件(例如导电碳)的塑料纱线(例如尼龙)。更优选地，电阻纱线3可以是具有布满到其表面中的导电碳的80旦尼尔的尼龙6,6。
例如，合适的电阻纱线3可以是具有商品名为瑞希斯提有限公司
Figure GDA0003817536940000081
F901、梅尔杰(MERGE)R080的可获得的电阻纱线，其是具有布满到其表面中的导电碳的80旦尼尔的尼龙6,6单丝纱线。该特定电阻纱线具有圆形剖面，带有厚度为约1μm的涂层，线性质量密度为约84旦尼尔。该电阻纱线的电阻约为0.8×105Ω/cm(即约80kΩ/m)。
根据本发明的一个方面，导电纱线2的每单位长度的电阻比电阻纱线3的每单位长度的电阻小至少两个数量级。
优选地，电阻纱线3与导电纱线2的每单位长度的电阻值之间的比率Rr/Rc在100至1000000的范围内，更优选地在1000至100000的范围内。
关于图2A和2B，本发明的一些实施例可以提供的是,复合纱线1包括由非导电材料制成的护套1b。在这些实施例中，导电纱线2和电阻纱线3形成由护套1b覆盖的感测芯1a。
护套1b可以由例如每单位长度的电阻Rn大于100MΩ/m的非导电纱线形成，更优选地的由大于1GΩ/m的非导电纱线形成。
根据本发明的一个方面，复合纱线1的护套1b包括由非导电材料制成的短纤维4，优选地具有大于103Ωm的电阻率，更优选地具有大于106Ωm的电阻率。
感测芯1a优选地与护套1b的短纤维4一起芯纺。一些实施例可以提供的是：感测芯1a上绣有护套1b的短纤维4，或者由本领域已知的其它护套工艺覆盖。
短纤维4优选为诸如棉、羊毛、丝绸等的天然纤维。一些实施例可提供的是：复合纱线1的护套1b被提供染料1c，例如靛蓝染料。
复合纱线1可用于制造能够嵌入例如织物中的电容式触摸感测器10。特别地，本发明的对象是包括至少一个复合细长元件1的电容式触摸感测器10，该复合细长元件1包括导电细长元件2和电阻细长元件3，其中，导电细长元件2联接到电阻细长元件3，并且其中，导电细长元件2与电阻细长元件3电绝缘。
导电细长元件2和电阻细长元件3构造成电连接到检测装置5。
检测装置5构造成评估电阻细长元件3的电容值CR和导电细长元件2的电容值CC。检测装置构造成计算电阻细长元件3的电容值CR与导电细长元件2的电容值CC之间的比率CR/CC，并且根据比率CR/CC提供表示沿复合细长元件1的触摸事件的位置的输出信号S输出。
为简单起见，根据本发明的触摸感测器的以下描述涉及如上所述的纱线和复合纱线，然而，本说明的教导可应用于具有代替纱线的通用细长元件的触摸感测器。
特别地，关于图3，触摸感测器10包括至少一根复合纱线1以及检测装置5，该检测装置5构造成评估电阻纱线3的电容值CR和导电纱线2的电容值CC。
导电纱线2的电容值CC和电阻纱线3的电容值CR可以例如通过测量充电时间或振荡器的振荡频率或通过本领域已知的其它测量技术来评估。
一些实施例可提供的是：检测装置5包括供导电纱线2和电阻纱线3连接到的前端电路6。例如，前端电路6可包括至少一个振荡器(例如科毕茨(Colpitts)振荡器)。导电纱线2和电阻纱线3选择性地连接到(在没有触摸事件的情况下)具有预定振荡频率的振荡器。
导电纱线2的电容值CC和电阻纱线3的电容值CR的变化被检测作为振荡器的振荡频率的变化。换句话说，通过评估振荡器的振荡频率可计算导电纱线2的电容值CC和电阻纱线3的电容值CR。
优选地，检测装置5包括连接到前端电路6的微型控制器7，并且构造成基于振荡器的振荡频率计算导电纱线2的电容值CC和电阻纱线3的电容值CR。
例如，前端电路6包括连接到微型控制器7的发送端子，该微型控制器7将参考信号(例如布尔(Boolean)信号)发送到前端电路6的发送端子。
前端电路6包括返回端子，该返回端子以延迟复制参考信号，该延迟是导电纱线2和电阻纱线3的充电时间的函数。可以基于所评估的延迟来计算导电纱线2的电容值CC和电阻纱线3的电容值CR。
复合纱线1在读出点位处、优选地在其一个端部处电连接到检测装置5。特别地，电阻纱线3的一端电连接到检测装置5。类似地，导电纱线2的相应端部电连接到检测装置5。
如图4和5所示，导电纱线2的电容值CC响应于触摸事件而变化，而与沿着复合纱线1发生触摸事件的相对于读出点位的位置无关。换句话说，电容值CC表示触摸事件是否发生以及导电纱线2与接触复合纱线1的物体(例如，用户的手指)之间的电容联接有多强。
电阻纱线3的电容值CR响应于触摸事件而变化，并且根据沿着复合纱线1发生触摸事件的相对于读出点位的位置而变化。换句话说，如果物体(例如，用户的手指)沿着复合纱线1的长度在不同位置接触复合纱线1，则电容值CR根据沿着复合纱线1发生触摸事件的位置而变化。
基本上，电阻纱线3可以用与电阻器串联的电容器的集总(lumped)模型表示，该电阻器具有取决于触摸事件的位置(即，物体的寄生电容施加到电阻纱线3的位置)的电阻值。在导电纱线2的情况下，电阻率的值非常小，使得电容值CC与发生触摸事件的位置的依赖性可以忽略不计。
特别地，图4示出了根据本发明的特定实施例的复合纱线1的电容值CR、CC的时域图，电容值CR、CC响应于用户的手指在沿复合纱线1的长度的多个位置处所执行的一系列触摸事件。
图5示出了当用户的手指沿着复合纱线1的长度连续滑动时图4的相同图表。远离检测装置5的触摸事件将被检测为低电容值CR。当在检测装置5附近(即，接近读出点位)执行触摸事件时，将检测到高电容值CR。
图4和5中所示的图表通过触摸10cm的复合纱线1获得，该复合纱线1包括与电阻纱线3加捻的绝缘铜线2(磁线)，绝缘铜线2具有直径为约35μm的剖面，电阻纱线3是可获得的，并且具有商品名为瑞希斯提有限公司
Figure GDA0003817536940000101
F901、梅尔杰(MERGE)R080，以形成与棉纤维护套1b的芯纺的感测芯1a。
然而，电阻纱线3的电容值CR也根据电阻纱线3与接触复合丝1的物体之间的电容联接而变化。因此，从电容值CR不能评估触摸事件的位置而不考虑物体和电阻纱线3之间的电容联接。
换句话说，如果电阻纱线3与接触复合纱线1的物体之间的电容联接发生变化(例如，在具有不同寄生电容值的不同用户的情况下)，则响应于沿复合纱线的相同位置上的触摸事件评估的电阻纱线3的电容值CR将是不同的。
检测装置5有利地构造成计算电阻纱线3的电容值CR与导电纱线2的电容值CC之间的比率CR/CC。
根据本发明的一个方面，比率CR/CC表示沿复合纱线1的触摸事件的位置，其中接触复合纱线1的物体与导电纱线2及电阻纱线3之间的电容联接的依赖性可忽略不计。换句话说，比率CR/CC的值表示沿复合纱线1的触摸事件的位置，而不管接触复合纱线1的物体与导电纱线2及电阻纱线3之间的电容联接有多强。
优选地，检测装置5包括被构造成计算所评估的电容值CR、CC的比率CR/CC的微型控制器7。检测装置5构造成提供根据比率CR/CC的输出信号S输出，其表示沿复合纱线1的触摸事件的位置。
优选地，输出信号S输出可返回比率CR/CC最终乘以例如根据复合纱线1的长度而选择的系数k的值。输出信号S输出优选地以具有刷新周期(例如，几毫秒)的预定的韵律(cadency)更新，在该刷新周期期间，重新评估电容值CR和CC以更新比率CR/CC。
例如，图3中所示的触摸感测器10不仅可用于检测滑动(swipe)的方向，而且还可用于检测复合纱线1a的哪个区域发生滑动。沿着有复合纱线1联接在其上的织物的感测区域可以精确且可靠地检测触摸事件。换句话说，对于单根复合纱线1，本发明的触摸感测器10可以区分在织物的不同区域中的不同滑动。
复合纱线1(或总地而言，复合细长元件1)可以通过缝合、通过针织(knitting)、通过机织(weaving)或通过本领域已知的任何其它联接技术联接到织物(或通用支承层)。
例如，一些实施例可提供的是：复合细长元件1包括沿着基本上线性布置的电阻材料的迹线(作为电阻细长元件3)和/或导电材料的迹线(作为导电细长元件2)。
这样的迹线可被制作成例如包括具有导电材料(诸如碳质材料，优选地选自由活性炭、高表面积碳、石墨烯、石墨、活性炭、碳纳米管、碳纳米纤维、活性碳纤维、石墨纤维、石墨纳米纤维、炭黑及其混合物等构成的群组)的生物聚合物(诸如微生物纤维素、微生物胶原、纤维素/几丁质共聚物、微生物丝或其混合物)。优选的实施例提供的是：生物聚合物是微生物纤维素。
例如，可以通过印刷(例如丝网印刷和/或数字印刷)、或者通过局部浸渍将导电材料提供到生物聚合物(例如，生物聚合物层或迹线)。
根据一实施例，包含产生生物聚合物的微生物的培养物包括导电材料。例如，支承层可以与包括产生生物聚合物的微生物和包含导电材料的培养物接触。微生物可以培养成用以生产包括导电材料的生物聚合物，使得支承层设置有由包含导电材料的生物聚合物制成的电阻材料的迹线。
在本申请人的欧洲专利申请第EP18197348.8号中描述了借助于生物聚合物生产电阻材料的图案或迹线的合适方法，其标题为：“《用于提供具有导电性的纺织品的工艺》(APROCESS FOR PROVIDING A TEXTILE WITH ELECTRICAL CONDUCTIVITY PROPERTIES)”，其全部内容以参见的方式并入本文。
一些实施例可提供的是：触摸感测器10包括例如联接到织物的多根复合纱线1以提供多个感测区域。这些实施例提供的是：检测装置5构造成针对每根复合纱线1计算电阻纱线2的电容值与导电纱线3的电容值之间的比率CR/CC。由检测装置提供的输出信号表示沿多根复合纱线中的每根复合纱线1的触摸事件的位置。
优选地，复合纱线1基本上彼此平行布置。该布置允许提供的是：触摸板能够在其上布置有复合纱线1的感测区域上检测触摸事件和触摸事件的位置，并且其中，复合纱线1可仅沿一个方向(竖直或水平)布置，并且可仅在触摸板的一侧连接到检测装置5。
特别地，图6示出了根据本发明的触摸感测器10的实施例，其中，多根复合纱线1机织在织物9上。织物9优选地是牛仔布织物或者总地来说是机织织物。图6的实施例例如提供的是：织物9的纬纱包括布置在由纺织材料制成的其它纬纱9a之间的多根复合纱线1。然而，其它实施例可提供的是：织物9的经纱包括布置在由纺织材料制成的其它经纱9b之间的多根复合纱线1。一些实施例可提供的是：经纱或纬纱的所有纱线是复合纱线1，同时也落在本发明的保护范围之内。通常，触摸感测器10可包括作为机织织物9的经纱或纬纱的至少一部分的多根复合纱线1。
复合纱线1的电阻纱线3和导电纱线2连接到检测装置5的前端电路6，使得检测装置5的微型控制器7可以计算每根复合纱线1的电阻纱线3的电容值CR与导电纱线2的电容值CC之间的比率CR/CC。由检测装置5提供的输出信号S输出表示沿多根复合纱线1中的每根复合纱线1的触摸事件的位置。
例如，输出信号S输出可返回成组的扫描序列的值，其中，该扫描序列的每个值是每根复合纱线1的比率CR/CC(最终乘以例如根据复合纱线1的长度所选择的系数k)。各个扫描序列的比率CR/CC的值以预定顺序提供(例如从上到下，或反之亦然)。输出信号S输出优选地以具有刷新周期的预定的韵律更新，在该刷新周期期间，重新评估每根复合纱线1的电容值CR和CC以用于更新比率CR/CC的值的序列。
本发明的触摸感测器10可以用于控制或向外部装置20发送控制命令。一些实施例可提供的是：检测装置5连接到被构造成将输出信号S输出发送到外部装置20的通信模块8。优选地，通信模块8是无线通信模块(例如，蓝牙模块、WiFi模块、红外模块等)。
例如，触摸感测器10的复合纱线1可联接到织物9以用于以简单且可靠的方式生产具有允许穿着者控制外部装置20(例如，智能手机、音乐播放器等)的感测区域的服装(优选地是夹克或裤子)。
例如，触摸感测器10可以联接到织物9以用于在感测区域上(例如，在座椅家具的臂部上)衬垫该座椅家具(优选地为沙发或扶手椅)，以用于允许就座的用户容易地控制外部装置20(例如智能电视、立体声音响等)。
总之而言，一种用于检测支承层上的触摸事件的位置的方法包括以下步骤：
(a)提供包括一根或一根以上根据本发明的复合纱线1的支承层(优选织物9)；
(b)评估每根复合纱线1的电阻纱线3的电容值CR和导电纱线2的电容值CC；
(c)计算在步骤(b)中评估的电阻纱线3的电容值CR与导电纱线2的电容值CC之间的比率CR/CC；
(d)根据在步骤(c)中计算的比率CR/CC提供表示触摸事件的位置的输出信号S输出。
优选地，该方法包括检测触摸事件的步骤，其优选地根据在步骤(b)中所评估的导电纱线2的电容值CC。例如，可以通过将在步骤(b)中所评估的电容值CC与阈值进行比较来检测触摸事件。在该实施例中，当检测到触摸事件时执行步骤(c)和(d)(在没有检测到触摸事件的情况下，输出信号S输出保持为表示没有触摸事件的预定值)。

Claims (14)

1.一种复合纱线(1)，所述复合纱线(1)包括导电纱线(2)和电阻纱线(3)，其中，所述导电纱线(2)加捻到所述电阻纱线(3)，并且其中，所述导电纱线(2)与所述电阻纱线(3)电绝缘，其特征在于，所述导电纱线(2)的每单位长度的电阻小于200Ω/m，所述电阻纱线(3)的每单位长度的电阻包括在10kΩ/m与10MΩ/m之间，并且其中所述电阻纱线(3)是填充有导电元件的塑料纱线。
2.根据权利要求1所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述复合纱线(1)还包括由非导电材料制成的护套(1b)。
3.根据权利要求2所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述非导电材料的所述护套(1b)包括短纤维(4)。
4.根据权利要求3所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述短纤维(4)是天然纤维。
5.根据权利要求1－4中任一项所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述导电纱线(2)是绝缘金属线。
6.根据权利要求1－4中任一项所述的复合纱线(1)，其特征在于，所述导电纱线(2)的每单位长度的电阻Rc比所述电阻纱线(3)的每单位长度的电阻Rr小至少两个数量级。
7.根据权利要求6所述的复合纱线(1)，其特征在于，Rr/Rc在100至1000000的范围内。
8.一种电容式触摸感测器(10)，包括至少一根根据权利要求1－7中任一项所述的复合纱线(1)，所述导电纱线(2)和所述电阻纱线(3)构造成电连接到检测装置(5)，所述检测装置(5)构造成评估所述复合纱线(1)的所述电阻纱线(3)和所述导电纱线(2)的电容值(CR、CC)，其中所述电阻纱线(3)的电容值(CR)随着沿着所述复合纱线(1)发生触摸事件的位置而变化，并且评估所述导电纱线(2)的电容值(CC)，并且其中所述导电纱线(2)的电容值(CC)响应于触摸事件而变化，而与沿着所述复合纱线(1)发生所述触摸事件的位置无关，所述检测装置(5)构造成计算所述电阻纱线(3)与所述导电纱线(2)的所述电容值(CR、CC)之间的比率(CR/CC)，并且根据所述比率(CR/CC)提供表示沿所述复合纱线(1)的触摸事件的位置的输出信号(S输出)。
9.根据权利要求8所述的电容式触摸感测器(10)，包括多个所述复合纱线(1)，其中，所述检测装置(5)构造成针对多个所述复合纱线(1)的各个复合纱线(1)计算所述电阻纱线(3)与所述导电纱线(2)的所述电容值(CR、CC)之间的比率(CR/CC)，并且根据所述比率(CR/CC)提供表示沿多个所述复合纱线(1)的各个复合纱线(1)的触摸事件的位置的输出信号(S输出)。
10.根据权利要求9所述的电容式触摸感测器(10)，其特征在于，所述复合纱线(1)基本上彼此平行布置。
11.根据前述权利要求8－10中任一项所述的电容式触摸感测器(10)，其特征在于，一根或一根以上的所述复合纱线(1)联接到织物(9)。
12.根据权利要求11所述的电容式触摸感测器(10)，其特征在于，所述织物是机织织物(9)，并且其中，一根或一根以上的所述复合纱线(1)是所述机织织物(9)的经纱或纬纱的至少一部分。
13.根据权利要求8－10中任一项所述的电容式触摸感测器(10)，其特征在于，所述检测装置(5)连接到通信模块(8)，所述通信模块(8)构造成将所述输出信号(S输出)发送到外部装置(20)。
14.一种用于检测织物上的触摸事件和所述触摸事件的位置的方法，其中所述方法包括以下步骤：
(a)提供包括至少一根根据权利要求1－7中任一项所述的复合纱线(1)的织物；
(b)评估所述电阻纱线(3)的电容值(CR)，其中所述电阻纱线(3)的电容值(CR)随着沿着所述复合纱线(1)发生触摸事件的位置而变化，并且评估所述导电纱线(2)的电容值(CC)，其中所述导电纱线(2)的电容值(CC)响应于触摸事件而变化，而与沿着所述复合纱线(1)发生所述触摸事件的位置无关；
(c)计算在所述步骤(b)中评估的所述电阻纱线(3)的电容值(CR) 与所述导电纱线(2)的电容值(CC)之间的比率(CR/CC)；
(d)根据在所述步骤(c)中计算的所述比率(CR/CC)提供表示所检测到的触摸事件的位置的输出信号(S输出)。
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