CN111344659A - 包括传感器的交通工具部件 - Google Patents

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C·福林斯
D·利
B·莫斯利
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Abstract

用于与交通工具部件一起使用的传感器。传感器可包括发射和接收天线，所述发射和接收天线可被交错或放置在整个交通工具的各种材料中，使得与材料的交互将提供与使用相关的信息。传感器还可以经由能够提供与各种交通工具特征和部件的增强交互的材料将信号输注到交通工具内的乘员中。

Description

包括传感器的交通工具部件
本申请包括受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对本专利公开进行影印，就像它出现在专利和商标局文件或记录中，但在别的方面完全保留所有版权。
技术领域
所公开的系统和方法一般涉及感测领域，并且尤其涉及包括传感器的交通工具部件。
背景技术
触敏设备由于其易用性和通用性，其作为各种计算机系统和其他设备的输入设备是流行的。触敏设备通常包括触摸表面，所述触摸表面可以在各种应用中是透明半透明或不透明的。在许多应用(例如，智能电话、智能手表、触摸屏电视和触摸屏监视器)中，透明的触摸表面包括显示设备，所述显示设备通过适当的软件和硬件启用触摸界面，所述触摸界面允许用户与显示器交互。在其他应用(例如，触摸板)中，触摸表面不包括通过其观看的显示设备。用于测量触摸增量(delta)(例如，由触摸产生的可测量变化(即，响应))并且从这些测量来确定一个或多个触摸的位置的许多方法和装置是已知的，参见例如题为“LowLatency Touch Sensitive Device(低等待时间触敏设备)”的美国专利第9,019,224号和题为“Fast Multi-Touch Post-Processing(快速多点触摸后处理)”的美国专利第9,529,476号，以上专利的公开内容通过此引用被并入本文中。触摸增量可表示为以dB(分贝)记的比率。通常地，触摸增量直接影响系统的信噪比(SNR)。在典型的电容式触摸传感器设计中，在传感器的触摸表面期望高触摸增量。通常地，触摸增量将反映触摸传感器的基线响应与其在触摸对象(诸如手指或触控笔)存在时的响应之间的差异。在以上标识的专利的上下文中，触摸增量将反映触摸传感器在每个给定频率处的基线响应与其在触摸对象(诸如手指或触控笔)存在时在那些频率处的响应之间的差异。
触摸传感器的部分——该部分可以是导电材料(诸如ITO或银纳米线)——被嵌入到触摸表面中、放置在触摸表面上、或与触摸表面集成(触摸传感器的这样的部分可以在本文中被称为例如触摸传感器导体、导电元件或触摸传感器天线)。触摸传感器导体通常放置在行和列的栅格中，可以用信号或能量激励行或列之一，尽管在一些实施例中，行和列都被激励。在典型的触摸应用中，行之间的间距和列之间的间距通常是一致的，并且经常建议在4mm至5mm的范围内。
如本文中所使用的，被驱动的导体有时被称为驱动线路，并且另一导体被称为感测线路。(在一些触摸传感器中，触摸传感器导体可以同时充当驱动线路和感测线路，参见例如题为“Fast Multi-Touch Noise Reduction(快速多点触摸噪声减少)”的美国专利第9,811,214号，该申请的公开内容通过此引用被并入本文中。诸如上文所述的这些触摸表面包括触摸区域或节点的阵列，所述触摸区域或节点形成在驱动线路的行与感测线路的列之间的交叉点。为了感测触摸表面上的触摸，激励驱动线路使得它们与交叉的感测线路电容耦合。接收器在交叉的感测线路上测量经耦合的信号。在一些实现方式中，来自邻近触摸的节点的经耦合的信号在感测线路上减小，反之亦然。应注意，如本文中所使用的单词触摸不要求物理触摸(例如，实际接触)，而仅要求足以产生可测量的触摸增量的靠近。通常，触敏设备通过将接收器检测到的触摸增量与行-列位置相关以检测由触摸(即，触摸事件)引起的触摸增量的位置。
虽然行和列被标识为“交叉”，但是该上下文中使用的交叉是从平面图中观察到的。通常，行和列不接触，相反，它们彼此紧邻并且因此可被电容耦合。在一些实现方式中，行和列在分开的层上。在一些实现方式中，行和列在基板的分开的侧面上。行和列可以放置在同一层上，但是可以在每个“交叉”处桥接，需要大量这样的桥接器。作为示例，触摸膜传感器导体之间的典型间距为约4mm至5mm之间。由此，在典型的智能电话上，取决于电话尺寸和导体间间距，可能有20-30行和10-20列，需要200至600个桥接器。
在许多情况下，可能需要屏蔽以分开行导体与列导体，因为它们从触摸表面布线到例如驱动电路和感测电路。在大体上矩形的触摸表面的情况下，必须从相对于列(例如，感测线路)从其进行布线的边缘成90度角的边缘来对行(例如，驱动线路)进行布线。鉴于减少边框尺寸的现代趋势，将行和列附接到驱动和感测电路可能需要仔细地屏蔽和/或困难的或迂回的布线。
以上讨论的以及在所参考的现有技术中的行-列配置，可以容易地蚀刻或设置在平坦的柔性表面上，然后被应用到表面。对于平坦表面，这很好地起作用，然而，在复合曲线上或复杂表面上使用的平坦制造的传感器可能引起包括拉伸和聚束的各种问题，并且可能导致导体在例如包裹操作期间的断裂。
存在对解决这些缺点并提供其他益处的触摸传感器的需求。
附图说明
通过对如附图中示出的优选实施例的以下更具体的描述，本发明的目标、特征和优点将是明显的，其中，参考字符贯穿各个视图指代相同部分。这些附图并不一定是按比例的，而是将重点放在示出本发明的原理上。尽管为了说明本发明的目的而公开了示例实施例和相关联数据，但是鉴于本公开，在不脱离本文公开的范围和精神的情况下，其他实施例和相关联数据对于本领域技术人员而言将是明显的。
图1示出了滑动传感器的实施例的高等级图示。
图2示出了滑动传感器的实施例的示意图。
图3示出了滑动传感器的另一个实施例的示意图。
图4示出了滑动传感器的又一个实施例的示意图。
图5示出了用于检测触摸的传感器的一个实施例的示意图。
图6示出了用于检测触摸的传感器的另一个实施例的示意图。
图7A示出了连接器的示例，(用阴影示出了一个层)其可与图6中所示的用于检测触摸的传感器相结合地采用。
图7B和7C示出了图7A中示出的连接器的正视图和后视图。
图8示出了用于检测触摸的传感器的又一个实施例的示意图。
图9示出了说明性频分调制的触敏设备的功能框图。
图10A是部分环形的横截面的图示。
图10B是可与诸如图10A中示出的部分环形相结合使用的传感器的一个实施例的图示。
图11A是比图10A中示出的部分环形更椭圆的部分环形的横截面的图示。
图11B是可与诸如图11A中示出的部分环形相结合使用的传感器的一个实施例的图示。
图12A-12E各自示出了传感器图案的各种实施例的图示，所述传感器图案可有利地用于与复杂图形的部分结合使用。
图13A-13C示出了环形配置中的交叉传感器图案的实施例的几个视图。
图14A-14C示出了环形配置中的非交叉传感器图案的实施例的几个视图。
图15是交通工具中的乘员的图示。
图16是交通工具内的多个乘员的图示。
图17A示出了与交通工具座椅一起使用的传感器的实施例的正视图。
图17B示出了与交通工具座椅一起使用的传感器的实施例的后视图。
图18示出了具有顶部传感器部分的床垫。
图19是用于手部的信号输注系统的一个实施例的示意图。
图20是图15中示出的信号输注系统的另一个实施例的示意图。
图21A-21F是关于诸如游戏控制器之类的对象的各种手部姿势的图示。
图22是图19中示出的信号输注系统的实施例的双手的变化的示意图
图23是根据本公开的一个实施例的手部输注和隔离系统的图示。
图24是根据本公开的一个实施例的手指输注和隔离系统的图示。
具体实施方式
本申请考虑了设计用于人-计算机或人-机器交互的应用的触摸传感器的各种实施例。本申请也考虑了触摸传感器导体的各种配置和取向，以在与触摸感测装置结合时感测人-计算机或人-机器的交互。在触摸传感器导体配置适合于与频率正交信令技术(参见，例如美国专利号9,019,224和9,529,476，以及美国专利号9,811,214，所有这些都通过引用并入本文)一起使用的同时，它可以与包括扫描或时分技术、和/或码分技术的其他信号技术一起使用。有必要指出的是，本文中描述和图示的传感器也适用于与信号输注(又名信号注入)技术和装置相连接使用。
当前公开的系统和方法包括涉及和用于设计、制造和使用电容性触摸传感器的原理，并且所述电容性触摸传感器尤其是采用基于正交信令的复用方案的电容性触摸传感器，复用方案诸如但不限于：频分复用(FDM)、码分复用(CDM)、或者结合了FDM和CDM两种方法的混合调制技术。本文中对频率的引用也可以指代为其他正交信号基础。因此，通过引用申请人先前的题为“Low-Latency Touch Sensitive Device(低等待时间触敏设备)”的美国专利第9,019,224号和题为“Fast Multi-Touch Post Processing(快速多点触摸后处理)”的美国专利第9,529,476号并入本申请。这些申请考虑了FDM、CDM或FDM/CDM混合触摸传感器，该FDM、CDM或FDM/CDM混合触摸传感器可以结合当前公开的传感器使用。在这种传感器中，当来自行的信号被耦合(增加)或解耦(减少)到列并且结果在该列上被接收时，触摸被感测。通过依次激励行并测量在列处的激励信号的耦合，可以创建反映电容变化并因此反映接近度的热图。
本申请还采用在快速多点触摸传感器和以下公开的其他界面中使用的原理：美国专利号9,933,880、9,019,224、9,811,214、9,804,721、9,710,113、和9,158,411。假定对这些专利内的公开、概念和命名熟悉。这些专利的全部公开以及通过引用并入其中的申请通过引用并入本文。本申请还采用在快速多点触摸传感器和以下公开的其他界面中使用的原理：美国专利申请15/162,240、15/690,234、15/195,675、15/200,642、15/821,677、15/904,953、15/905,465、15/943,221、62/540,458、62/575,005、62/621,117、62/619,656和PCT公开PCT/US2017/050547，假定对其中的公开、概念和命名熟悉。这些申请的全部公开以及通过引用并入其中的申请通过引用并入本文。
贯穿本公开，可以使用术语“触摸”、“多个触摸”、“触摸事件”、“接触”、“多个接触”、“悬停”、或“多个悬停”、“手势”、“姿势”或其他描述符来描述其中由传感器检测到用户的手指、触控笔、物体或身体部位的事件或时间段。在一些传感器中，仅当用户与传感器或传感器体现在其中的设备物理地接触时才发生检测。在一些实施例中，并且如通常由词语“接触”所表示的，这些检测作为与传感器或传感器体现在其中的设备物理地接触的结果发生。在其他实施例中，并且如有时通常由术语“悬停”、“手势”或“姿势”来指代，尽管事实上导电或电容性对象(例如，触控笔或笔)与表面没有实际的物理接触，但传感器可以被调谐以允许检测在触摸表面上方的一定距离处或以其他方式与传感器设备分离并导致可识别变化的“触摸事件”。因此，在本说明书中使用暗示对感测到的物理接触的依赖性的语言不应该意味着所描述的技术仅应用于那些实施例；事实上，几乎全部的(若不是全部的话)本文所描述的内容将同等地应用于“接触”、“悬停”、“手势”和“姿势”，它们中的每一个都是触摸或触摸事件。通常，如本文中所使用的，词语“悬停”是指非接触式触摸事件或触摸，并且如本文中所使用的，就本文旨在的“触摸”的意义而言，术语“悬停”、“手势”和“姿势”是“触摸”的类型。因此，如本文中使用的，当短语“触摸事件”和词语“触摸”用作名词时包括接近触摸和接近触摸事件，或者可以通过使用传感器来标识的任何其它手势。“压力”指代由用户抵触对象的表面(例如，用他们的手指或手按压)施加的每单位面积的力。类似地，“压力”的量是“接触”(即，“触摸”)的测量。“触摸”指代“悬停”、“接触”、“手势”、“姿势”、“压力”或“紧握”的状态，而通常通过信号低于用于传感器的精确测量的阈值来标识缺乏“触摸”。根据一个实施例，触摸事件可以以非常低的延迟(例如，在十毫秒或更短的数量级上，或在少于一毫秒的数量级上)被检测、被处理、并被提供到下游计算进程。
如本文中使用的，并且特别是权利要求内的，诸如第一和第二的序数术语本身并不旨在意味着序列、时间或唯一性，而是用于将一个所述构造与另一个所述构造进行区分。在上下文规定的一些使用中，这些术语可能暗示着第一和第二是唯一的。例如，在第一时间发生事件，并且在第二时间发生另一个事件的情况下，没有意图暗示第一时间发生在第二时间之前、在第二时间之后、或者与第二时间同时。然而，在权利要求中提出了第二时间在第一时间之后的进一步限制的情况下，上下文将要求第一时间和第二时间理解为唯一的时间。类似地，在上下文如此指示的或允许的情况下，序数术语旨在被广义地解释，使得两个所标识的权利要求构造可以具有相同的特征或不同的特征。由此，例如，在没有进一步限制的情况下，第一频率和第二频率可以是相同频率(例如，第一频率是10Mhz并且第二频率是10Mhz)，或可以是不同的频率(例如，第一频率是10Mhz并且第二频率是11Mhz)。上下文可以另有规定，例如，第一和第二频率被进一步限制为彼此频率正交，在这种情况下，它们不可能是同一频率。
已经在上文讨论的专利申请中公开了快速多点触摸(FMT)传感器的一些原理。在实施例中，正交信号被发射到多个驱动导体中，并且由信号处理器分析由附接到多个感测导体的接收器所接收的信息以标识触摸事件。驱动和感测导体(有时也称为行和列、发射器和接收器)可以以多种配置组织，包括例如其中交叉点形成节点的矩阵，并且通过处理列或感测信号在这些节点检测触摸交互。在正交信号是频率正交的实施例中，正交频率之间的间隔Δf至少是测量周期τ的倒数，测量周期τ等于列被采样的周期。由此，在实施例中，可使用一千赫兹的频率间隔(Δf)来用一毫秒(τ)测量列(即，Δf＝1/τ)。
在实施例中，混合信号集成电路(或下游部件或软件)的信号处理器适于确定表示发射到行的每个频率正交的信号的至少一个值。在实施例中，混合信号集成电路(或下游部件或软件)的信号处理器对所接收的信号执行傅里叶变换。在实施例中，混合信号集成电路适于数字化所接收的信号。在实施例中，混合信号集成电路(或下游部件或软件)适于数字化所接收的信号并且在数字化的信息上执行离散傅里叶变换(DFT)。在实施例中，混合信号集成电路(或下游部件或软件)适于数字化所接收的信号并在数字化的信息上执行快速傅里叶变换(FFT)(FFT是离散傅里叶变换的一种类型)。
鉴于本公开，对本领域技术人员将明显的是，在本质上，DFT将采样周期(例如，积分周期)期间获得的数字样本的序列(例如，窗口)视为如同重复的序列。作为结果，不是中心频率的信号(即，不是积分周期(其倒数定义了最小频率间隔)的倒数的整数倍)，可能具有相对名义上的，但意想不到的结果，即向其他DFT面元(bin)中贡献小的值。由此，鉴于本公开，对本领域技术人员将明显的是，本文使用的术语正交不被这样的小的贡献“违反”。换句话说，本文中，当我们使用术语频率正交时，如果一个信号对DFT面元做出的基本上所有的贡献看起来与其他信号基本上所有的贡献不同，两个信号被认为是频率正交的。
在实施例中，以至少1MHz对所接收的信号进行采样。在实施例中，以至少2MHz对所接收的信号进行采样。在实施例中，以4MHz对所接收的信号进行采样。在实施例中，以4.096MHz对所接收的信号进行采样。在实施例中，以多于4MHz对所接收的信号进行采样。
例如，为了实现kHz采样，可以在4.096MHz下采集4096个样本。在此类实施例中，积分周期为1毫秒，根据频率间隔应当大于或等于积分周期的倒数的约束，其提供了1KHz的最小频率间隔。(鉴于本公开，对于本领域的技术人员将明显的是，以例如4MHz采集4096个样本将产生略长于毫秒的积分周期，并且实现1kHz采样，以及976.5625Hz的最小频率间隔。)在实施例中，频率间隔等于积分周期的倒数。在此类实施例中，频率正交信号范围的最大频率应小于2MHz。在此类实施例中，频率正交信号范围的实际最大频率应小于采样率的约40％，或约1.6MHz。在实施例中，DFT(其可以是FFT)被用于将经数字化的所接收的信号转换成信息面元，每个信息面元反映了可能已经由发射天线130传送的经传送的频率正交信号的频率。在实施例中，2048个面元对应于从1KHz到约2MHz的频率。鉴于本公开，对于本领域技术人员而言将明显的是，这些示例仅是示例性的。取决于系统的需求，并在受到以上描述的约束下，可以增加或减少采样率、可以调整积分周期、可以调整频率范围等。
在实施例中，DFT(其可以是FFT)输出包括用于传送的每个频率正交的信号的面元。在实施例中，每个DFT(其可以是FFT)面元包括同相(I)分量和正交(Q)分量。在实施例中，I分量和Q分量的平方之和用作对应于该面元的信号强度的测量。在实施例中，I分量和Q分量的平方之和的平方根用作对应于该面元的信号强度的测量。鉴于本公开，对本领域技术人员将明显的是，对应于面元的信号强度的测量可用于与触摸有关的测量。换句话说，作为触摸事件的结果，对应于给定面元中的信号强度的测量将改变。通常，如本文中所用的术语，注入或输注是指向用户的身体发射信号的过程，有效地允许身体(或身体的部分)成为信号的主动发射源。在实施例中，将电信号输注到手部(或身体的其他部分)中，并且即使手部(或手指或身体的其他部位)不与传感器的触摸表面直接接触，可以由传感器检测到该信号。在一定程度上，这允许确定手部(或手指或一些其他的身体部分)相对于表面的接近度和取向。在实施例中，信号由身体携带(例如，传导)，并且取决于所涉及的频率，所述信号同样可以在表面附近或表面下携带。在实施例中，至少KHz范围的频率可用于频率注入。在实施例中，MHz范围内的频率可用于频率注入。为了与如上所述的FMT相结合使用的输注，在实施例中，可选择与驱动信号正交的输注信号，而且因此在感测线路上除了其他的信号，还可以看见该输注信号。
在各种实施例中，本公开针对对悬停、接触、压力、手势和身体姿势敏感的系统(例如，对象、控制器、面板或键盘)，以及所述系统在现实世界、人工现实、虚拟现实和增强现实设置中的应用。本领域的一个普通技术人员将理解，本文中的公开通常应用于使用快速多点触摸以检测悬停、接触、压力、手势和身体姿势的所有类型的系统。
本文中使用的术语“控制器”旨在指代提供人机界面的功能的物理对象。在实施例中，控制器可以是交通工具(诸如摩托车)的车把。在实施例中，控制器可以是交通工具(诸如汽车或船)的方向盘。在实施例中，控制器能够通过直接感测这样的移动来检测手部的移动。在实施例中，控制器可以是与视频游戏系统一起使用的接口。在实施例中，控制器可以提供手部的姿势。在实施例中，通过确定邻近于和/或关联于身体部分和/或功能的移动，例如，骨骼、关节和肌肉的联接以及其如何转换成手部或脚部的姿势和/或移动，控制器可以提供其他身体部分的姿势、位置和/或移动。
本文讨论的设备和控制器可使用用作发射器和接收器的天线。然而，应当理解，天线是发射器、是接收器还是两者取决于上下文和实施例。当被用于传送时，导体可操作地连接到信号发生器。当被用于接收时，导体可操作地连接到信号接收器。在实施例中，用于图案的全部或任何组合的发射器和接收器可操作地连接到能够发射和接收所需信号的单个集成电路。在实施例中，发射器和接收器各自分别可操作地连接到能够发射和接收所需信号的不同的集成电路。在实施例中，用于图案的全部或任何组合的发射器和接收器可以可操作地连接到一组集成电路，每个集成电路能够发射和接收所需的信号，并且一起共享对于此类多个IC配置所必需的信息。在实施例中，在集成电路的容量(即，发射信道和接收信道的数量)和模式的要求(即，发射信道和接收信道的数量)允许的情况下，控制器所使用的用于所有的多个图案的所有发射器和接收器由共同的集成电路或在其间具有通信的一组集成电路操作。在实施例中，在发射信道或接收信道的数量需要使用多个集成电路的情况下，来自每个电路的信息被组合在单独的系统中。在实施例中，单独的系统包括GPU和用于信号处理的软件。
本文所讨论的发射器和接收器的目的是具有3D位置保真度地检测触摸事件、移动、运动和手势，诸如悬停、接近、手位置、手势、姿势等。所发射的信号可在特定方向被发射。在实施例中使用混合信号集成电路。混合信号集成电路包括信号发生器、发射器、接收器和信号处理器。在实施例中，混合信号集成电路适于生成一个或多个信号并发射所述信号。在实施例中，混合信号集成电路适于生成多个频率正交信号并向发射器发送多个频率正交信号。在实施例中，频率正交信号在从DC到高达约2.5GHz的范围内。在实施例中，频率正交信号在从DC到高达约1.6MHz的范围内。在实施例中，频率正交信号在从50KHz到200KHz的范围内。频率正交信号之间的频率间隔通常大于或等于积分周期(即采样周期)的倒数。在实施例中，不改变信号的频率并且作为提到调制信号的振幅。
除了信号传输的其他特征外，还使用上文所讨论的原理以便获得关于各种身体部分的位置、手势、运动、姿态、触摸事件等的有意义的信息。在实施例中，本文所公开的系统和方法使用所发送的信号的各种属性，以便处理该信息以提供手位置和手势的准确描绘。
滑动传感器
图1示出了根据本公开制造的滑动器100的实施例的高等级图示。滑动传感器100包括至少两个触摸传感器导体102、104，一个触摸传感器导体充当驱动线路且另一个触摸传感器导体充当感测线路。尽管传感器导体102和104有时在本文中被描述成驱动线路和感测线路，传感器导体102和104也可被称为发射器和接收器、发射器导体和接收器导体、或发射天线和接收天线。应当理解，特定术语的使用可根据所讨论的应用而变化。
在一实施例中，采用触摸传感器导体102作为驱动线路，并且使用触摸传感器导体104作为感测线路。在一实施例中，相反的是，采用触摸传感器导体102作为感测线路，而使用触摸传感器导体104作为驱动线路。无论取向如何，为了操作滑动传感器100，驱动电路(未图示)生成驱动信号以激励驱动线路，并且感测电路(未图示)感测经电容耦合的响应。当滑动传感器100的表面上不存在触摸时，基线响应被感测到(根据定义)。(如上文所讨论的，如本文中所使用的术语触摸不要求接触，而相反指的是影响驱动线路与感测线路之间的电容耦合的接触和接近触摸。)当触摸发生时，触摸增量可被标识。换句话说，当触摸发生时，驱动线路和感测线路之间的电容耦合改变。在一实施例中，触摸增量是正的。在一实施例中，触摸增量是负的。
滑动传感器100的触摸增量根据触摸对象沿滑动传感器100的位置(即，从触摸传感器导体可见的位置和远离触摸传感器导体可见的位置)而不同，即，触摸对象影响驱动线路与感测线路之间的电容耦合。(如本文中所用，术语触摸对象将被用于指代影响驱动线路和感测线路之间的电容耦合的对象。)在实施例中，触摸增量的大小当触摸对象在滑动传感器的一端处时和当触摸对象在滑动传感器的另一端处时是不同的。在实施例中，触摸增量的大小当触摸对象在滑动传感器的一端处时较高，并且当触摸对象在滑动传感器的另一端处时较低。在实施例中，触摸增量的大小从当触摸对象在滑动传感器的一端处时是高的或最大的到当触摸对象在滑动传感器100的另一端处时是最小的或低的这个范围中变化。在实施例中，触摸增量随着触摸对象沿滑动传感器100纵向(例如，朝向或远离图1中所示的触摸传感器导体连接)滑动而改变。在实施例中，触摸增量以可预测的方式随着触摸对象沿滑动传感器100纵向滑动而变化。在实施例中，由于触摸增量随着纵向的位置变化，可将触摸增量的大小用于推断位置。
尽管将滑动传感器100示出为具有可接入以允许单元的一端(即，边缘)处的连接的两个触摸传感器导体，但应注意，在实施例中，可以将这样的接入点(例如，用于驱动电路和感测电路的连接点)放置在滑动传感器100的相对端上。在实施例中，可以使接入点位于滑动传感器100上的任何位置处，然而，如鉴于本公开内容对本领域技术人员来说是明显的，在引至触摸传感器导体或从触摸传感器导体引出的布线中，需要注意以确保布线不引起对传感器信号的干扰(例如，对感测到的响应的干扰)。在实施例中，使用屏蔽来防止由经布线的引线的地点或位置导致的干扰，该经布线的引线用于将触摸传感器导体连接到其可被接入的点。
本文所公开的触摸传感器导体配置可用任意技术制造，以将触摸传感器导体放置在前表面上和/或后表面上或基板内。可使用本领域技术人员熟悉的技术来放置、配置或定向触摸传感器导体，包括，列举几种常用方法，例如蚀刻、光刻、化学气相沉积、物理气相沉积、化学机械平坦化或氧化等。许多不同的基板适用于支撑触摸传感器导体。在实施例中，使用刚性或柔性的印刷电路板以支撑触摸传感器导体。在实施例中，可使用柔性塑料或其他可变形基板以支撑触摸传感器导体。
此外，在本文所公开的触摸传感器导体配置的每一个配置中，可以将所述触摸传感器导体中的一个或多个触摸传感器导体放置在支撑基板的与其他的触摸传感器导体中的一个或多个触摸传感器导体相对的侧面上。因此，在实施例中，两个触摸传感器导体可以位于基板的同一侧。替代地，在实施例中，一个或多个触摸传感器导体可以位于基板的一侧，同时一个或多个其他的触摸传感器导体可以位于基板的相对侧。在另一个实施例中，所述触摸传感器导体中的一个或多个触摸传感器导体在相对薄的基板的一侧上，并且其他的触摸传感器导体中的一个或多个触摸传感器导体在单独的基板上，所述两个基板堆叠成相对薄的基板在另一基板上方。在不背离本说明书的精神和范围的情况下，本领域技术人员鉴于本公开内容将意识到其他配置，本说明书的精神和范围仅旨在受到所附权利要求的限制。
图2示出了滑动传感器200的一个实施例的示意图。在图示中，触摸传感器导体202、204在滑动传感器200中是可见的。在所示的实施例中，触摸传感器导体202、204不是互相平行的，而相反，触摸传感器导体202、204被布置使得它们之间的关系沿着滑动传感器200的长度而变化。在实施例中，将触摸传感器导体202、204取向为使得沿滑动传感器200的长度(即，在所示附图上向上和向下)的任何给定线性位置对应于触摸传感器导体202、204之间的不同的距离。在实施例中，将触摸传感器导体202、204定向为使得沿滑动传感器200的长度的任何给定线性位置对应于给定的触摸对象在该线性位置处的不同的触摸增量。虽然一个触摸传感器导体202被示出为平行于滑动传感器200的长度方向的直线，但是该取向不是必需或要求的。在一实施例中，触摸传感器导体202不是直的。在一实施例中，触摸传感器导体202是弯曲的。在一实施例中，触摸传感器导体202不被定向为平行于滑动传感器200的长度方向。在一实施例中，触摸传感器导体202、204两者都被定向成窄的“V”形构造。在一实施例中，触摸传感器导体202、204两者都被定向成窄的反“V”形构造。在一实施例中触摸传感器导体202、204两者都是弯曲的，并却都被定向成使得沿滑动传感器200的长度的任何给定线性位置对应于给定的触摸对象在该线性位置处的不同的触摸增量。
在实施例中，触摸传感器导体202、204都是弯曲的，并被定向成使得滑动传感器200的触摸表面上的任何给定X、Y位置对应于给定触摸对象在该位置处的不同的触摸增量。在触摸传感器导体202、204两者都弯曲的实施例中，第一触摸传感器导体可以被配置成空间填充曲线(例如，希尔伯特曲线(Hilbert Curve))，且另一个触摸传感器被配置为具有沿其长度距第一曲线的连续可变的距离(例如，在很近处开始，且在进一步远离处结束)。在使用两个弯曲的触摸传感器导体的实施例中，可以将沿第一曲线的长度的1维测量用于导出传感器上的2维测量。在一实施例中，第一曲线可以是任何皮亚诺曲线(Peano curve)。在一实施例中，第一曲线可以是高斯帕曲线(Gosper curve)。在一实施例中，第一曲线可以是摩尔曲线(Moore curve)。在一实施例中，第一曲线可以是谢尔宾斯基曲线(Serpinskicurve)。鉴于本公开，对于本领域技术人员将明显的是，对于空间填充曲线，存在用于曲线上的1维位置与曲线所填充的空间中的2D位置之间移动的方便的数学。
尽管将滑动传感器200示出为具有可被接入以用于单元的一端(即，边缘)处的连接的两个触摸传感器导体，但应注意，在实施例中，可以将这样的接入点(例如，用于驱动电路和感测电路的连接点)放置在滑动传感器200的相对端上。在实施例中，可以使接入点位于滑动传感器200上的任何位置处，然而，如鉴于本公开内容对本领域技术人员来说是明显的，在引至触摸传感器导体或从触摸传感器导体引出的布线中，需要注意以确保布线不引起对传感器信号的干扰(例如，对感测到的响应的干扰)。在实施例中，使用屏蔽来防止由经布线的引线的地点或位置导致的干扰，该经布线的引线用于将触摸传感器导体连接到其可被接入的点。
应注意，感测区域(和/或基板)可以有各种形状和尺寸，因此，“一个边缘”的描述可能不那么清楚地适用于某些情况。鉴于本公开内容对于本领域技术人员而言将是明显的是，由于本文中所描述的传感器的新颖配置，可使对导体的电接入为与感测区域成显著小于180度(如从感测区域的几何中心测量的)。这与传统的行-列传感器不同，所述传统的行-列传感器将要求从几乎整个180度的电接入。在一实施例中，可使对导体的电接入与感测区域成小于120度(如从感测中心的几何中心测量的)。在一实施例中，可使对导体的电接入与感测区域成小于90度(如从感测中心的几何中心测量的)。在一实施例中，可使对导体的电接入与感测区域成小于45度(如从感测中心的几何中心测量)。
图3示出了滑动传感器300的另一个实施例的示意图。滑动传感器300包括一共四个触摸传感器导体302、304、306、308。在一实施例中，所述四个触摸传感器导体中的两个触摸传感器导体302、308用作驱动线路，而另两个触摸传感器导体304、306用作感测线路。反过来是同样适用的。在一实施例中，将桥接器用于在导电上分离两个交叉触摸传感器导体304、306。在一实施例中，两个交叉触摸传感器导体位于分开的层上。在一实施例中，两个交叉触摸传感器导体位于同一基板的正面和背面上。两个交叉触摸传感器导体位于分开的基板上。非交叉触摸传感器导体302、308可以，但不需要，位于同一或不同的层上或者同一或不同的基板上。如上所讨论的，在实施例中，触摸传感器导体可以是或包括曲线，而不是仅是直线。为了作为触摸传感器的一部分操作，触摸传感器导体被配置为允许驱动电路或感测电路(未图示)附接到其上。
在图3中所示的实施例中，可将所有触摸传感器导体接入到滑动传感器300的单个边缘上。这允许滑动传感器300用于在四个侧面中的三个侧面上提供了很小的边框空间的应用中。尽管将滑动传感器300示出为具有可被接入以用于单元的一端处的连接的触摸传感器导体，但应注意，在实施例中，可以将这样的接入点(例如，用于驱动电路和感测电路的连接点)放置在滑动传感器300的相对端上。在实施例中，可以使接入点位于滑动传感器300上的任何位置处，然而，如鉴于本公开内容对本领域技术人员来说是明显的，在引至触摸传感器导体或从触摸传感器导体引出的布线中，需要注意以确保布线不引起对传感器信号的干扰(例如，对感测到的响应的干扰)。
在示出的实施例中，非交叉触摸传感器导体302、308是彼此平行的，而交叉触摸传感器导体304、306不是彼此平行的。通过这种配置，并且如果驱动线路具有正交信号，非交叉触摸传感器导体302、308与交叉触摸传感器导体304、306之间的关系沿滑动传感器300的长度变化。如上所讨论的，信号可以在时间、频率和/或编码中是正交的。在一实施例中，再次在多个驱动线路上采用正交信号，将触摸传感器导体302、304、306、308定向成使得沿着滑动传感器300的长度的任何给定线性位置对应于每个驱动线路与每个感测线路之间的唯一距离。在一实施例中，再次在多个驱动线路上采用正交信号，将触摸传感器导体302、304、306、308定向成使得沿着滑动传感器300的长度的任何给定线性位置对应于每个驱动线路与每个感测线路之间的唯一触摸增量。
在一实施例中，在分开的时间激励两个驱动线路。在一实施例中，在交替的时间激励两个驱动线路，使得当一个驱动线路被激励时，另一个驱动线路没有被激励，反之亦然。这允许驱动线路使用相同的激励信号。
尽管非交叉触摸传感器导体302、304被示出为平行于滑动传感器300的长度方向的直线，这个取向不是必需或要求的。在一实施例中，所述非交叉触摸传感器导体302、308中的一个或多个非交叉触摸传感器导体不是直的。在一实施例中，所述非交叉触摸传感器导体302、308中的一个或多个非交叉触摸传感器导体是弯曲的。
在实施例中，仅需要一个非交叉触摸传感器导体。换言之，在实施例中，滑动传感器300利用三个触摸传感器导体302、304、306进行操作。在实施例中，仅需要一个交叉触摸传感器导体。换言之，在实施例中，滑动传感器300利用三个触摸传感器导体302、304、308进行操作。三触摸传感器导体滑动传感器300可使用一个或两个驱动线路和一个或两个感测线路。
因此，作为这样的三触摸传感器导体滑动传感器300的许多示例中的一个示例，使用非交叉触摸传感器导体302作为驱动线路，并且使用交叉触摸传感器导体304、306作为感测线路。驱动线路与每个感测线路之间的距离受到沿滑动传感器300的向上移动和向下移动的反向影响。在这样的实施例中，驱动线路与每个感测线路之间的耦合可以受到沿滑动传感器300的向上移动和向下移动的反向影响，即，当驱动线路302与感测线路304之间的耦合增加时(例如，当触摸对象在图示上越低并且因此触摸传感器导体302、304靠近在一起时)，驱动线路302与感测线路306之间的耦合减少(例如，当触摸对象在图示上越低并且触摸传感器导体302、306更远离)。
作为这样的三触摸传感器导体滑动传感器300的另一个图示，使用非交叉触摸传感器导体302作为感测线路，并且使用交叉触摸传感器导体304、306作为驱动线路。在这样的实施例中，对于朝向滑动传感器300的底部(如图示中所定向的)的触摸对象位置而言，对于驱动线路304上的激励信号相比驱动线路306上的激励信号而言预期在感测线路302上看到更大的触摸增量。
作为三触摸传感器导体滑动传感器300的进一步图示，使用非交叉触摸传感器导体302、308作为感测线路，并且使用交叉触摸传感器导体304作为驱动线路。在这样的实施例中，对于朝向滑动传感器300的底部的触摸对象位置而言，对于驱动线路304上的激励信号，预期在感测线路302上看到与感测线路308上看到的触摸增量相比而言更大的触摸增量。
在实施例中，将传感器300实现为使得至少交叉触摸传感器导体304、306不在同一层上或被桥接器在导电上隔离；两个感测线路302、308定位为在左侧和右侧直线垂直，且两个驱动线路304、306定位在对角线上。在这样的实施例中，其中非交叉接触传感器导体302、308是感测线路并且交叉接触传感器导体304、306是驱动线路，并且其中两个接触传感器导体302、304在一个层上，而另两个接触传感器导体306、308在另一层上，滑块形式的单侧驱动传感器被配置为：
(i)当在其顶部被触摸时,
1)感测线路302上的触摸增量相对于驱动线路306较大，并且相对于驱动线路304较低；
2)感测线路308上的触摸增量相对于驱动线路306较低，并且相对于驱动线路304较大；
(ii)当在其中部被触摸时,
1)感测线路302上的触摸增量相对于驱动线路306和驱动线路304大致相同；
2)感测线路308上的触摸增量相对于驱动线路306和驱动线路304大致相同；
(iii)当在底部被触摸时,
1)感测线路302上的触摸增量相对于驱动线路306较低，并且相对于驱动线路304较大；
2)感测线路308上的触摸增量相对于驱动线路306较大，并且相对于驱动线路304较低；
该结果可从单个边缘被访问。更一般地，可由触摸检测逻辑来使用两个感测线路302、308的绝对触摸增量以确定触摸与右侧和左侧相距多近，并且增量的差异可用于确定触摸在垂直轴上从底部到顶部的位置。
图4示出了双接触传感器导体402、404滑动传感器400的又一个实施例的示意图。图4中所示的实施例与图2中所示的实施例相似，然而，滑动传感器400中的两个触摸传感器导体404中的一个触摸传感器导体是曲线的。在实施例中，可使用二阶曲线。在实施例中，可将曲线赋予触摸传感器导体402、404中的一个或多个。在实施例中，触摸传感器导体402、404中的一个或多个是曲线的以影响由感测电路(未图示)在感测线路上感测到的接触增量。在实施例中，触摸对象的影响通常随着电容耦合触摸传感器导体之间的距离的平方而减小。由此，配置触摸传感器导体使得它们的间距是(或近似)二阶曲线，可以提供当触摸对象沿着滑动传感器400的长度移动时更线性的触摸增量响应。在实施例中，触摸传感器导体中的一个或多个是曲线的，使得感测到的信号与触摸的位置更线性相关。在实施例中，触摸传感器导体中的一个或多个的是曲线的以使感测信号与触摸的位置线性相关。
滑动传感器100、200、300和400可在水平序列中使用以提供X定位。转至图5，示意性地示出了用于检测触摸的传感器的实施例。传感器500包括两组触摸传感器导体502、504。两组触摸传感器导体502、504被示出为直线，但如上文所讨论的，也可以是曲线，并且的确可以是曲线的以增加响应(例如，触摸增量)相对于驱动线路/感测线路对的线性度。在实施例中，采用两组触摸传感器导体502、504中的一组作为驱动线路，而采用两组触摸传感器导体502、504中的另一组作为感测线路。
在实施例中，图5中示出的触摸传感器导体的垂直/对角线对可以配置和表现为如结合图2所描述的那样。在实施例中，图5中所示的触摸传感器导体的垂直/对角线/垂直三元组可以配置和表现为如结合结合图3所描述的三触摸传感器导体的实施例所描述的那样。应当注意，图5中所示的实施例任意地包含偶数数目的触摸传感器导体，但是同样可具有奇数数目的触摸传感器导体，例如，在所示的最后一个触摸传感器导体的右侧具有额外的垂直触摸传感器导体。
图5中所示的配置以及鉴于本公开内容对于本领域技术人员而言明显的该配置的变体可用于感测跨触摸传感器500的X和Y位置。在一实施例中，根据本公开的传感器中的驱动线路之间的间隔可以，但不需要落在4mm至5mm的范围内。在一实施例中，根据本公开的传感器中的驱动线路之间的间隔可以比4mm更近。在一实施例中，根据本公开的传感器中的驱动线路之间的间隔可以超过5mm。类似地，在一实施例中，根据本公开的传感器中的感测线路之间的间隔可以，但不需要落在4mm至5mm的范围内。在一实施例中，根据本公开的传感器中的感测线路之间的间隔可以比4mm更近。在一实施例中，根据本公开的传感器中的感测线路之间的间隔可以超过5mm。
垂直(“Y”)方向上(如图示中所示)的触摸位置如上文所述被标识。水平(“X”)方向上的触摸位置被检测为触摸对象中发生的水平偏移。例如考虑接近左上角中的触摸传感器500并且朝向右上角水平移动的手指：当在左上角中时，在第一对驱动与感测线路(例如，最左边示出的导体与第二靠左示出的导体)之间将看到给定大小的触摸增量；在手指向右移动时，该触摸增量的大小将减少，同时下一对驱动与感测线路(例如，第三靠左的导体与第四靠左示出的导体之间)上的触摸增量的大小增加。这将跨该面板继续。上述分析忽略了可以从第二与第三导体之间的交互和第四与第五导体之间的交互中收集的额外信息。在实施例中，这些触摸增量在面板的顶部附近会较弱，但是尽管如此，这些触摸增量可以提供用于定位触摸对象的有价值的信息。在实施例中，在驱动线路被用正交信号驱动且感应电路可以感测存在于每一感测线路上的每一正交信号的量的情况下，鉴于本公开对于本领域技术人员将明显的是，来自触摸传感器500的感测信息足以为触摸对象计算X和Y位置，尽管缺乏任何节点(即，驱动线路与感测线路之间的交叉点)。
图5中所示的配置，以及鉴于本公开对于本领域技术人员而言明显的该配置的变体可被提供有到在一个边缘上的驱动和感测电路的所有连接，由此允许用于具有对至少三侧的边缘约束的设计中。如将在下文中更详细讨论的，必须注意将触摸传感器外驱动线路与触摸传感器外感测线路屏蔽开，以使一个线路不影响另一个线路。在实施例中，一组触摸传感器导体502的连接提供在一个边缘上，而另一组触摸传感器导体504的连接提供在另一个边缘上。这样的配置可以减少或消除屏蔽要求。此外，在实施例中，这样的配置可以用于保持激励电路与感测电路物理上分开。
图6示出了用于检测触摸的传感器的另一个实施例的示意图。类似于传感器500，传感器600包括类似于502、504的两组触摸传感器导体602、604。图6示出的实施例不同于图5的实施例在于，图6示出的实施例额外地包含第三组触摸传感器导体606。在实施例中，传感器600的交叉导体604、606位于分开的层上(其可以在同一基板的相对侧、或者同一基板之上和/或之内、或者其可以在两个分开的基板之上和/或之内)。在实施例(参见图8)中，传感器800的交叉导体804、806在同一层上，但是由桥接器分开。(在实施例中，交叉导体804、806由ITO(氧化铟锡)制成，并且使用ITO桥接器在交叉导体804、806的交叉处分离交叉导体804、806。
回到图6，使用三组触摸传感器导体602、604、608中的至少一组触摸传感器导体作为驱动线路，并且使用三组触摸传感器导体中的至少一组触摸传感器导体作为感测线路；触摸传感器600中的第三组触摸传感器导体可以是驱动线路或感测线路。
在一实施例中，两组交叉触摸传感器导体804、806均被用作感测线路，并且该一组非交叉触摸传感器导体被用作驱动线路。在一实施例中，两组交叉触摸传感器导体804、806均被用作驱动线路，并且该一组交叉触摸传感器导体被用作感测线路。在一实施例中，一组交叉触摸传感器导体804被用作感测线路，并且一组非交叉触摸传感器导体和另一组交叉触摸传感器导体被用作驱动线路。在一实施例中，一组交叉触摸传感器导体804被用作驱动线路，并且一组非交叉触摸传感器导体和另一组交叉触摸传感器导体被用作感测线路。不管如何选择驱动和感测线路，上文所述的技术可求解触摸对象的X和Y坐标。在一实施例中，感测电路从感测线路接收到足够信息以求解多个触摸对象的X和Y坐标。
在一实施例中，驱动线路和感测线路的分配是动态的，并且随时间的推移而变化。因此，例如，将三组触摸传感器导体称为A、B和C，并且使用“上撇号”标记(例如，A’)来示出驱动线路，在一实施例中，对于第一扫描或第一帧，所述组是A’、B和C，对于第二扫描或第二帧，所述组是A、B’、C，并且对于第三扫描或第三帧，所述组是A、B、C’——在一实施例中，该序列被重复。在另一个实施例中，对于第一扫描或第一帧，所述组是A’、B’和C，对于第二扫描或第二帧，所述组是A、B’、C’，并且对于第三扫描或第三帧，所述组是A’、B、C’。再次，在一实施例中，该序列被重复。
图6中所示的配置，以及鉴于本公开对于本领域技术人员而言明显的该配置的变体可被提供有至在一个边缘上的驱动和感测电路的所有连接，由此允许用于具有对至少三侧的边缘约束的设计中。如将在下文中更详细讨论的，必须注意将触摸传感器外驱动线路与触摸传感器外感测线路屏蔽开，以使一个线路不影响另一个线路。在一实施例中，在一个边缘上提供用于一组或两组触摸传感器导体的连接，而在另一个边缘上提供用于另一组或另两组触摸传感器导体的连接。在一实施例中，使用触摸传感器导体作为共享用于连接的共用边缘的驱动线路，并且使用触摸传感器作为共享用于连接的共用边缘的感测线路。在一实施例中，用于驱动线路的共用边缘和由感测线路使用的共用边缘是不同的边缘。在一实施例中，用于驱动线路的共用边缘和由感测线路使用的共用边缘是相对的边缘。这样的配置可以减少或消除屏蔽要求。此外，在一实施例中，这样的配置可以用于保持激励电路与感测电路物理上分开。
图7A示出了可与例如图6中示出的用于检测触摸的传感器600相结合地采用的连接器700的示例(为了说明目的而使其部分穿透可见)。图7B示出了在连接器的一侧上的连接器700以及引线702和端子704，而图7C示出了在连接器的另一侧上的连接器700以及引线706和端子708。在图7A中以阴影的方式示出图7C中看到的引线706和连接708。在实施例中，连接器700与传感器600结合使用。在实施例中，引线702连接到非交叉触摸传感器导体602，且引线706连接到交叉触摸传感器导体604、606。连接器700适于用作传感器600的触摸传感器导体602、604、606与驱动和感测电路之间的连接的一部分，且因为引线702放置成连接到触摸传感器导体602并且引线706放置成连接到触摸传感器导体604、606，连接器700特别适合于以下实施例，其中：(i)非交叉触摸传感器导体602是驱动线路且交叉触摸传感器导体604、608是感测线路；或(ii)非交叉触摸传感器导体602是感测线路且交叉触摸传感器导体604、608是驱动线路。接地710将连接器的前侧与背侧分开，以减轻引线702上的信号与引线706上的信号之间的混合或干扰。
当连接器700与传感器600结合使用时，连接器700将来自非交叉触摸传感器导体602的电连接布线到端子704，并且将来自交叉触摸传感器导体604、606的电连接布线到端子708。在实施例中，端子704、708提供用于易于插入操作的边缘连接器。在实施例中，驱动电路和感测电路在与连接器700配合的边缘连接(未图示)处可用。
图9提供了说明性频分调制触摸检测器的功能框图。传感器600(参见图6)被示意性地示出。在实施例中，经由包括数模转换器(DAC)236、238的驱动电路将激励信号发射到触摸传感器230的驱动线路702，并且由包括模数转换器(ADC)244、246的感测电路来从感测线路706对时域接收信号进行采样。在实施例中，被发射的信号是由信号发生器248、250产生的时域信号，该信号发生器248、250可操作地连接到DAC 236、238。在实施例中，可操作地连接到系统调度器222的信号发生器寄存器接口块224负责基于调度发起时域信号的发射。在实施例中，信号发生器寄存器接口块224与帧相位同步块226进行通信，这导致峰值到平均值滤波器块228向信号发生器块248、250馈送引起信号生成所必需的数据。
在实施例中，所接收到信号中的改变反映了在触摸传感器600的触摸事件(例如，触摸增量)、噪音和/或其他影响。在实施例中，在通过FFT块254将时域接收信号转换到频域之前，时域接收信号在硬门252中排队。在实施例中，编码增益调制器/解调器块268提供信号发生器块248、250与硬门252之间的双向通信。在实施例中，时间滤波器块256和电平自动增益控制(AGC)块258被应用于FFT块254输出。在实施例中，AGC块258输出被用于证明热图数据并且被馈送到上采样(UpSample)块260。在实施例中，上采样块260插值热图以产生更大的图，以努力提高团块检测(Blob Detection)块262的准确度。在实施例中，可以使用双线性插值来执行上采样。在实施例中，团块检测块262执行后处理以区分感兴趣的目标。在实施例中，团块检测块262输出被发送到触摸跟踪块264以在感兴趣的目标出现在连续或近端帧中时跟踪感兴趣的目标。在实施例中，还可以将团块检测块262输出分量发送到多芯片接口266以用于多芯片实现。在一个实施例中，结果从触摸跟踪块264被发送到触摸数据物理接口块270，用于通过QSPI/SPI进行短距离通信。
在实施例中，每个信道有一个DAC。在实施例中，每个DAC具有信号发射器，其发射由信号发生器感应的信号。在实施例中，信号发射器由模拟驱动。在实施例中，信号发射器可以是共用发射器。在实施例中，信号由信号发生器发射，由系统调度器调度，向DAC提供数字值列表。每次重新启动数字值列表时，发射的信号都具有相同的初始相位。
在一实施例中，在单个集成电路中实现频分调制触摸检测器(缺少触摸板传感器)。在一实施例中，集成电路具有多个ADC输入以及多个DAC输出。在一实施例中，集成电路具有36个ADC输入以及64个正交DAC输出。在一实施例中，集成电路被设计成与一个或多个相同的集成电路级联，这提供了附加的信号空间，诸如128个、192个、256个或者更多个同步正交DAC输出。在一实施例中，ADC输入能够在正交DAC输出的信号空间内确定所述DAC输出中的每个DAC输出的值，并且由此可确定来自级联的IC的DAC输出的值以及ADC所驻留的IC上的DAC输出的值。
在诸如图9中所示的实施例中，因为触摸检测逻辑现在正在寻找例如在每个接收器上存在的4个面元，则节拍(beat)Vpp是相当可控的，并且FFT中的整体基线信号很显著地增加。更进一步，整体传感器可以比先前的传感器在高得多的每个发射器的基线信号运行。
因为触摸检测逻辑正在寻找差分信号，所以或许可能在特定的应用中提供一些共模抑制，这可能消除一些共模噪声源的影响。这种共模抑制对于特定应用的有效性至少部分地取决于噪声是如何影响FFT大小的。
传感器-方向盘的交通工具实现
图10A示出了在转向设备中通常可以发现的部分环形的横截面的示意图。图10B是传感器的部分的实施例的示意图，该传感器可结合诸如图10A中所示的部分环形使用。在一实施例中，两组导体交错，一组导体端连于一端且另一组导体端连于另一端，这样一组导体内的每个导体可被布线到与该组中的其他导体在同一端的发射器或接收器。在一实施例中，两组导体交错在柔性基板上，一组导体端连于或靠近基板的一个边缘，并且另一组导体端连于或靠近基板的相对边缘。在一实施例中，至少一组导体可操作地连接到发射器，所述发射器适于发射其上的唯一、正交的信号。在一实施例中，两组导体都可操作地连接到发射器，所述发射器适于发射其上的唯一、正交的信号。在一实施例中，至少一组导体可操作地连接到接收器，所述接收器适于接收其上的信号。在一实施例中，两组导体都可操作地连接到接收器，所述接收器适于接收其上的信号。
在示出的实施例中，第一与第二导体组中的导体彼此不平行，而是以使得它们之间的关系沿如图中定向的垂直长度变化的方式布置。在一实施例中，第一与第二导体组被定向成使得任意沿导体的垂直长度(例如，所示附图上的上和下)的给定线性位置对应于导体之间的不同距离。在一实施例中导体绕环形或部分环形放置。在一实施例中，导体设置在基板上，所述基板可绕环形或部分环形包裹。在一实施例中，导体设置在基板上，所述基板有凹口或以其它方式设计成以绕环形或部分环形或其他弯曲的形状包裹。
在实施例中，图10B和图11B的传感器图案可包括附加的对角线导体，如图6和图8中所概括示出的。附加的对角线导体可以在分开的层上，或与示出的如上文所讨论的具有桥接器的导体分开。
图11A-11B示出了复杂形状的一部分的横截面的另一个实施例，以及可以绕复杂形状包裹的两组导体的另一个图案。
在实施例中，一组导体可作为发射器操作且另一组导体可作为接收器操作。在实施例中，两组导体都可以既是发射器又是接收器。
短暂地转向图12A-12E，示出了传感器图案的各种实施例的图示，所述传感器图案可有利地用于与诸如环形的复杂形状的部分相结合使用。在图12A中，如上所述，提供了两组导体，所述导体可以连接到发射器、接收器或此两者。在实施例中，将一组传感器(例如，举例来说，连接到示图的底部的该组传感器)用作发射器，并且将另一组传感器用作接收器。因为发射器导体中的每一个仅与有限数量的接收器导体交叉，在实施例中，可以重复使用频率。在示出的实施例中，一组传感器都没有与超过三个其他组的传感器交叉，并且因此，不管传感器的总长度如何，仅需要三个唯一、正交的信号来操作。在实施例中，将发射导体连接到信号源的引线可以是使用共同频率的发射导体间共用的。在如图所示配置的实施例中，因为对每个唯一的信号，发射器仅需要一个从信号发生器到发射器导体的单独引线，所以对全部发射导体将需要三个单独引线。
图12A中的图示示出了以大约120度交叉的传感器导体。在一实施例中，来自两组传感器导体的传感器导体以90度的角度彼此交叉。在一实施例中，来自一组传感器导体的传感器导体与来自另一组传感器导体的传感器导体以不同于120度的角度交叉，所述角度使得一组传感器导体中的每个传感器导体与另一组传感器导体中的更多传感器交叉。在一实施例中，一组传感器导体与另一组传感器导体以不同于120度的角度交叉，所述角度使一组传感器导体中的每个传感器导体与另一组传感器导体中的更少传感器交叉。在一实施例中，来自两组传感器导体的传感器导体以小于45度的角度彼此交叉。在一实施例中，来自两组传感器导体的传感器导体以大于135度的角度彼此交叉。
图12B示出了传感器图案的另一个实施例，所述传感器图案可有利地用于与诸如环形的复杂形状的部分相结合使用。在实施例中，一组导体彼此大致平行地延伸，而另一组传感器与第一组导体中的每个导体成一个角度并交叉地延伸，并且每个导体被附接到如该附图顶部处所示的引线。在图12A中，一组导体通常彼此平行地延伸，而另一组传感器与第一组导体中的每一导体成90度角度并交叉地延伸。在一实施例中，一组传感器通过引线连接到接收器，所述接收器可以接收存在于导体上的信号。在一实施例中，一组传感器通过引线连接到信号源，所述信号源可以在导体上发射信号。在一实施例中，两组传感器都通过引线附接到接收器，所述接收器可以接收存在于导体上的信号。在一实施例中，至少一组传感器通过引线附接到接收器，所述接收器可以接收存在于导体上的信号，并且至少一组传感器通过引线附接到信号源，所述信号源可以在导体上发射信号。在一实施例中，两组传感器都通过引线附接到接收器和信号源，所述接收器可以接收存在于导体上的信号，所述信号源可以在导体上发射信号。
在实施例中，可将传感器图案布置在柔性基板上，所述柔性基板可以被拉伸以容纳其所包裹的弯曲表面(例如，方向盘)的尺寸和形状。因为导体可能缺乏足够的伸延性(例如，或拉伸性)以允许柔性基板围绕这种曲线被拉伸，所以在实施例中，可将过量的导体放置在基板上。如图12C中所示，将水平布置的导体以锯齿形图案放置在基板上以促进水平维度中的扩展。所述锯齿形图案不是必需的，并且可使用允许在水平方向上扩展的多种图案中的任何一种(例如，波浪状图案)。此外，通过应用能够允许扩展的图案(例如，锯齿形、波浪形等)，可以在水平和垂直方向都实现柔性。
图12D和图12E示出了沿X和Y方向都可扩展的传感器图案。在图12D中，引线附件被容纳在基板的边缘，而在图12E中，一组引线可附接到边缘，而另一组引线可附接到例如在其上使用传感器图案的形状的通道或其他中心区域中。
在实施例中，导体可被放置在柔性基板上或嵌入柔性基板中(所述柔性基板可以由非导电织物、塑料或弹性材料制成)。在实施例中，将导电的线以允许在一个或多个期望的维度中的期望的扩展(例如，锯齿形、波浪形等)的方式放置在柔性材料(例如，织物)上或缝合到柔性材料(例如，织物)中。在实施例中，柔性基板或织物具有交叉的锯齿形图案(或例如，交叉的正弦波图案)。
在实施例中，二维传感器图案可被设计成适应扩展(在一个或多个方向上)并且随后被施加到扩展发生的表面。在实施例中，在扩展(例如，伸展)的期望最大量在传感器图案设计时已知的情况下，诸如在为诸如方向盘的已知形状设计传感器图案时，可设计二维传感器图案使得预扩展的传感器图案适应已知或期望的最大扩展。在实施例中，二维传感器图案被设计成使其一旦应用于形状(例如，方向盘)，便处于其已扩展的和期望的配置。在实施例中，在CAD系统中的三维对象上设计传感器图案，并且所述传感器图案可使用CAD程序的工具“展开”成二维图案以制造。
在实施例中，图12A-12E中示出的传感器图案可绕诸如方向盘的环形形状物体的一部分包裹。在一实施例中，传感器图案(诸如在图12A-12E中示出的那些传感器图案)绕方向盘的一部分包裹，所述部分大致等同于方向盘的四分之一。在一实施例中，传感器图案绕方向盘的上半部分包裹。在一实施例中，类似于图12A-12E中的传感器图案的两个分开的传感器图案包裹在方向盘的上半部分的左部和右部中。
图13A-13C示出了部分环形配置中的交叉传感器图案的实施例的三个视图。从每个导体回到发射器或接收器的引线可在图13B中最佳地看到。图14A-14C示出了在环形配置中的非交叉传感器图案的实施例的几个视图。从每个导体回到发射器或接收器的引线可在图14B中最佳地看到。
传感器-汽车座椅的交通工具实现
除了如上文所讨论的方向盘，发射天线(也被称为导体)和接收天线(也被称为导体)可在交通工具中使用的材料和织物中或交通工具的其他部件上实现。一个这样的将传感器放入交通工具的其他部件中或交通工具的其他部件上的实现是，将传感器放入形成汽车座椅的材料中，诸如织物、皮革等。在一实施例中，传感器位于布料制成的座椅内。在一实施例中，传感器位于布料制成的座椅上。在一实施例中，传感器位于皮革制成的座椅内。在一实施例中，传感器位于皮革制成的座椅上。在一实施例中，传感器位于塑料制成的座椅内。在一实施例中，传感器位于塑料制成的座椅上。
参照图15和图16，所示的是坐在位于交通工具内的座椅50上的乘员40。尽管所示的座椅50是位于前排的座椅，应当理解，位于交通工具中的任何潜在座椅可能在其中或其上具有传感器。
图17A和图17B示出了传感器1700的示例性实施例，所述传感器1700与座椅50一起使用。图17A示出了座椅50的顶层的正视图。图17B示出了座椅50的顶层的后视图。传感器1700被形成为具有发射天线1701和接收天线1702，所述发射天线和接收天线可操作地连接到至少一个发射器(未图示)、至少一个接收器(未图示)和至少一个信号处理器(未图示)。发射天线1701也可以用作接收天线并且接收天线1702也可以用作发射天线。在一实施例中，超过一个传感器1700层被使用在座椅50中。在一实施例中，座椅50的每一个部分具有其自己的传感器。在一实施例中，座椅50的仅一些部分具有传感器。在图17A和图17B中，传感器1700形成在座椅50的整体中。
在一实施例中，由发射和接收天线(本文中也被称为导体)形成的传感器被嵌入在座椅的材料中。在一实施例中，由发射和接收天线形成的传感器被放置在座椅的材料上。在一实施例中，由发射和接收天线形成的传感器被嵌入在座椅的材料中并被放置在座椅的材料上。在一实施例中，天线被放置在柔性基板(其可由非导电织物、塑料或弹性材料制成)上并被用于形成座椅的材料。在一实施例中，天线被嵌入在柔性基板内并被用于形成座椅的材料。在一实施例中，导电的线以允许在一个或多个期望的维度中的期望的扩展(例如，锯齿形、波浪形等)的方式被放置在柔性材料(例如，织物)中或缝合到柔性材料(例如，织物)上，并被用于形成座椅。在一实施例中，柔性基板或织物具有锯齿形图案(或者例如，交叉正弦波图案)并被用于形成座椅。在一实施例中，柔性基板或织物具有上文所讨论图案中的一种图案或适合于经受人的灵活使用的另一种图案。
发射器在每一个发射天线上发射唯一频率正交信号。接收天线可以接收发射的信号和/或对可通过材料的使用发生的电容性交互作出响应。信号处理器对所接收的信号进行测量并使用测量以形成反映正与汽车座椅所发生的交互的热图，或其他数据集。在一实施例中，每一个发射天线和每一个接收天线用作发射天线或接收天线。在一实施例中，存在至少一个发射天线和多个接收天线。在一实施例中，存在多个发射天线和至少一个接收天线。
当乘员40坐在汽车中的座椅50上时，存在座椅50的移动或座椅50内的移动。形成座椅50的材料移动和/或弯曲。该移动使得发射天线和接收天线相对于彼此移动。该移动影响由接收天线所接收的信号的测量。该移动不仅在乘员40坐在座椅50时发生，而且还在交通工具移动期间以及当汽车静止时乘员40坐在座椅50上时发生。
可使用从连接到接收天线的接收器获得的处理过的测量，以便确定乘员40是否坐在座椅50上。从信号处理器获得的测量能够被检测器模块使用以进一步处理以便确定座椅50的使用。在一实施例中，检测器模块运行在信号处理器上并且能够获取测量并确定是否存在座椅的使用。在一实施例中，检测器模块是处理由信号处理器处理过的测量的软件逻辑。在一实施例中，检测器模块与信号处理器分开放置。在一实施例中，检测器模块是处理由信号处理器处理过的测量的电路。在一实施例中，检测器模块位于交通工具中远离座椅的位置。在一实施例中，检测器模块位于交通工具中靠近座椅的位置。
在一实施例中，检测器模块检测交通工具的乘员的存在或不存在。在一实施例中，检测器模块检测乘员的生物特征。在一实施例中，检测器模块确定乘员的心率。在一实施例中，检测器模块确定乘员的呼吸活动。在一实施例中，检测器模块确定乘员的重量估计。在一实施例中，检测器模块确定乘员的高度估计。在一实施例中，检测器模块检测在座椅内的乘员的位置。在一实施例中，检测器模块检测在座椅内的乘员的类型。在一实施例中，检测器模块基于检测到的乘员ID确定交通工具是否被盗。在一实施例中，检测器模块检测儿童的存在。在一实施例中，检测器模块检测儿童座椅的存在。在一实施例中，检测器模块检测儿童座椅中儿童的存在。在一实施例中，检测器模块检测乘员的位置。在一实施例中，检测器模块确定座椅靠背的位置。在一实施例中，检测器模块确定座椅的舒适度设定。在一实施例中，检测器模块检测头到头枕的距离。在一实施例中，检测器模块检测乘员对非乘员检测的百分比分类类别的类型(即存在但仅仅不是人类乘员的对象)。在一实施例中，检测器模块确定在交通工具中是否有东西遗留。在一实施例中，检测器模块检测对象。在一实施例中，检测器模块经由无源装置检测对象。在一实施例中，检测器模块经由有源装置检测对象。在一实施例中，检测器模块经由有源和/或无源装置检测乘员对象的类型。在一实施例中，检测器模块检测人、汽车座椅、钱包、膝上型计算机、电话、狗、猫等中的至少一个。在一实施例中，每个逻辑分类(即人类乘员的存在或不存在)，或测量估计(即高度重量)可以每一个分别地还包括计算的置信因子(即置信度)(例如99.9999％为空，80％置信度高度为5英尺6英寸)。在一实施例中，检测器模块确定动态移动，诸如乘员移动的多少和乘员多常移动。
如上文所述，除了关于乘员40的存在之外的信息可以由于被实施的传感器的灵敏度而被确定。在实施例中，机器学习被应用于从由座椅50内或座椅50上的传感器获得的测量所接收的数据，以便准确地确定坐在座位50上的个体的重量。由于能够准确地确定坐在座椅50上的人的身体特征，汽车可进一步被编程以通过将此人的重量与驾驶员的可能身份相关来相应地做出响应。例如，当座椅50感测到185磅重的人坐在车中时，汽车可以自动调整其设置。可以针对最可能与185磅重量读数相关联的人调整汽车的设置。在一实施例中，使用来自汽车座椅传感器和检测器模块的测量确定交通工具中的乘员的数量。在一实施例中，使用传感器确定交通工具中乘员的数量和重量。在一实施例中，交通工具被编程以基于通过汽车座椅50中的传感器确定的乘员坐着的位置、乘员的重量和/或其他身体特征来确定乘员40的身份。在一实施例中，交通工具基于由传感器确定的交通工具负载来优化燃料使用。在一实施例中，乘客区域中的传感器基于重量读数确定汽车座椅中是否留下婴儿。如果当交通工具停止一段时间时所述婴儿未被移走，则该读数被用来触发警报或其他警告指示器。
应当理解，除了座椅50的就坐区域外，传感器可以位于座椅50上或座椅50内的其他位置。在实施例中，传感器位于座椅50的靠背区域内。可使用位于座椅50靠背区域中的传感器以确定关于乘客的各种移动的信息。例如，可使用突然的移动以确定与交通工具的速度或交通工具可能驶过的地形相关的额外信息。在实施例中，交通工具可使用这种类型的信息来调整交通工具的控制或交通工具的移动。例如，在一实施例中，判定存在超过阈值的突然移动或颠簸则展开安全气囊或触发制动装置活动。在一实施例中，传感器位于交通工具的头枕内。在一实施例中，基于乘员40与座椅50的交互，获取关于乘员40的生物特征数据。在一实施例中，乘员40的位置和移动被用于确定乘员40是否睡着。如果乘员睡着则可触发警报。还可由传感器基于乘员40在座椅50上时的位置和移动来监视并检测其他潜在的危险情况，诸如分心驾驶和在药物的影响下驾驶。
参考图15和图16，除了位于座椅50内和/或座椅50上(在所述位置检测到发射天线与接收天线之间的交互)的传感器之外，输注发射天线也可以位于座椅内和/或座椅附近。下文中进一步更详细地讨论了输注。在一实施例中，用户手持或佩戴与交通工具分离的能够发射唯一正交信号的对象。在一实施例中，用户具有通过交通工具的部件之一输注的信号。在一实施例中，通过方向盘将信号输注到用户中。在一实施例中，通过仪表盘将信号输注到用户中。在一实施例中，通过交通工具的内部部分将信号发射到用户中。在一实施例中，通过交通工具的外部部分将信号发射在用户中。
图16示出了乘员40的阴影，所述阴影示出了乘员40内存在输注信号。输注信号可用于提供关于位于交通工具仪表盘或整个交通工具的仪器的附加功能。在一实施例中，基于由乘员40发射的信号启用或禁用各种设置。在一实施例中，基于由乘员40发射的信号启用或禁用控制。在一实施例中，通过由乘员40经由与交通工具内部的交互而发射的信号激活车库门开启器。
此外，尽管示出了汽车座椅，应当理解，传感器可与除汽车以外的交通工具的座椅一起使用。在一实施例中，传感器在卡车座椅中使用。在一实施例中，传感器在船的座椅中使用。在一实施例中，传感器被嵌入在船的座椅中的防水材料中。在一实施例中，传感器在飞机座椅中使用。在一实施例中，传感器在火车座椅中使用。此外，尽管本文所讨论的座椅在交通工具、座椅、椅子等的上下文内被讨论，传感器技术可被实现在其他地方发现的座椅中的织物和材料内或织物和材料上。在一实施例中，传感器在体育馆座椅中使用。在一实施例中，传感器与家中的椅子一起使用。在一实施例中，传感器与等候室中的座椅一起使用。在一实施例中，传感器与游乐园中骑乘的座椅一起使用。
此外，尽管讨论的是汽车座椅，形成传感器的发射器、发射天线、接收天线和接收器可被实现在交通工具的其他部件中。在一实施例中，传感器被放置在交通工具的加速装置中。与加速装置的交互可提供关于交通工具的加速度的额外的和更细致的信息。可由于由加速装置中的传感器提供的信息调整燃料分配和传动装置操纵。在一实施例中，传感器被放置在交通工具的变速杆中。在一实施例中，传感器被放置在交通工具(诸如摩托车、三轮车或四轮车)的把手上。在一实施例中，传感器被放置在交通工具的制动装置上。与制动装置的交互可提供与交通工具的操纵或安全气囊的实施等有关的信息。在一实施例中，传感器被实现在仪表盘中。在一实施例中，传感器被实现在离合器中。在一实施例中，传感器被实现在转向信号控制器中。
在一实施例中，形成传感器的发射天线和接收天线被实现在交通工具的轮胎中。信号的测量用于确认制动装置的磨损和轮胎的磨损。发射天线可被实现在部件中，并且由接收器所接收的处理过的信号可确定所接收的信号的测量中的变化，以便确定对所述部件的材料的改变。在一实施例中，传感器被放置在挡风玻璃上。经由发射天线发射的信号可被液体影响并且在由信号处理器处理过的测量中反映。然后，这些测量可被用于触发挡风玻璃刮水器的激活。
传感器的织物实现
关于汽车座椅已在上文中讨论了传感器在诸如织物的材料中的实现。可将传感器在织物中的其他实现从汽车座椅和概括而言交通工具的领域中拿出，并应用于消费品中使用的材料。在一实施例中，在家具中使用传感器。在一实施例中，在服装和其他可穿戴物中实现传感器。在一实施例中，在地毯中实现传感器。
图18示出了传感器的实现的另一个实施例。在图18中示出的是具有上传感器表面70的床垫60，所述上传感器表面70或是与床垫60一体形成，或是之后放置到床垫60上或者添加到床垫60的分离的部件。在一实施例中，床垫60具有与床垫一体形成的传感器表面70。在一实施例中，传感器表面70是床单的织物的一部分。在一实施例中，传感器表面70是床垫褥的织物的一部分。在一实施例中，传感器被放置在床单上。在一实施例中，传感器被放在床垫褥上。
上传感器表面70可用如上文所讨论的发射天线和接收天线(驱动线路和感测线路)形成。发射器天线和接收器天线可以在如上文所讨论的图案中形成。上传感器表面70可确定床垫上人的位置以及他们在床垫上的移动。可使用通过传感器表面70确定的信息以告知一个人关于睡眠习惯或使用床垫60的引起的其他潜在问题。一个人可使用此信息，以便选择更好的床单、毯、垫或枕头。在一实施例中，由传感器获得的测量用于提供关于床垫的寿命的信息。在一实施例中，由传感器获得的测量用于为消费者提供推荐。在一实施例中，由传感器获得的测量用于提供关于睡眠习惯的信息。
在一实施例中，传感器表面70在医院设置中实现。在一实施例中，传感器表面提供与医院床位的占用有关的信息。在一实施例中，传感器表面70确定躺在床上的患者的生物特征数据。在一实施例中，传感器表面70提供有关患者呼吸的信息。在一实施例中，传感器表面提供有关患者心率的信息。在一实施例中，经由传感器表面70监视患者的位置和移动。在一实施例中，传感器表面70检测液体的存在，由于这样的液体对发射的信号具有影响。
信号输注
本部分涉及触摸和空中敏感输入设备，特别地涉及在对象表面上和/或上方和/或附近感测人手的输入设备。在上文所讨论的交通工具部件的上下文中，信号输注可在与部件的控制与交互中实现。
信号注入(又名信号输注)可用于增强附件检测和表征。参见，例如，2016年12月1日提交的美国临时专利申请号62/428,862，其内容以引用的方式并入本文。可以通过将信号输注到手部中或其他的身体部位中，并测量这些信号中每个信号在各个点处对交通工具中的控制器(例如，手持式或手动操作的控制器)或仪器的贡献，来测量握持控制器的手部上的手指的三维位置、定向和“卷曲”或“弯曲”。在实施例中，在靠近手部的传感器处或当传感器与手部之间的距离改变时测量输注信号。在实施例中，接收装置可以是电容传感器，特别是使用同步正交信号的投射式电容传感器。
简要地转向图19，在实施例中，由于信号必须穿过的不同肉量，信号可以以每个手指的信号电平都应当不同的方式输注到手部中。在实施例中，每个注入信号将存在于每个手指上，但是以不同的量存在。在实施例中，为确定每个手指的位置，将需要确定每个信号的量以确定一个或多个手指正接触哪里，或一个或多个手指正悬停在哪里。
简要地转向图20，图示了使用条带、系索或手套将信号注入到手部中。条带、系索或手套可以设计成外形合适于手部的，或可以是弹性的。通过与手部电容接触或电阻接触的电极将一个或多个信号注入(即，输注)到手部中。条带、系索或手套可以在手指附近或距离较远输注信号。可以在手部的背面或前面或身体的某个其他部位的表面上输注信号。例如，可使用腕带在该点处输注信号。
简要地转向图21A-21F，示出了关于对象的几种手势的图示，以模拟在通用版本的控制器上的抓握，以用于关于检测手指的位置和“卷曲”的讨论。在实施例中，食指可以用作控制器的触发器，并且因此，可能期望确定食指的放置，食指从控制器的表面伸展多远以及手指关节的角度。在实施例中，由于大多数关节角度的集合是不自然的位置(并且因此不太可能发生)，因此大致地确定手指的位置就足以能够推断出手指是如何被定位或被卷曲的。
简要地转向图22，示出了图19所示的实施例的双手的变化。信号在各种位置输注到用户的双手中。在实施例中，当手彼此间紧密接触或触摸时，信号从一只手流过另一只手的手指。相同的手的手指之间的接触(例如OK手势)创建了从一个信号注入器到相同手部的另一信号注入器的路径，并且两只手的手指之间的接触(例如将食指触摸在一起)在两只手部的信号注入器之间创建了路径。在多用户系统的情况下，多个用户的手部之间的接触创建了供信号行进的多个路径，所述路径可以被解读为命令手势。
利用控制器(例如，游戏控制器)或其他用户界面设备，期望即使当手指实际上没有实际触摸该设备时也能够检测并表征该握持的手的手指的位置。在实施例中，食指可以被检测为“触发手指”，并且因此，输入设备将感测其位置和“卷曲”，包括手指的未与触摸检测表面接触的部分。
在实施例中，游戏控制器的表面是触敏表面(例如，检测器或触摸屏)，该触敏表面可以检测到手部和手指正触摸该表面上的何处。在实施例中，触敏表面是电容式触摸屏或其他触摸表面，并且电容的小变化用于检测导电对象或电容式对象何时触摸或正“悬停”在附近。如在本文中所使用的，悬停意味着足够靠近触摸表面以引起可识别的变化，尽管事实上导电的对象或电容式对象(例如手指)未实际与触摸表面物理接触。
在实施例中，将电信号注入(又名输注)到手部或身体的其他部位中，并且即使身体(例如手、手指或身体的其他部位)未直接与触摸表面接触时，(如由身体传导的)该信号也可以由邻近身体的电容式触摸检测器检测到。在实施例中，该所检测的信号允许确定手部或手指或其他身体部位相对于触摸表面的接近度。在实施例中，该所检测的信号允许确定手部或手指或其他身体部位相对于触摸表面的接近度和定向。
在实施例中，本文中描述的信号输注与电容式触摸检测器连接地被部署，所述电容式触摸检测器使用多个同步生成的频率正交信号来检测触摸和悬停，包括但不限于在美国专利号9,019,224、9,158,411和9,235,307(所有这些都通过引用并入本文)中所示的触敏表面。在实施例中，所输注的信号与用于检测触摸和悬停的多个同步生成的频率正交信号同步且频率与之正交。在实施例中，多个输注信号中的每一个在近端指关节附近的位置(即，手指接合手部的位置)输注到手部或手指中。在实施例中，一个信号被输注到邻近第一手指，并且另一个信号被注入到邻近另一个手指。在实施例中，将多个唯一的、频率正交信号(它们都与其他经输注的信号和由触摸检测器所使用的信号频率正交)在多个位置中输注到手部中。在实施例中，将五个唯一的频率正交信号(均与其他经输注的信号和由触摸检测器所使用的信号频率正交)邻近于每个手指输注到手部中(如本文所用的，拇指被视为手指)。
传感器——缺少所输注的信号的传感器被配置用于测量和标识在电容式触摸检测器的接收器上所接收的频率正交信号的电平的变化——还被配置成用于测量和标识所输注的频率正交信号的电平的变化。标识所输注的频率正交信号中的变化，允许确定手部(或手指或某个其他身体部位)相对于触摸表面的接近度。定向也可以由触摸传感器接收器接收到的输注信号的解释来确定。
在实施例中，多于一个电信号被输注到身体中并由身体传导，从而允许将(如由传感器接收的)这些信号的相对特性用于确定身体或身体部位与传感器的相对接近度和定向。作为示例，可以将五个输注垫(例如，电极)定位在邻近于手指接合到手部的五个指关节，并将十个唯一的频率正交信号(与其他输注的信号以及由触摸检测器所使用的信号频率正交)输注到手部，经由五个输注垫中的每一个输注两个唯一的频率正交信号。在该示例中，五个输注垫中的每个都向手部传导两个分离的信号。在实施例中，每对信号与彼此的频率相距较远，例如，每一对中一个高频和一个低频，因为较高频率和较低频率的信号在整个身体上具有不同的传导特性，并且因此在触摸传感器处具有不同的检测特性。
在实施例中，通过接触(或紧密邻近于)用户的手部、手腕或其他身体部位的条带或系索来输注所输注信号。在实施例中，一个或多个输注垫或输注电极被集成到与包括触摸表面的触摸对象相关联的条带或系索中。在实施例中，一个或多个输注垫或输注电极被集成到可穿戴服装，例如手套中。在实施例中，一个或多个输注垫被集成到在物理环境中的对象中，例如但不限于，椅背、座椅、或扶手、桌面或地毯。
在实施例中，来自输注器的设备(可以是条带、系索、可穿戴的设备或作为环境源提供的设备)的所注入的信号用于确定输注器的设备是否被用户穿戴或适当邻近于用户。在实施例中，来自输注器的设备的所注入的信号用于在没有输注器的设备的益处的情况下确定控制器是否被使用。
在实施例中，可以通过分析在由触摸检测器接收到的所注入的信号的相对特性来确定握持控制器的手部的一些或全部手指的“卷曲”。在实施例中，这些特性包括所接收的信号的相对振幅和时间偏移或相位。在实施例中，使用类似于MIMO的技术(诸如主成分分析)来确定由每个手指贡献的所接收的所接收的信号的相对贡献。在实施例中，执行校准步骤，并且在给定校准步骤中的信息的情况下解释后续的测量。在实施例中，校准步骤可以包括在测量输注信号的贡献的同时将手指移动到指定位置。在实施例中，校准步骤可以包括在测量所输注的信号的贡献的同时用手指执行手势或手势的集合。
在实施例中，将阻抗与信号输注器串联放置，以增强从每个手指接收到的中区分输注信号的贡献的能力。在一实施例中，阻抗是电阻。在一实施例中，阻抗是电容。在一实施例中，阻抗是电感。在一实施例中，阻抗是电阻器和/或电容器和/或电感器的并联和串联组合。在一实施例中，阻抗是通用的并且包括可根据频率变化的电阻和电抗分量。在实施例中，如果所输注的信号穿过的人肉的量等于其输注位置与其他手指基部之间的距离，那么与信号输注器串联的阻抗具有与由所输注的信号经历的阻抗大致相同的阻抗。在实施例中，输注到手指的信号用于感测手指本身之间的接触。在实施例中，信号输注器与信号接收器配对，并且由此类信号接收器所接收的信号用于感测手指与手指的接触。
在许多系统中，期望双手输入。在实施例中，用户握持两个控制器，每只手中一个控制器。如上所述，两个控制器被配置用于向用户的每只手中输注一个或多个不同的输注信号。在实施例中，当用户的手部与彼此接触或邻近时，来自一个控制器的输注信号可由另一个控制器感测。在实施例中，一对控制器与信号注入器用于感测不同手的手指之间的接触。
在许多系统中，期望多用户输入。在实施例中，两个或更多用户与独立控制器一起工作。在实施例中，当在用户之间进行有意的(例如，握手、击拳或击掌)或无意的接触时，输注到一个用户的手中的信号可以由另一用户的控制器检测。在实施例中，用户之间的接触类型(例如，握手、击拳或击掌或无意或偶然的接触)可以通过由另一个用户的控制器检测的、输注到一个用户的手中的信号来区分。在实施例中，当进行接触(有意的或无意的)时，输注到一个用户的手中的信号可由邻近另一个用户的信号输注器的信号接收器所检测。在实施例中，用户之间的接触类型(例如，握手、击拳或击掌或无意或偶然的接触)可以通过输注到一个用户的手中的信号来区分，该信号由邻近另一个用户的信号输注器的信号接收器所检测。
在实施例中，可以通过多个控制器来感测输注到用户的手指中的信号，但是此类控制器不必与一个或多个信号输注器相关联。换句话说，作为示例实施例，两个用户可各自使用可穿戴的基于条带的信号输注器(其看起来像例如手表)，可穿戴的基于条带的信号输注器中的每一个均具有其自己的频率正交信号，并且每个用户可使用多个触摸对象中的一个或多个，该触摸对象可以检测可穿戴的基于条带的信号输注器中每一个的频率正交信号。
在各个实施例中，控制器/用户界面设备可以是以下各项中的一项或多项：手持式控制器、双手手持式控制器、VR头戴式耳机、AR头戴式耳机、键盘、鼠标、操纵杆、耳机、手表、电容式触敏移动电话、电容式触敏平板设备、触摸板(包括悬停敏感触摸板(例如，如美国专利申请第15/224,266号中所描述的))、触摸键盘(例如，如美国专利申请第15/200,642号中所描述的)或其他触敏对象(例如，如美国专利申请第15/251,859号中所描述的)，所有前述申请都通过引用并入本文。
同样地可以测量其他的身体部位和附件，诸如：耳、鼻、口、颌、足、趾、肘、膝、胸、生殖器、臀等。在实施例中，多个注入器或输注器垫或电极分布在身体中，每一个垫或电极输注一个或多个信号，所述信号关于其他的信号是唯一并且频率正交的，并且关于由期望或有意交互的感测设备使用的信号是唯一并且频率正交的。
将到不同身体区域的输注信号隔离
通常，输注到人体中的电信号相对容易地行进到身体的其他部分。为了考虑到输注信号的传播的目的，人体可以被建模为(即，认为)为充满盐水的塑料袋。塑料袋可被认为代表身体的导电性较低的部分，诸如皮肤，并且盐水代表导电性较强的部分，诸如血液和肌肉组织。在直流电或非常低的频率下，身体表现出对输注在其表面上的信号的非常高的电阻抗。但是，在较高频率下(例如，10kHz附近或更高)，因为身体表面充当电容器并且信号可以通过身体表面，所以阻抗开始减小。此外，“盐水”不代表对信号的实质性障碍。因此，在较高频率下，人体导电很好。在甚至更高的频率下，“皮肤”效应接管并迫使身体中的电流仅在表面附近流动。这增加了由信号看到的电阻抗，因为信号必须通过的面积(如在导体横截面中所见)随着信号频率上升而下降。超过约10MHz，“皮肤效应”变得更加显著，并且因此对“皮肤效应”的考虑更加重要。
频率的传输中的差异可用于制造有效的输注系统，所述输注系统具有可操作地连接到信号源的两个信号输注器。在实施例中，两个信号输注器中的每一个可以适于附接到用户的同一只手的不同部分。在实施例中，信号源被配置为发射一个信号到第一信号输注器，并且发射不同的信号到第二信号输注器。在实施例中，到第一输注器的信号可包括高于20KHz的第一高频信号和高于10KHz的第一低频信号。在一实施例中，第一高频信号在第一低频信号以上至少一个倍频(octave)。在一实施例中，第一高频信号在第一低频信号以上至少五个倍频。在一实施例中，第一高频信号在第一低频信号以上至少十个倍频。在实施例中，到第二输注器的信号可包括高于20KHz的第二高频信号和高于10KHz的第二低频信号。在一实施例中，第二高频信号在第二低频信号以上至少一个倍频。在一实施例中，第二高频信号在第二低频信号以上至少五个倍频。在一实施例中，第二高频信号在第二低频信号以上至少十个倍频。
在实施例中，可以将输注的信号隔离到身体的特定部分(例如，单个手指)。在此上下文中，术语隔离是指在信号被“隔离”的所述身体部分以外减轻信号和/或信号的影响。在实施例中，导体(也被称为天线)放置在身体上(或身体中)，并且将导体的电势设置为交流电(AC)接地。在实施例中，将金属带放置在身体的表面上两个期望被隔离的部分之间，并且将金属带设置为AC接地。在实施例中，将一块金属箔包裹在手指上并且设置为AC接地以隔离手指。在实施例中，将一片金属箔包裹在手指上并且设置为AC接地以隔离手指。
在实施例中，将共模扼流圈(或电感)放置在身体部分周围以彼此隔离。在实施例中，共模扼流圈可类似于放置在计算机电缆端部上以减少共模电流的铁氧体磁珠。在实施例中，共模扼流圈是金属环。在实施例中，共模扼流圈环由铁或铁合金(例如，钢)制成。在实施例中，共模扼流圈环由铁氧材料制成。在实施例中，扼流圈可以是实心环。在实施例中，扼流圈可以以多个部分制成，并且当环绕所讨论的身体部分放置时，所述部分将形成环。在实施例中，将扼流圈放置在手指周围。
在身体的两个部分彼此隔离的实施例中，输注到一个身体部分的信号在另一个身体部分上被减轻。在身体的两个部分彼此隔离的实施例中，可将不同的信号输注到每一个身体部分上，并且两个不同的信号中的每一个在另一个上被减轻。在实施例中，隔离机制(例如，扼流圈)将显著地衰减在其他身体部分上测量的被隔离信号。在实施例中，隔离机制将显著地衰减不应该处在身体的特定部分中的信号，使得仅将检测意图处在该部分中的信号。在实施例中，隔离机制显著地衰减不应该处在身体的特定部分中的信号，并且接收器对信号敏化，使得仅将检测意图处在该部分中的信号。在实施例中，衰减是仅部分的，并且通过分析两个信号之间的不同或比率来可标识不同的身体部分。在实施例中，身体的多个部分可以以这种方式彼此隔离。
简要地转向图23，示出了左手和右手1006。引线和信号输注器1004可操作地连接到信号发生器(未图示)和左手与右手中的每一只。通过输注器将不同的信号输注到手部中。信号隔离带1002放置在手腕周围以衰减输注到手部中的信号超出手腕的传播。由此，输注到每只手中的信号与相对的手隔离。每只手上的两个信号之间的大小的差异允许触摸或悬停接收器基于两个信号中的每一个的数量区分两只手。
在实施例中，第一信号被输注到左手中并且第二信号被输注到右手中；隔离带被放置在每个手腕上以减轻输注信号超出其输注的手部的传播。右手和左手中的一只与接收器邻近，所述接收器是能够检测输注信号的传感器的一部分(例如，在如上文所述的方向盘中)。将传感器用于检测在手部邻近接收器后检测到的接收信号中第一信号的量和第二信号的量，并且将传感器配置为基于检测到的第一信号和第二信号的量区分第一只手和第二只手。
转向图24，示出了左手和右手1020。在实施例中，组合隔离器/输注器1010被部署在多个手指的每一个的基部，并且通过引线1030连接到信号源(未图示)。在实施例中，隔离器/输注器可嵌入在手套中、或者一个或多个指环中、或者其他可穿戴物中。位于手指的基部的隔离器/输注器1010衰减由隔离器/输注器1010输注的信号进入手部，并且由此，进入身体的其余部分。在实施例中，隔离器/输注器1010衰减来自它们可能接触的其他隔离器/输注器1010的由该隔离器/输注器1010输注的信号。在实施例中，不同的正交信号由信号源生成并且通过隔离器/输注器1010输注到每个手指中。
在所示的实施例中，多个手指彼此隔离，并且每个手指用不同的信号输注以使其与其他手指可区分。当输注手指中的一个与检测输注信号的传感器(例如，游戏控制器或方向盘)邻近时，传感器可用于在由传感器接收器接收的信号中检测每一个正交信号的量。基于接收的每个信号的数量，传感器可以随后信号标识与邻近手指相关联的隔离器/输注器1010。
信号类型
以上讨论的隔离的这种形式是调制不可知的，并且因此应该对几乎任何信号类型起作用。调制的形式对由隔离器引起的隔离或衰减具有很小至没有影响。在实施例中，输注的信号应该彼此正交以允许接收器从输注信号的线性组合中检测每一个单独的信号。这种技术应该对频率、编码或时间上正交的信号起作用。
注意，一些形式的隔离器将在不同频率是有效的。例如，扼流圈隔离器可能在较高频率比较低频率更有效。另外，例如，铁氧体材料将具有根据特定材料的特性的频率窗口，在所述频率窗口上该铁氧体材料表现良好。
本公开的一方面是具有传感器的交通工具座椅。传感器包括第一天线和第二天线；信号生成源，适于生成包括至少一个频率的信号，信号生成源被可操作地连接到第一天线；信号接收器，可操作地连接到第二天线，第一天线和第二天线被定向成使得：(a)接近其的触摸事件引起其间耦合的变化，或者(b)第一天线相对于第二天线的位置的变化引起其间耦合的变化，或者(c)接近第一天线或第二天线中至少一个的介电常数的变化引起其间耦合的变化，或者(d)第一天线或第二天线中至少一个的电导率的变化引起其间耦合的变化；信号处理器，可操作地连接到信号接收器，信号处理器适于周期性地做出与生成的信号相关联的至少一个测量；以及检测器模块，配置为使用该至少一个测量来确定座椅的使用。
本公开的另一方面是交通工具座椅。交通工具座椅具有传感器，所述传感器包括第一天线和第二天线，第一天线和第二天线被定向成使得(a)接近其的触摸事件引起其间耦合的变化，或者(b)第一天线相对于第二天线的位置的变化引起其间耦合的变化，或者(c)接近第一天线或第二天线中至少一个的介电常数的变化引起其间耦合的变化，或者(d)第一天线或第二天线中至少一个的电导率的变化引起其间耦合的变化；信号生成源，适于生成包括至少一个频率的信号；信号接收器，可操作地连接到信号生成源、信号接收器及第一天线和第二天线的切换设备，切换设备被配置为将信号生成源电连接到第一天线和第二天线中的一个，并且将信号接收器电连接到第一天线和第二天线中的另一个；信号处理器，可操作地连接到信号接收器，信号处理器适于周期性地做出与生成的信号相关联的至少一个测量；以及检测器模块，配置为使用该至少一个测量来确定座椅的使用。
本公开的另一方面是具有传感器的交通工具座椅。交通工具座椅具有多个天线；信号生成源，适于生成多个唯一的频率正交的信号，信号生成源被可操作地连接到多个天线中的至少两个天线，并且被配置为发射多个唯一的频率正交的信号中的至少一个到该信号生成源可操作地连接到的每一个天线；信号接收器，可操作地连接到除所述多个天线中的至少两个之外的多个天线中的至少两个另外天线，所述多个天线中的至少两个和所述多个天线中的至少两个另外天线被选为使得相对于所述多个天线中的至少两个中的一个和所述多个天线中的至少两个另外天线中的一个接近的触摸事件引起其间耦合的变化，使得：(a)接近其的触摸事件引起其间耦合的变化，或者(b)所述多个天线中的至少两个相对于所述多个天线中的至少两个另外天线的位置的变化引起其间耦合的变化；信号处理器，可操作地连接到信号接收器，信号处理器适于周期性地做出与每一个生成的唯一的频率正交的信号相关联的至少一个测量；以及检测器模块，配置为使用与每一个生成的唯一的频率正交的信号相关联的该至少一个测量来确定座椅的使用。
本公开的另一方面是带有传感器的织物。形成有传感器的织物包括发射器，适于发射多个唯一的频率正交的信号；多个发射天线，多个发射天线中的每一个可操作地连接到发射器，其中通过多个发射天线中的每一个发射唯一的频率正交的信号；多个接收天线，多个接收天线中的每一个可操作地连接到接收器，所述接收器适于接收多个唯一的频率正交的信号；以及信号处理器，适于处理接收的多个唯一的频率正交的信号中的至少一个的测量，其中测量提供有关于与织物的交互的有意义的信息。
以上实施例和偏好用于说明本发明。对于本专利来说，既不必要也不旨在概括或限定每种可能的组合或实施例。本发明人已经公开了足够的信息以准许本领域技术人员实践本发明的至少一个实施例。在不脱离如以下权利要求书中所限定的本发明的范围的情况下，以上描述和附图仅用于说明本发明，并且部件、结构和程序的变化是可能的。例如，在不脱离本发明的情况下，可以按照不同的顺序实践按照特定顺序的以上所述的元件和/或步骤和/或以下权利要求书。因此，虽然已经参照本发明的实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对形式和细节做出各种修改。

Claims (20)

1.一种具有传感器的交通工具座椅，包括：
第一天线和第二天线；
信号生成源，其适于生成包括至少一个频率的信号，所述信号生成源被可操作地连接到所述第一天线；
信号接收器，其可操作地连接到所述第二天线，所述第一天线和所述第二天线被定向成使得接近其的触摸事件引起其间耦合的变化；
信号处理器，其可操作地连接到所述信号接收器，所述信号处理器适于周期性地做出与所述生成的信号相关联的至少一个测量；以及
检测器模块，其被配置为使用所述至少一个测量来确定所述座椅的使用。
2.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的存在或不存在。
3.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的生物特征。
4.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的位置。
5.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的重量。
6.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测头到头枕的距离。
7.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测物体的存在。
8.根据权利要求1所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块运行在所述信号处理器上。
9.一种具有传感器的交通工具座椅，包括：
第一天线和第二天线；
信号生成源，其适于生成包括至少一个频率的信号，所述信号生成源被可操作地连接到所述第一天线；
信号接收器，其可操作地连接到所述第二天线，所述第一天线和所述第二天线被定向成使得所述第一天线相对于所述第二天线的位置的改变引起其间耦合的变化；
信号处理器，其可操作地连接到所述信号接收器，所述信号处理器适于周期性地做出与所述生成的信号相关联的至少一个测量；以及
检测器模块，其被配置为使用所述至少一个测量来确定所述座椅的使用。
10.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的存在或不存在。
11.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的生物特征。
12.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的位置。
13.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的重量。
14.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测头到头枕的距离。
15.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测物体的存在。
16.根据权利要求9所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块运行在所述信号处理器上。
17.一种具有传感器的交通工具座椅，包括：
多个天线；
信号生成源，其适于生成包括多个唯一的频率正交的信号，所述信号生成源被可操作地连接到所述多个天线中的至少两个天线，并且配置为发射所述多个唯一的频率正交的信号中的至少一个到所述信号生成源可操作地连接到的每一个天线；
信号接收器，其可操作地连接到除所述多个天线中的所述至少两个之外的所述多个天线中的至少两个另外天线，所述天线中的所述至少两个另外天线和所述多个天线中的所述至少两个天线被选为使得相对于所述多个天线中的所述至少两个天线中的一个天线和所述多个天线中的所述至少两个另外天线中的一个天线接近的触摸事件引起其间耦合的变化，使得；
(a)接近其的触摸事件引起其间耦合的变化，或者
(b)所述多个天线中的所述至少两个天线相对于所述多个天线中的所述至少两个另外天线的位置的改变引起其间耦合的变化；
信号处理器，其可操作地连接到所述信号接收器，所述信号处理器适于周期性地做出与所述生成的唯一的频率正交的信号中的每一个相关联的至少一个测量；以及
检测器模块，其被配置为使用与所述生成的唯一的频率正交的信号中的每一个相关联的所述至少一个测量来确定所述座椅的使用。
18.根据权利要求17所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测乘员的存在或不存在。
19.根据权利要求17所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块检测物体的存在。
20.根据权利要求17所述的交通工具座椅，其中所述检测器模块运行在所述信号处理器上。
CN201880070458.0A 2017-08-29 2018-08-23 包括传感器的交通工具部件 Pending CN111344659A (zh)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/690,234 US10386975B2 (en) 2016-08-30 2017-08-29 Capacitive sensor
US15/690,242 US10503331B2 (en) 2016-08-30 2017-08-29 Single sided capacitive sensor
US15/690,234 2017-08-29
US15/690,242 2017-08-29
US201762588267P 2017-11-17 2017-11-17
US62/588,267 2017-11-17
US15/821,677 US10528201B2 (en) 2016-08-30 2017-11-22 Toroidal sensor
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307518B1 (en) * 1996-11-12 2001-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Antenna configuration of an apparatus for detecting a child safety seat placed on a seat of a motor vehicle
JP2004189151A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Yazaki Corp 着座検出装置
US20080169936A1 (en) * 2003-08-14 2008-07-17 Carl A Pickering Capacitive Proximity Sensor With User
CN101389507A (zh) * 2006-02-21 2009-03-18 艾莱希斯北美公司 用于座椅安全带或其它监测的乘员传感器和方法
JP2011122893A (ja) * 2009-12-09 2011-06-23 Honda Motor Co Ltd 車両用機器の操作装置
CN107005313A (zh) * 2014-11-14 2017-08-01 国际智能技术公司 使用人体作为导体的无线开关

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080234899A1 (en) * 1992-05-05 2008-09-25 Automotive Technologies International, Inc. Vehicular Occupant Sensing and Component Control Techniques
US6154658A (en) * 1998-12-14 2000-11-28 Lockheed Martin Corporation Vehicle information and safety control system
US6609055B2 (en) * 2001-10-31 2003-08-19 Automotive Systems Laboratory, Inc. Occupant detection system
US20050052426A1 (en) * 2003-09-08 2005-03-10 Hagermoser E. Scott Vehicle touch input device and methods of making same
US7496457B2 (en) * 2004-03-25 2009-02-24 Delta Tooling Co., Ltd. Load body state judging device, vehicle seat and computer program
US7432459B2 (en) * 2006-03-31 2008-10-07 Volkswagen Ag Seat control unit for adjusting a vehicle seat and vehicle seat configuration
US20070241895A1 (en) * 2006-04-13 2007-10-18 Morgan Kelvin L Noise reduction for flexible sensor material in occupant detection
EP2161165A1 (en) * 2008-09-03 2010-03-10 IEE INTERNATIONAL ELECTRONICS & ENGINEERING S.A. Capacitive vehicle seat occupant detector
DE102008064348B3 (de) * 2008-12-20 2010-04-08 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Verstelleinrichtung für eine Kopfstütze eines Kraftfahrzeugsitzes
JP4766166B2 (ja) * 2009-09-30 2011-09-07 株式会社デンソー 静電容量式乗員センサおよび静電容量式乗員センサ装置
JP2012051469A (ja) * 2010-09-01 2012-03-15 Fujikura Ltd ヘッドレスト位置調整装置及びヘッドレスト位置調整方法
LU91738B1 (en) * 2010-09-23 2012-03-26 Iee Sarl Capacitive occupant detection system
US9412273B2 (en) * 2012-03-14 2016-08-09 Autoconnect Holdings Llc Radar sensing and emergency response vehicle detection
US9158411B2 (en) * 2013-07-12 2015-10-13 Tactual Labs Co. Fast multi-touch post processing
JP6271388B2 (ja) * 2014-10-14 2018-01-31 株式会社東海理化電機製作所 静電検出装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307518B1 (en) * 1996-11-12 2001-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Antenna configuration of an apparatus for detecting a child safety seat placed on a seat of a motor vehicle
JP2004189151A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Yazaki Corp 着座検出装置
US20080169936A1 (en) * 2003-08-14 2008-07-17 Carl A Pickering Capacitive Proximity Sensor With User
CN101389507A (zh) * 2006-02-21 2009-03-18 艾莱希斯北美公司 用于座椅安全带或其它监测的乘员传感器和方法
JP2011122893A (ja) * 2009-12-09 2011-06-23 Honda Motor Co Ltd 車両用機器の操作装置
CN107005313A (zh) * 2014-11-14 2017-08-01 国际智能技术公司 使用人体作为导体的无线开关

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