DE112015002292T5 - Piezoresistive sensors and applications - Google Patents

Piezoresistive sensors and applications

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DE112015002292T5
DE112015002292T5 DE112015002292.9T DE112015002292T DE112015002292T5 DE 112015002292 T5 DE112015002292 T5 DE 112015002292T5 DE 112015002292 T DE112015002292 T DE 112015002292T DE 112015002292 T5 DE112015002292 T5 DE 112015002292T5
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piezoresistive
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sensor
signal
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Application number
DE112015002292.9T
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Keith A. McMillen
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BeBop Sensors Inc
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BeBop Sensors Inc
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Priority to US14/299,976 priority
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Priority to US14/464,551 priority patent/US9442614B2/en
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Priority to US201462056819P priority
Priority to US62/056,819 priority
Priority to US62/057,130 priority
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Priority to US201462072798P priority
Priority to US14/671,844 priority
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress in general
    • G01L1/20Measuring force or stress in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/205Measuring force or stress in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements

Abstract

Sensoren, die piezoresistive Materialien enthalten, sind beschrieben. Sensors containing piezoresistive materials are described. Eine Klasse von Sensoren weist piezoresistives Material auf, das benachbart zu leitfähigen Bahnen auf einem Substrat gehalten oder anderswie getragen wird. One class of sensors comprises piezoresistive material, which is adjacent to conductive tracks supported on a substrate or otherwise supported. Eine andere Klasse von Sensoren weist leitfähige Bahnen auf, die direkt auf dem piezoresistiven Material ausgebildet sind. Another class of sensors comprises conductive tracks, which are directly formed on the piezoresistive material.

Description

  • VERWANDTE ANMELDUNGSDATEN RELATED APPLICATION DATA
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorrang vor der Vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/993 953 mit dem Titel Piezoresistive Sensors and Applications, eingereicht am 15. Mai 2014 (Aktenzeichen Nr. BBOPPOO4P), US Patent-Anmeldung Nr. 14/299 976 mit dem Titel Piezoresistive Sensors and Applications, eingereicht am 9. Juni 2014 (Aktenzeichen Nr. BBOPP004), US Patent-Anmeldung Nr. 14/464 551 mit dem Titel Two-Dimensional Sensor Arrays, eingereicht am 20. August 2014 (Aktenzeichen Nr. BBOPP004X1), Vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/057 130 mit dem Titel Interfaces for Conductors Integrated with Fabric or Other Flexible Substrates, eingereicht am 29. September 2014 (Aktenzeichen Nr. BBOPPOO4P2), Vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/056 819 mit dem Titel Promoting Sensor Isolation and Performance in Flexible Sensor Arrays, eingereicht am 29. September 2014 (Aktenzeichen Nr. BBOPPOO5P), Vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/072 798, mit dem Titel Flexible Sensors and Applications, ei This application claims priority over US Provisional application Ser. No. 61/993 953 entitled Piezoresistive Sensors and Applications filed (Docket No.. BBOPPOO4P) on May 15, 2014. US patent application Ser. No. 14/299 976 with entitled Piezo-resistive sensor and Applications, filed June 9, 2014 (Docket No.. BBOPP004), US patent application Ser. No. 14/464 551 entitled Two-Dimensional arrays, filed (Docket No. 20 August, 2014. BBOPP004X1 ), US Provisional Patent application no. 62/057 130 entitled interfaces for Conductors Integrated with fabric or Other Flexible substrate, filed September 29, 2014 (Docket No.. BBOPPOO4P2), US Provisional Patent application no. 62/056 819 entitled Promoting sensor isolation and performance Flexible sensor array, filed September 29, 2014 (Docket No.. BBOPPOO5P), US Provisional Patent application no. 62/072 798, entitled Flexible sensors and Applications, egg ngereicht am 30. Oktober 2014 (Aktenzeichen Nr. BBOPPOO4P3), US-Patentanmeldung Nr. 14/671 821 mit dem Titel Flexible Sensors and Applications, eingereicht am 27. März 2015 (Aktenzeichen Nr. BBOPP004X2) und US-Patentanmeldung Nr. 14/671 844 mit dem Titel Promoting Sensor Isolation and Performance in Flexible Sensor Arrays, eingereicht am 27. März 2015 (Aktenzeichen Nr. BBOPP005), die jeweils hier für alle Zwecke durch Verweis aufgenommen werden. ngereicht October 30, 2014 (Docket No.. BBOPPOO4P3), US patent application Ser. No. 14/671 821 entitled Flexible Sensors and Applications, filed March 27, 2015 (Docket No.. BBOPP004X2) and US patent application Ser. No. 14 / 671,844 entitled Promoting sensor isolation and performance Flexible sensor array, filed March 27, 2015 (Docket No. BBOPP005.), each incorporated herein for all purposes by reference.
  • STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
  • Die Nachfrage nach Technologien, die eine Brücke zwischen Rechenvorrichtungen und der physischen Welt bilden, nimmt schnell zu. The demand for technologies that form a bridge between computing devices and the physical world, is increasing rapidly. Diese Schnittstellen erfordern typischerweise eine Form von Sensortechnologie, die Informationen des physischen Bereichs in den digitalen Bereich umwandelt. These interfaces typically require some form of sensor technology that converts information of the physical region in the digital domain. Das „Internet der Dinge” zieht die Verwendung von Sensoren in einem so gut wie grenzenlosen Bereich von Anwendungen in Betracht, für die die herkömmliche Sensortechnologie oft nicht gut geeignet ist. The "Internet of Things" contemplates the use of sensors in a virtually limitless range of applications in consideration for which the conventional sensor technology is often not well suited.
  • KURZDARSTELLUNG SUMMARY
  • Gemäß diversen Umsetzungen, werden Sensoren und Anwendungen von Sensoren bereitgestellt. According to various implementations, sensors and applications of sensors are provided. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen weist ein Sensor ein biegsames piezoresistives Substrat und zwei oder mehr leitfähige Bahnen auf, die direkt auf dem piezoresistiven Substrat ausgebildet oder darin anderswie integriert sind. According to a particular class of reactions, a sensor includes a flexible piezoresistive substrate and two or more conductive tracks formed directly on the substrate or integrated therein piezoresistive some other way.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist der Sensor Schaltungen auf, die konfiguriert sind, um ein oder mehr Signale von den leitfähigen Bahnen zu empfangen und ein Berührungsereignis in Zusammenhang mit dem einen oder mehr Signalen zu erfassen. According to some implementations, the sensor has circuits which are configured to receive one or more signals from the conductive tracks and to detect a touch event associated with the one or more signals. Gemäß einigen dieser Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um die Lage des Berührungsereignisses und/oder die Kraftgröße des Berührungsereignisses zu bestimmen. According to some of these transformations are further configured the circuits to determine the position of the touch event and / or the power of the size of the touch event.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist das piezoresistive Substrat ein piezoresistives Textil. In some implementations, the substrate is a piezoresistive piezoresistive textile. Gemäß anderen Umsetzungen ist das piezoresistive Substrat ein piezoresistiver Gummi. According to other implementations, the piezoresistive substrate is a piezoresistive rubber.
  • Gemäß einigen Umsetzungen umfassen die leitfähigen Bahnen eine leitfähige Tinte, die auf das piezoresistive Substrat gedruckt wird. In some implementations, the conductive paths comprise a conductive ink is printed on the piezoresistive substrate. Gemäß anderen umfassen die leitfähigen Bahnen leitfähigen Lack, der auf dem piezoresistiven Substrat abgelagert ist. According to other the conductive tracks comprise conductive paint which is deposited on the piezoresistive substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen auf einer Seite des piezoresistiven Substrats ausgebildet. In some implementations, the conductive traces are formed on one side of the piezoresistive substrate. Gemäß anderen sind die leitfähigen Bahnen nur auf zwei einander entgegengesetzten Seiten des piezoresistiven Substrats ausgebildet. According to other conductive paths are formed on only two opposite sides of the piezoresistive substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist ein isolierendes Material über einer ersten der leitfähigen Bahnen ausgebildet, wobei mindestens ein Abschnitt einer zweiten der leitfähigen Bahnen über dem isolierenden Material und der ersten leitfähigen Bahn ausgebildet ist. According to some implementations, an insulating material over a first one of the conductive tracks is formed, wherein at least a portion of a second one of the conductive tracks is formed on the insulating material and the first conductive track.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weisen die zwei oder mehr leitfähigen Bahnen eine erste leitfähige Bahn auf, die durch eine erste Leitfähigkeit gekennzeichnet ist, und eine zweite leitfähige Bahn, die durch eine zweite Leitfähigkeit, die niedriger ist als die erste Leitfähigkeit, gekennzeichnet ist. According to some implementations, the two or more conductive traces on a first conductive path that is characterized by a first conductivity, and a second conductive sheet which is characterized by a second conductivity which is lower than the first conductivity. Der Sensor weist ferner Schaltungen auf, die konfiguriert sind, um ein Ende der zweiten leitfähigen Bahn mit einem ersten Signal, das einen ersten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, anzusteuern, und ein entgegengesetztes Ende der zweiten leitfähigen Bahn mit einem zweiten Signal, das durch einen zweiten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, anzusteuern. The sensor further includes circuitry that are configured to communicate with a first signal which is in a first working cycle, to drive an end of the second conductive path, and an opposite end of the second conductive path having a second signal generated by a second working cycle characterized to control. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um ein gemischtes Signal von der ersten leitfähigen Bahn zu empfangen, wobei das gemischte Signal Beiträge von dem ersten und dem zweiten Signal über das piezoresistive Substrat aufweist. The circuits are further configured to receive a mixed signal of the first conductive trace, wherein the mixed signal contributions from the first and the second signal over the piezoresistive substrate. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um eine Lage eines Berührungsereignisses entlang einer ersten Achse der zweiten leitfähigen Bahn in Bezug zu den Beiträgen des ersten und zweiten Signals zu dem gemischten Signal zu erfassen. The circuits are further configured to detect a position of a touch event along a first axis of the second conductive path with respect to the contributions of the first and second signal to the mixed signal.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen in einer ersten parallelen Anordnung leitfähiger Bahnen angeordnet, die in eine erste Richtung ausgerichtet ist, die auf einer Seite des piezoresistiven Substrats ausgebildet ist, und in einer zweiten parallelen Anordnung leitfähiger Bahnen, die an 90 Grad zu der ersten Anordnung ausgerichtet ist, die auf einer entgegengesetzten Seite des piezoresistiven Substrats ausgebildet sind. In some implementations, the conductive traces are arranged in a first parallel array of conductive tracks which is oriented in a first direction, which is formed on one side of the piezo-resistive substrate, and in a second parallel array of conductive tracks which first at 90 degrees to the is aligned arrangement which are formed on an opposite side of the piezoresistive substrate. Der Sensor weist Schaltungen auf, die konfiguriert sind, um sequenziell die erste Anordnung leitfähiger Bahnen anzusteuern und sequenziell die zweite Anordnung von Bahnen abzutasten. The sensor has circuits which are configured to sequentially drive the first array of conductive tracks and sequentially scan the second set of tracks. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um eine Lage und Kraftgröße für ein oder mehr Berührungsereignisse in Bezug auf Signale, die von der zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen empfangen werden, zu bestimmen. The circuits are further configured to determine a location and size for a force or more touch events in respect of signals received from said second array of conductive paths.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen in Quadranten angeordnet, und der Sensor weist Schaltungen auf, die konfiguriert sind, um ein Berührungsereignis in Bezug auf Signale, die von den leitfähigen Bahnen der Quadranten empfangen werden, zu erfassen. In some implementations, the conductive traces are arranged in quadrants, and the sensor has circuits which are configured to detect a touch event with respect to signals that are received by the conductive traces of the quadrants. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um eine Lage des Berührungsereignisses, eine Kraftgröße des Berührungsereignisses, eine Bewegungsgeschwindigkeit des Berührungsereignisses und eine Bewegungsrichtung des Berührungsereignisses zu bestimmen. The circuits are further configured to determine a location of the touch event, a force size of the touch event, a moving speed of the touch event and a motion direction of the touch event.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen in einer Vielzahl von Gruppen leitfähiger Bahnen angeordnet. In some implementations, the conductive traces are arranged in a plurality of groups of conductive traces. Jede der Gruppen leitfähiger Bahnen weist zwei oder mehr der leitfähigen Bahnen auf. Each of the groups of conductive tracks includes two or more of the conductive tracks. Der Widerstand zwischen den leitfähigen Bahnen in jeder der Gruppen leitfähiger Bahnen variiert gemäß der Kraft, die an das piezoresistive Substrat in einer Nähe der Gruppe leitfähiger Bahnen angelegt wird. The resistance between the conductive tracks in each of said groups of conductive tracks varies according to the force which is applied to the piezoresistive substrate in a vicinity of the group of conductive traces. Der Sensor weist Schaltungen auf, die konfiguriert sind, um ein oder mehr Signale von jeder der Gruppen leitfähiger Bahnen zu empfangen und Steuerinformationen als Reaktion darauf zu erzeugen. The sensor has circuits which are configured to receive one or more signals from each of the groups of conductive traces and generate control information in response thereto. Die Steuerinformationen dienen zum Steuern des Betriebs eines oder mehrerer Prozesse oder Vorrichtungen in Kommunikation mit den Schaltungen. The control information is used for controlling the operation of one or more processes or devices in communication with the circuits.
  • Gemäß einigen Umsetzungen besteht das piezoresistive Substrat aus einem oder mehr Stücken aus piezoresistivem Textil, die in eine Kappe zum Tragen auf dem Kopf eines Menschen integriert sind. According to some implementations, there is a piezoresistive substrate from one or more pieces of piezoresistive textile, which are integrated in a cap to bear on the head of a human. Jedes der Stücke aus piezoresistivem Textil trägt eine Anordnung leitfähiger Bahnen. Each of the pieces of piezoresistive textile carries an array of conductive traces. Der Sensor weist Schaltungen auf, die konfiguriert sind, um ein Berührungsereignis in Bezug zu Signalen, die von den leitfähigen Bahnen empfangen werden, zu erfassen. The sensor has circuits which are configured to detect a touch event with respect to signals received from the conductive traces. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um eine Lage des Berührungsereignisses und eine Kraftgröße des Berührungsereignisses zu bestimmen. The circuits are further configured to determine a location of the touch event and a force size of the touch event.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen, weist eine Sensoranordnung ein piezoresistives Substrat auf. According to a particular class of reactions, includes a sensor arrangement on a piezoresistive substrate. Eine erste Anordnung leitfähiger Bahnen ist auf dem piezoresistiven Substrat ausgebildet und mit einer ersten Dimension der Sensoranordnung ausgerichtet. A first array of conductive traces formed on said piezoresistive substrate and aligned with a first dimension of the sensor array. Eine zweite Anordnung leitfähiger Bahnen ist auf dem piezoresistiven Substrat ausgebildet und mit einer zweiten Dimension der Sensoranordnung ausgerichtet. A second array of conductive traces formed on said piezoresistive substrate and aligned with a second dimension of the sensor assembly. Die Sensoranordnung hat dazu gehörende Schaltungen, die konfiguriert sind, um Ansteuersignale an die erste Anordnung leitfähiger Bahnen anzulegen, Erfassungssignale von der zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen zu empfangen, und eine oder mehr Lagen eines oder mehrerer entsprechender Berührungsereignisse auf einer Oberfläche der Sensoranordnung unter Verwenden der Ansteuer- und Erfassungssignale zu bestimmen. The sensor arrangement has associated end circuits that are configured to apply drive signals to the first array of conductive paths to receive detection signals from the second array of conductive paths, and one or more layers of one or more corresponding touch events on a surface of the sensor array using the driving - and to determine detection signals.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist das piezoresistive Substrat ein piezoresistives Material auf. According to some implementations, the piezoresistive substrate on a piezoresistive material.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die erste und zweite Anordnung leitfähiger Bahnen nur auf einer Seite des piezoresistiven Substrats ausgebildet. In some implementations, the first and second array of conductive paths are formed only on one side of the piezoresistive substrate. Gemäß anderen Umsetzungen sind die erste und zweite Anordnung leitfähiger Bahnen auf beiden Seiten des piezoresistiven Substrats ausgebildet. According to other implementations, the first and second array of conductive paths are formed on both sides of the piezoresistive substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung im Wesentlichen zueinander parallel und entlang der ersten Dimension ausgerichtet, und die leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung sind im Wesentlichen zueinander parallel und entlang der zweiten Dimension ausgerichtet, wobei die erste und die zweite Dimension zueinander im Wesentlichen senkrecht sind. In some implementations, the conductive tracks of the first array are substantially parallel to each other and along the first dimension, the conductive paths of the second array are substantially parallel to each other and aligned along the second dimension, wherein the first and the second dimension substantially mutually are perpendicular.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung durch eine erste Leitfähigkeit gekennzeichnet, und die leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung sind durch eine zweite Leitfähigkeit, die höher ist als die erste Leitfähigkeit, gekennzeichnet. In some implementations, the conductive paths of the first assembly are characterized by a first conductivity, and the conductive paths of the second arrangement are characterized by a second conductivity which is higher than the first conductivity. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um ein Ende einer ersten leitfähigen Bahn der ersten Anordnung mit einem ersten Signal anzusteuern, und ein entgegengesetztes Ende der ersten leitfähigen Bahn mit einem zweiten Signal anzusteuern, und ein gemischtes Signal von einer zweiten leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung zu empfangen. The circuits are further configured to drive an end of a first conductive path of the first array to a first signal, and to drive an opposite end of the first conductive path having a second signal, and to receive a mixed signal of a second conductive track of the second assembly , Das gemischte Signal weist Beiträge von dem ersten und dem zweiten Signal über das piezoresistive Substrat auf, und die Schaltungen sind konfiguriert, um eine erste Lage eines ersten Berührungsereignisses entlang der ersten leitfähigen Bahn in Bezug zu einem ersten Wert, der die Beiträge des ersten und des zweiten Signals zu dem gemischten Signal darstellt, zu bestimmen. The mixed signal includes contributions from the first and the second signal over the piezoresistive substrate and the circuits are configured to provide a first layer of a first touch event along the first conductive path with respect to a first value of the contributions of the first and represents the second signal to the mixed signal to determine.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um eine oder mehr zusätzliche Lagen von einem oder mehr zusätzlichen Berührungsereignissen entlang irgendeiner der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung zu bestimmen, die im Wesentlichen mit dem ersten Berührungselement gleichzeitig sind, unter Bezugnahme auf einen oder mehr zusätzliche Werte, die ein oder mehr zusätzliche gemischte Signale darstellen, die von einer oder mehr der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung empfangen werden. In some implementations, the circuits are further configured to determine one or more additional layers of one or more additional touch events along any of the conductive paths of the first assembly are substantially simultaneously with the first contact element, with reference to one or more additional values , representing one or more additional mixed signals that are received from one or more of the conductive tracks of the second arrangement.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um die erste Lage des ersten Berührungsereignisses als entlang der ersten leitfähigen Bahn und zwischen benachbarten leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung liegend zu bestimmen. In some implementations, the circuits are further configured to determine the first location of the first touch event than along the first conductive web and between adjacent conductive lines of the second array lying. Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um die erste Lage des ersten Berührungsereignisses in Bezug zu einem zusätzlichen Wert, der ein zusätzliches gemischtes Signal, das von einer zusätzlichen leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung empfangen wird, zu bestimmen. In some implementations, the circuits are configured to determine the first location of the first touch event with respect to an additional value to determine the additional mixed signal which is received by an additional conductive track of the second assembly.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um eine zweite Stelle des zweiten Berührungsereignis entlang der ersten leitfähigen Bahn zu bestimmen, das im Wesentlichen mit dem ersten Berührungsereignis in Bezug zu dem ersten Wert und einem zusätzlichen Wert, der ein zusätzliches gemischtes Signal, das von einer zusätzlichen leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung empfangen wird, gleichzeitig ist. In some implementations, the circuits are further configured to determine a second location of the second touch event along the first conductive track, which substantially coincides with the first touch event with respect to said first value and an additional value which is the of an additional mixed signal, is received an additional conductive track of the second assembly is at the same time.
  • Gemäß einigen Umsetzungen, sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um ein Ende einer dritten leitfähigen Bahn der ersten Anordnung mit dem ersten Signal anzusteuern, und ein entgegengesetztes Ende der dritten leitfähigen Bahn mit einem dritten Signal anzusteuern. According to some implementations, the circuits are further configured to drive an end of a third conductive track of the first assembly to the first signal, and to drive an opposite end of the third conductive path to a third signal. Das gemischte Signal weist auch zusätzliche Beiträge von dem ersten Signal und dem dritten Signal auf, die einem zweiten Berührungsereignis nahe der dritten leitfähigen Bahn entsprechen, das im Wesentlichen mit dem ersten Berührungsereignis gleichzeitig ist. The mixed signal also includes additional contributions of the first signal and the third signal, corresponding to a second touch event close to the third conductive track, which is substantially identical to the first touch event at the same time. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um den ersten Wert in Bezug zu den zusätzlichen Beiträgen von dem ersten und dem dritten Signal, die dem zweiten Berührungsereignisses entsprechen, zu erzeugen. The circuits are further configured to generate the first value in relation to the additional contributions from the first and the third signal, corresponding to the second touch event.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um die erste Lage des ersten Berührungsereignisses zu einer Vielzahl separater Lagen zuzuordnen, die mit der ersten leitfähigen Bahn auf der Oberfläche der Sensoranordnung assoziiert sind. In some implementations, the circuits are configured to associate the first position of the first touch event to a plurality of separate layers which are associated with the first conductive trace on the surface of the sensor array.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um einen Kraftwert für jedes Berührungsereignis zu bestimmen, der eine Größe einer Kraft für das entsprechende Berührungsereignis darstellt. In some implementations, the circuits are further configured to determine a power value for each touch event, which represents a magnitude of a force for the corresponding touch event. Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um den Kraftwert für jedes Berührungsereignis in Bezug zu einer Amplitude eines entsprechenden der Erfassungssignale zu bestimmen. In some implementations, the circuits are configured to determine the power value for each touch event with respect to an amplitude of a corresponding one of the detection signals.
  • Gemäß einigen Umsetzungen stimmt jede der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit jeder der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung überein, und die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um einen Datensatz für die Sensoranordnung in Bezug zu den Erfassungssignalen zu erzeugen. According to some implementations, each of the conductive paths of the first array with each of the conductive paths of the second arrangement is consistent, and the circuits are further configured to generate a record for the sensor arrangement with respect to the detection signals. Der Datensatz weist einen Datenwert für jede Übereinstimmung einer der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit einer der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung auf. The data set has a data value for each match one of the conductive paths of the first assembly with one of the conductive paths of the second arrangement. Die Schaltungen sind konfiguriert, um die eine oder mehr Lagen des einen oder mehr entsprechenden Berührungsereignisse in Bezug zu dem Datensatz zu bestimmen. The circuits are configured to determine the one or more layers of one or more corresponding touch events in reference to the record.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um eine erste Lage eines ersten Berührungsereignisses nahe einer ersten Übereinstimmung einer ersten leitfähigen Bahn der ersten Anordnung und einer zweiten leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung zu bestimmen, indem der Datenwert, der der ersten Übereinstimmung entspricht, mit einem Schwellenwert zu vergleichen. In some implementations, the circuits are further configured to determine a first position of a first touch event near a first correspondence of a first conductive path of the first array and a second conductive track of the second assembly by the data value corresponding to the first match, with a compare threshold. Gemäß einigen Umsetzungen wird der Schwellenwert in Bezug zu einem Durchschnitt der Datenwerte bestimmt. According to some implementations of the threshold value with respect to a determined average of the data values.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um die Erzeugung des Datensatzes zu wiederholen, was in einer Vielzahl von Datensätzen resultiert, wobei jeder Datensatz einen Zustand der Sensoranordnung für eine entsprechende Zeitspanne darstellt. In some implementations, the circuits are configured to repeat the generation of the record, resulting in a plurality of records, each record representing a state of the sensor arrangement for an appropriate period of time. Die Schaltungen sind konfiguriert, um die eine oder mehr Lagen des einen oder mehr entsprechenden Berührungsereignisse in Bezug zu der Vielzahl von Datensätzen zu bestimmen. The circuits are configured to determine the one or more layers of one or more corresponding touch events in relation to the plurality of data sets. Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um die eine oder mehr Lagen des einen oder mehr entsprechenden Berührungsereignisses in Bezug zu der Vielzahl von Datensätzen durch Vergleichen entsprechender Datenwerte in aufeinanderfolgenden Datensätzen zu bestimmen. In some implementations, the circuits are configured to determine the one or more layers of one or more corresponding touch event with respect to the plurality of data sets in consecutive records by comparing corresponding data values.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um erste und zweite Datenwerte für jede Übereinstimmung einer der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit einer der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung zu erzeugen. In some implementations, the circuits are configured to generate first and second data values ​​for each match one of the conductive paths of the first assembly with one of the conductive paths of the second arrangement. Die ersten Datenwerte stellen eine Stelle eines nahen Berührungsereignisses entlang der entsprechenden leitfähigen Bahn der ersten Anordnung dar, und der zweite Datenwert stellt eine Kraft dar, die mit dem nahen Berührungsereignis assoziiert ist. The first data values ​​represent a position of a near touch event along the respective conductive path of the first array represents, and the second data value represents a force that is associated with the close touch event.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um eine Vielzahl von Lagen einer Vielzahl im Wesentlichen gleichzeitiger Berührungsereignisse auf der Oberfläche der Sensoranordnung unter Verwenden der Ansteuer- und Erfassungssignale zu bestimmen. In some implementations, the circuits are configured to determine a plurality of layers of a plurality of substantially simultaneous touch events on the surface of the sensor array using the drive and sense signals.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um erfasste Berührungsereignisse einer Vielzahl von separaten Lagen auf der Oberfläche der Sensoranordnung zuzuordnen. In some implementations, the circuits are configured to assign detected touch events of a plurality of separate layers on the surface of the sensor array.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist die Anordnung eine Vielzahl von Kraftfokussierungselementen auf, die jeweils mit einer der separaten Lagen ausgerichtet sind. According to some implementations, the arrangement comprises a plurality of force focusing elements, each aligned with one of the separate layers. Ein oder beide Formfaktoren der Kraftfokussierungselemente und die Biegsamkeit der Kraftfokussierungselemente kann/können gesteuert werden, um einen entsprechenden Dynamikbereich der Sensoranordnung zu verwirklichen. One or both of the form factors of the force focusing elements and the flexibility of the force focusing elements may / may be controlled to achieve an appropriate dynamic range of the sensor arrangement. Die Kraftfokussierungselemente können Teil des piezoresistiven Substrats sein. The force focusing elements can be part of the piezoresistive substrate. Alternativ kann die Anordnung ein zusätzliches Substrat benachbart zu einer Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats aufweisen. Alternatively, the arrangement may be an additional substrate adjacent to a combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate have. Die Kraftfokussierungselemente können auf dem zusätzlichen Substrat ausgebildet werden. The force focusing elements can be formed on the additional substrate. Gemäß einigen Umsetzungen sind die Fokussierungselemente konvexe Merkmale auf dem zusätzlichen Substrat. In some implementations, the focusing elements are convex features on the additional substrate. Gemäß einigen Umsetzungen ist das zusätzliche Substrat Teil eines Umgebungsschutzeinschlusses für die Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats. According to some implementations, the additional substrate is part of an environmental protection enclosure for the combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen liegt ein erstes zusätzliches Substrat zu einer Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats benachbart. According to some implementations, a first additional substrate to a combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate is adjacent. Das erste zusätzliche Substrat hat eine Vielzahl von Strukturelementen, die sich davon mindestens teilweise durch das piezoresistive Substrat in Räume zwischen den leitfähigen Bahnen erstrecken. The first additional substrate having a plurality of structural members extending therefrom at least partially by the piezoresistive substrate in spaces between the conductive traces. Die Sensoranordnung weist ferner ein zweites zusätzliches Substrat benachbart zu der Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats auf einer Seite auf, die der Kombination des ersten zusätzlichen Substrats entgegengesetzt ist. The sensor assembly further includes a second additional substrate adjacent to the combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate on a side that is opposite to the combination of the first additional substrate. Gemäß einigen Umsetzungen erstrecken sich die Strukturelemente vollständig durch das piezoresistive Substrat und berühren das zweite zusätzliche Substrat, ohne dass Kraft auf die Oberfläche der Sensoranordnung ausgeübt wird. According to some implementations, the structural elements extend completely through the piezoresistive substrate and contacting the second additional substrate is applied without force to the surface of the sensor array. Gemäß einigen Umsetzungen erstrecken sich die Strukturelemente nur auf einem Teil der Strecke durch das piezoresistive Substrat. According to some implementations, the structural elements extend only over part of the distance through the piezoresistive substrate. Gemäß einigen Umsetzungen sind das erste und zweite zusätzliche Substrat Teil eines Umgebungsschutzeinschlusses für die Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats. In some implementations, the first and second additional substrate are part of a surrounding protective enclosure for the combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist das piezoresistive Substrat eine Vielzahl von Öffnungen auf, wobei jede der Öffnungen mit einem Raum zwischen den leitfähigen Bahnen der ersten und zweiten Anordnung ausgerichtet ist. According to some implementations, the piezoresistive substrate has a plurality of openings, each of said apertures is aligned with a space between the conductive paths of the first and second arrays. Gemäß einigen Umsetzungen liegt ein zusätzliches Substrat zu einer Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats benachbart. According to some implementations, an additional substrate to a combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate is adjacent. Das zusätzliche Substrat hat eine Vielzahl von Strukturelementen, die sich von ihm mindestens teilweise durch die Öffnungen des piezoresistiven Substrats erstrecken. The additional substrate has a plurality of structural members extending from it at least partially through the openings of the piezoresistive substrate. Gemäß einigen Umsetzungen haben die Strukturelemente einen Formfaktor, der einer Form der Öffnungen entspricht. In some implementations, the structural elements have a shape factor corresponding to a shape of the openings.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung resistive Bahnen, und die Schaltungen sind konfiguriert, um jede der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit Leistung zu versorgen, indem gleichzeitig entgegengesetzte Enden der leitfähigen Bahn jeweils mit dem ersten und zweiten Signal unter Verwenden einer Vielzahl von Signalbussen angesteuert werden. According to some implementations, the conductive tracks of the first arrangement of resistive paths, and the circuits are configured to supply each of the conductive paths of the first assembly with power by the same opposite ends of the conductive path, respectively with the first and second signal using a plurality are controlled by signal buses. Jeder Signalbus ist mit einer Vielzahl der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung verbunden. Each signal bus is connected to a plurality of conductive paths of the first assembly. Die entgegengesetzten Enden jeder leitfähigen Bahn der ersten Anordnung sind mit einem einzigen Paar der Busse verbunden. The opposite ends of each conductive path of the first array are connected to a single pair of buses. Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung durch im Wesentlichen null Widerstand gekennzeichnet, und mindestens einige der Lagen, an welchen die Schaltungen konfiguriert sind, um Berührungsereignisse zu bestimmen, liegen entlang entsprechenden der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung und zwischen jeweiligen Paaren der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung. In some implementations, the conductive tracks of the second arrangement are characterized by substantially zero resistance and at least some of the layers on which the circuits are configured to determine touch events, are located along respective ones of the conductive traces of the first array and between respective pairs of the conductive tracks of the second arrangement.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um erfasste Berührungsereignisse einer Vielzahl von separaten Lagen auf der Oberfläche der Sensoranordnung zuzuordnen. In some implementations, the circuits are configured to assign detected touch events of a plurality of separate layers on the surface of the sensor array. Die Vielzahl separater Lagen bildet eine Anordnung aus Y separaten Lagen entlang der ersten Dimension Mal X separate Lagen entlang der zweiten Dimension. The plurality of separate layers forms an array of Y separate locations along the first dimension X times separate locations along the second dimension. Die erste Anordnung leitfähiger Bahnen weist X leitfähige Bahnen auf, und die zweite Anordnung leitfähiger Bahnen weist weniger als Y leitfähige Bahnen auf. The first array of conductive tracks includes X conductive tracks, and the second array of conductive tracks comprises less than Y on conductive tracks. X und Y sind Ganzzahlen, die größer sind als null. X and Y are integers greater than zero.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um erfasste Berührungsereignisse einer Vielzahl von separaten Lagen auf der Oberfläche der Sensoranordnung zuzuordnen. In some implementations, the circuits are configured to assign detected touch events of a plurality of separate layers on the surface of the sensor array. Die Vielzahl separater Lagen bildet eine Anordnung aus Y separaten Lagen entlang der ersten Dimension Mal X separaten Lagen entlang der zweiten Dimension. The plurality of separate layers forms an array of Y separate locations along the first dimension X times separate locations along the second dimension. Die erste Anordnung leitfähiger Bahnen weist X leitfähige Bahnen auf. The first array of conductive tracks includes X conductive tracks. X und Y sind Ganzzahlen, die größer sind als null. X and Y are integers greater than zero. Die Sensoranordnung weist ferner eine Vielzahl von Bussen auf, durch die die Schaltungen die Ansteuersignale der ersten Anordnung leitfähiger Bahnen anlegen, wobei die Vielzahl von Bussen weniger als X Busse aufweist. The sensor assembly further includes a plurality of buses by the circuits apply the drive signals to the first array of conductive paths, wherein the plurality of buses has less than X buses.
  • Gemäß einigen Umsetzungen stimmen einige der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit jeder der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung überein. According to some implementations, some of the conductive tracks of the first array with each of the conductive paths of the second array are the same. Die Sensoranordnung weist ferner ein Bahnenmuster an jeder Übereinstimmung einer der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit einer der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung auf. The sensor assembly further includes a track pattern on each match one of the conductive paths of the first assembly with one of the conductive paths of the second arrangement. Jedes Bahnenmuster weist eine erste Bahn auf, die sich von der entsprechenden leitfähigen Bahn der ersten Anordnung erstreckt, und eine zweite Bahn, die sich von der entsprechenden leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung erstreckt. Each track pattern comprises a first web, which extends from the respective conductive track of the first assembly and a second web extending from the respective conductive track of the second assembly. Die erste und die zweite Bahn haben komplementäre Formen. The first and second webs have complementary shapes. Gemäß einigen Umsetzungen werden eine oder beide der Formen der ersten und zweiten Bahn und der Abstand zwischen der ersten und zweiten Bahn gesteuert, um einen entsprechenden Dynamikbereich der Sensoranordnung zu erzielen. According to some implementations, one or both of the shapes of the first and second webs and the distance between the first and second web are controlled to achieve an appropriate dynamic range of the sensor arrangement. Gemäß einer besonderen Umsetzung sind die komplementären Formen der ersten und zweiten Bahn jedes Bahnenmusters eine Kleeblattform und eine Kreuzform. According to a particular implementation, the complementary shapes of the first and second track each track pattern are a cloverleaf shape and a cross shape.
  • Gemäß einer anderen Klasse von Umsetzungen weist eine Sensoranordnung eine erste Anordnung leitfähiger Bahnen auf, die mit einer ersten Dimension der Sensoranordnung ausgerichtet ist, und eine zweite Anordnung leitfähiger Bahnen, die mit einer zweiten Dimension der Sensoranordnung ausgerichtet ist. In another class of reactions has a sensor arrangement has a first array of conductive tracks which is aligned with a first dimension of the sensor array and a second array of conductive tracks which is aligned with a second dimension of the sensor assembly. Piezoresistives Material ist konfiguriert, um elektrische Verbindungstechnik zwischen den leitfähigen Bahnen der ersten und zweiten Anordnung bereitzustellen. Piezoresistive material is configured to provide electrical connectivity between the conductive paths of the first and second arrays. Die Sensoranordnung weist eine Vielzahl von Kraftfokussierungselementen auf, die jeweils mit einer der Vielzahl separater Lagen auf einer Oberfläche der Sensoranordnung ausgerichtet sind. The sensor array includes a plurality of force focusing elements, each aligned with one of the plurality of separate layers on a surface of the sensor array. Die Sensoranordnung hat dazu gehörende Schaltungen, die konfiguriert sind, um Ansteuersignale an die erste Anordnung leitfähiger Bahnen anzulegen, Erfassungssignale von der zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen zu empfangen, und eine oder mehr Lagen eines oder mehrerer entsprechender Berührungsereignisse auf der Oberfläche der Sensoranordnung unter Verwenden der Ansteuer- und Erfassungssignale zu bestimmen. The sensor arrangement has associated end circuits that are configured to apply drive signals to the first array of conductive paths to receive detection signals from the second array of conductive paths, and one or more layers of one or more corresponding touch events on the surface of the sensor array using the driving - and to determine detection signals. Die Schaltungen sind auch konfiguriert, um erfasste Berührungsereignisse entsprechenden der Vielzahl separater Lagen zuzuordnen. The circuits are also configured to be assigned to detected touch events corresponding one of the plurality of separate layers.
  • Gemäß diversen Umsetzungen wird/werden einer oder beide Formfaktoren der Kraftfokussierungselemente und die Biegsamkeit der Kraftfokussierungselemente gesteuert, um einen entsprechenden Dynamikbereich der Sensoranordnung zu verwirklichen. According to various reactions is / one or both of the form factors of the force focusing elements and the flexibility of the force focusing elements are controlled to achieve an appropriate dynamic range of the sensor arrangement. Bei einigen Umsetzungen sind die Kraftfokussierungselemente Teil des piezoresistiven Materials. In some implementations, the force focusing elements part of the piezoresistive material. Bei anderen kann die Sensoranordnung ein Substrat benachbart zu einer Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Materials aufweisen, wobei die Kraftfokussierungselemente auf dem Substrat ausgebildet sind. In others, the sensor arrangement may include adjacent to a combination of the first and second array of conductive tracks and the piezoresistive material, a substrate, wherein the force focusing elements are formed on the substrate. Die Kraftfokussierungselemente können konvexe Merkmale auf dem Substrat sein. The force focusing elements may be convex features on the substrate. Das zusätzliche Substrat kann Teil eines Umgebungsschutzeinschlusses für die Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Substrats sein. The additional substrate may be part of environment protection enclosure for the combination of the first and second array of conductive tracks and of the piezoresistive substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist die Sensoranordnung ein erstes Substrat benachbart zu der Kombination aus der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Materials auf einer entgegengesetzten Seite der Kombination von einem zweiten Substrat auf. According to some implementations, the sensor arrangement to a first substrate adjacent to the combination of the first and second array of conductive tracks and the piezoresistive material on an opposite side of the combination of a second substrate. Das erste oder das zweite Substrat hat eine Vielzahl von Strukturelementen, die sich davon mindestens teilweise durch das piezoresistive Material in Räume zwischen den leitfähigen Bahnen erstrecken. The first or the second substrate has a plurality of structural members extending therefrom at least partially by the piezoresistive material in spaces between the conductive traces. Gemäß einigen Umsetzungen erstrecken sich die Strukturelemente vollständig durch das piezoresistive Material und berühren das andere des ersten Substrats oder zweiten Substrats, ohne dass Kraft auf die Oberfläche der Sensoranordnung ausgeübt wird. According to some implementations, the structural elements extend completely through the piezoresistive material and contact the other of the first substrate or the second substrate is applied without force to the surface of the sensor array. Bei anderen erstrecken sich die Strukturelemente nur auf einem Teil der Strecke durch das piezoresistive Material. In others, the structural elements extend only over part of the distance through the piezoresistive material. Das erste und das zweite Substrat können Teil eines Umgebungsschutzeinschlusses für die Kombination der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Materials sein. The first and the second substrate may be part of environment protection enclosure for the combination of the first and second array of conductive tracks and the piezoresistive material.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist das piezoresistive Material eine Vielzahl von Öffnungen auf, wobei jede der Öffnungen mit einem Raum zwischen den leitfähigen Bahnen der ersten und zweiten Anordnung ausgerichtet ist. According to some implementations, the piezoresistive material to a plurality of openings, each of said apertures is aligned with a space between the conductive paths of the first and second arrays. Bei einigen Umsetzungen weist die Sensoranordnung ein erstes Substrat benachbart zu der Kombination aus der ersten und zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen und des piezoresistiven Materials auf einer entgegengesetzten Seite der Kombination von einem zweiten Substrat auf. In some implementations, the sensor assembly includes a first substrate adjacent to the combination of the first and second array of conductive tracks and the piezoresistive material on an opposite side of the combination of a second substrate. Das erste oder das zweite Substrat hat eine Vielzahl von Strukturelementen, die sich davon mindestens teilweise durch die Öffnungen des piezoresistiven Substrats erstrecken. The first or the second substrate has a plurality of structural elements which extend at least partially through the openings of the piezoresistive substrate. Die Strukturelemente haben einen Formfaktor, der im Wesentlichen mit einer Form der Öffnungen übereinstimmt. The structural elements have a form factor that substantially coincides with a shape of the openings.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist das piezoresistive Material ein biegsames piezoresistives Material. In some implementations, the piezoresistive material is a flexible piezoresistive material. Bei einigen Umsetzungen können die erste und zweite Anordnung leitfähiger Bahnen auf dem piezoresistiven Material ausgebildet sein, entweder nur auf einer Seite des piezoresistiven Materials oder auf beiden Seiten des piezoresistiven Materials. In some implementations, the first and second array of conductive tracks can be formed on the piezoresistive material, either on one side only of the piezoresistive material, or on both sides of the piezoresistive material. Bei anderen können eine oder beide der ersten und zweiten Anordnungen leitfähiger Bahnen auf einem oder mehr Substraten benachbart zu dem piezoresistiven Material ausgebildet sein. In other one or both of the first and second arrays of conductive traces may be adjacent to one or more substrates formed to the piezoresistive material.
  • Gemäß einer anderen Klasse von Umsetzungen weist eine Sensoranordnung eine erste Anordnung leitfähiger Bahnen, die mit einer ersten Dimension der Sensoranordnung ausgerichtet sind, auf. In another class of reactions has a sensor arrangement comprises a first array of conductive tracks which are aligned with a first dimension of the sensor array on. Die leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung sind durch eine erste Leitfähigkeit gekennzeichnet. The conductive tracks of the first arrangement are characterized by a first conductivity. Die Sensoranordnung weist eine zweite Anordnung leitfähiger Bahnen auf, die mit einer zweiten Dimension der Sensoranordnung ausgerichtet ist. The sensor assembly includes a second array of conductive tracks which is aligned with a second dimension of the sensor assembly. Die leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung sind durch eine zweite Leitfähigkeit, die höher ist als die erste Leitfähigkeit, gekennzeichnet. The conductive tracks of the second arrangement are characterized by a second conductivity which is higher than the first conductivity. Ein piezoresistives Material stellt elektrische Verbindungstechnik zwischen den leitfähigen Bahnen der ersten und zweiten Anordnung bereit. A piezoresistive material provides electrical connectivity between the conductive paths of the first and second arrays. Assoziierte Schaltungen sind konfiguriert, um Signale an der ersten Anordnung leitfähiger Bahnen anzulegen, Erfassungssignale von der zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen zu empfangen und eine oder mehrere Lagen von einem oder mehr entsprechenden Berührungselementen auf einer Oberfläche der Sensoranordnung unter Verwenden der Ansteuer- und Erfassungssignale zu bestimmen. Associated circuits are configured to apply signals to the first array of conductive paths to receive detection signals from the second array of conductive tracks and to determine one or more layers of one or more corresponding contact elements on a surface of the sensor array using the drive and sense signals. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um ein Ende einer ersten leitfähigen Bahn der ersten Anordnung mit einem ersten Signal anzusteuern, und ein entgegengesetztes Ende der ersten leitfähigen Bahn mit einem zweiten Signal anzusteuern. The circuits are further configured to drive an end of a first conductive path of the first array to a first signal, and to drive an opposite end of the first conductive path having a second signal. Die Schaltungen empfangen ein gemischtes Signal von einer zweiten leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung. The circuits receive a mixed signal of a second conductive track of the second assembly. Das gemischte Signal weist Beiträge von dem ersten und zweiten Signal über das piezoelektrische Material auf. The mixed signal includes contributions from the first and second signal across the piezoelectric material. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um eine erste Lage eines ersten Berührungsereignisses entlang der ersten leitfähigen Bahn in Bezug zu einem ersten Wert, der die Beiträge des ersten und zweiten Signals zu dem gemischten Signal darstellt, zu bestimmen. The circuits are further configured to determine a first position of a first touch event along the first conductive path with respect to a first value representing the contributions of the first and second signal to the mixed signal.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um eine oder mehr zusätzliche Lagen von einem oder mehr zusätzlichen Berührungsereignissen entlang irgendeiner der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung zu bestimmen, die im Wesentlichen mit dem ersten Berührungselement gleichzeitig sind, unter Bezugnahme auf einen oder mehr zusätzliche Werte, die ein oder mehr zusätzliche gemischte Signale darstellen, die von einer oder mehr der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung empfangen werden. In some implementations, the circuits are further configured to determine one or more additional layers of one or more additional touch events along any of the conductive paths of the first assembly are substantially simultaneously with the first contact element, with reference to one or more additional values , representing one or more additional mixed signals that are received from one or more of the conductive tracks of the second arrangement.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um die erste Lage des ersten Berührungsereignisses als entlang der ersten leitfähigen Bahn und zwischen benachbarten leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung liegend zu bestimmen. In some implementations, the circuits are further configured to determine the first location of the first touch event than along the first conductive web and between adjacent conductive lines of the second array lying. Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um die erste Lage des ersten Berührungsereignisses in Bezug zu einem zusätzlichen Wert, der ein zusätzliches gemischtes Signal, das von einer zusätzlichen leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung empfangen wird, zu bestimmen. In some implementations, the circuits are configured to determine the first location of the first touch event with respect to an additional value to determine the additional mixed signal which is received by an additional conductive track of the second assembly.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um eine zweite Stelle des zweiten Berührungsereignisses entlang der ersten leitfähigen Bahn zu bestimmen, das im Wesentlichen mit dem ersten Berührungsereignis in Bezug zu dem ersten Wert und einem zusätzlichen Wert, der ein zusätzliches gemischtes Signal, das von einer zusätzlichen leitfähigen Bahn der zweiten Anordnung empfangen wird, gleichzeitig ist. In some implementations, the circuits are further configured to determine a second location of the second touch event along the first conductive track, which substantially coincides with the first touch event with respect to said first value and an additional value which is the of an additional mixed signal, is received an additional conductive track of the second assembly is at the same time.
  • Gemäß einigen Umsetzungen, sind die Schaltungen ferner konfiguriert, um ein Ende einer dritten leitfähigen Bahn der ersten Anordnung mit dem ersten Signal anzusteuern, und ein entgegengesetztes Ende der dritten leitfähigen Bahn mit einem dritten Signal anzusteuern. According to some implementations, the circuits are further configured to drive an end of a third conductive track of the first assembly to the first signal, and to drive an opposite end of the third conductive path to a third signal. Das gemischte Signal weist auch zusätzliche Beiträge von dem ersten Signal und dem dritten Signal auf, die einem zweiten Berührungsereignis nahe der dritten leitfähigen Bahn entsprechen, das im Wesentlichen mit dem ersten Berührungsereignis gleichzeitig ist. The mixed signal also includes additional contributions of the first signal and the third signal, corresponding to a second touch event close to the third conductive track, which is substantially identical to the first touch event at the same time. Die Schaltungen sind ferner konfiguriert, um den ersten Wert in Bezug zu den zusätzlichen Beiträgen von dem ersten und dem dritten Signal, die dem zweiten Berührungsereignis entsprechen, zu erzeugen. The circuits are further configured to generate the first value in relation to the additional contributions from the first and the third signal, corresponding to the second touch event.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um die erste Lage des ersten Berührungsereignisses zu einer Vielzahl separater Lagen zuzuordnen, die mit der ersten leitfähigen Bahn auf der Oberfläche der Sensoranordnung assoziiert sind. In some implementations, the circuits are configured to associate the first position of the first touch event to a plurality of separate layers which are associated with the first conductive trace on the surface of the sensor array.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung resistive Bahnen, und die Schaltungen sind konfiguriert, um jede der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung mit Leistung zu versorgen, indem gleichzeitig entgegengesetzte Enden der leitfähigen Bahn jeweils mit dem ersten und zweiten Signal unter Verwenden einer Vielzahl von Signalbussen angesteuert werden. According to some implementations, the conductive tracks of the first arrangement of resistive paths, and the circuits are configured to supply each of the conductive paths of the first assembly with power by the same opposite ends of the conductive path, respectively with the first and second signal using a plurality are controlled by signal buses. Jeder Signalbus ist mit einer Vielzahl der leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung verbunden. Each signal bus is connected to a plurality of conductive paths of the first assembly. Die entgegengesetzten Enden jeder leitfähigen Bahn der ersten Anordnung sind mit einem einzigen Paar der Busse verbunden. The opposite ends of each conductive path of the first array are connected to a single pair of buses. Gemäß einigen Umsetzungen sind die leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung durch im Wesentlichen null Widerstand gekennzeichnet, und mindestens einige der Lagen, an welchen die Schaltungen konfiguriert sind, um Berührungsereignisse zu bestimmen, liegen entlang entsprechenden leitfähigen Bahnen der ersten Anordnung und zwischen jeweiligen Paaren der leitfähigen Bahnen der zweiten Anordnung. In some implementations, the conductive tracks of the second arrangement are characterized by substantially zero resistance and at least some of the layers on which the circuits are configured to determine touch events lie along respective conductive tracks of the first array and between respective pairs of conductive tracks the second arrangement.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um erfasste Berührungsereignisse einer Vielzahl von separaten Lagen auf der Oberfläche der Sensoranordnung zuzuordnen. In some implementations, the circuits are configured to assign detected touch events of a plurality of separate layers on the surface of the sensor array. Die Vielzahl separater Lagen bildet eine Anordnung aus Y separaten Lagen entlang der ersten Dimension Mal X separate Lagen entlang der zweiten Dimension. The plurality of separate layers forms an array of Y separate locations along the first dimension X times separate locations along the second dimension. Die erste Anordnung leitfähiger Bahnen weist X leitfähige Bahnen auf, und die zweite Anordnung leitfähiger Bahnen weist weniger als Y leitfähige Bahnen auf. The first array of conductive tracks includes X conductive tracks, and the second array of conductive tracks comprises less than Y on conductive tracks. X und Y sind Ganzzahlen, die größer sind als null. X and Y are integers greater than zero.
  • Gemäß einigen Umsetzungen sind die Schaltungen konfiguriert, um erfasste Berührungsereignisse einer Vielzahl von separaten Lagen auf der Oberfläche der Sensoranordnung zuzuordnen. In some implementations, the circuits are configured to assign detected touch events of a plurality of separate layers on the surface of the sensor array. Die Vielzahl separater Lagen bildet eine Anordnung aus Y separaten Lagen entlang der ersten Dimension Mal X separate Lagen entlang der zweiten Dimension. The plurality of separate layers forms an array of Y separate locations along the first dimension X times separate locations along the second dimension. Die erste Anordnung leitfähiger Bahnen weist X leitfähige Bahnen auf. The first array of conductive tracks includes X conductive tracks. X und Y sind Ganzzahlen, die größer sind als null. X and Y are integers greater than zero. Die erste Sensoranordnung weist ferner eine Vielzahl von Bussen auf, durch die die Schaltungen die Ansteuersignale der ersten Anordnung leitfähiger Bahnen anlegt. The first sensor arrangement further comprises a plurality of buses by the circuits applies the drive signals of the first array of conductive traces. Die Vielzahl von Bussen weist weniger als X Busse auf. Said plurality of busses comprises less than X buses.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist das piezoresistive Material ein biegsames piezoresistives Substrat. In some implementations, the piezoresistive material is a flexible piezoresistive substrate. Gemäß einigen Umsetzungen sind die erste und zweite Einrichtung leitfähiger Bahnen nur auf dem biegsamen piezoresistiven Substrat ausgebildet. In some implementations, the first and second means of conductive traces are formed only on the flexible piezoresistive substrate. Gemäß einigen Umsetzungen sind die erste und zweite Einrichtung leitfähiger Bahnen nur auf einer Seite des biegsamen piezoresistiven Substrats ausgebildet. In some implementations, the first and second means of conductive traces are formed on only one side of the flexible piezoresistive substrate. Gemäß anderen Umsetzungen sind die erste und zweite Anordnung leitfähiger Bahnen auf beiden Seiten des biegsamen piezoresistiven Substrats ausgebildet. According to other implementations, the first and second array of conductive paths are formed on both sides of the flexible piezoresistive substrate. Gemäß einigen Umsetzungen sind die ersten und zweiten leitfähigen Bahnen auf einer Seite oder mehr zusätzlicher Substrate benachbart zu dem biegsamen piezoresistiven Substrat ausgebildet. In some implementations, the first and second conductive traces on one side or more additional substrates are adjacent to the flexible substrate formed piezoresistive.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist eine Baugruppe eine Leiterplattenbaugruppe (PCBA) auf, die eine Vielzahl von Pads aufweist. According to some implementations, includes a module to a circuit board assembly (PCBA) including a plurality of pads. Ein biegsames Substrat weist eine Vielzahl von Leitern auf. A flexible substrate has a plurality of conductors. Die Vielzahl von Leitern ist mit der Vielzahl von Pads ausgerichtet. The plurality of conductors is aligned with the plurality of pads. Leitfähiger Klebstoff stellt elektrische Verbindungen zwischen den Pads der PCBA und den Leitern des Substrats bereit. Conductive adhesive provides electrical connections between the pads of the PCBA and the conductors of the substrate. Eine Vielzahl mechanischer Elemente erstreckt sich durch Öffnungen in der PCBA und dem Substrat. A plurality of mechanical elements extending through openings in the PCBA and the substrate. Die mechanischen Elemente sind verformt, um die PCBA an dem Substrat zu befestigen. The mechanical elements are deformed to fix the PCBA to the substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen wird ein Verfahren zum Verbinden einer Leiterplattenbaugruppe (PCBA), die eine Vielzahl von Pads aufweist, mit einem biegsamen Substrat, das eine Vielzahl von Leitern aufweist, bereitgestellt. According to some implementations, a method for connecting a printed circuit board assembly (PCBA) including a plurality of pads provided with a flexible substrate having a plurality of conductors. Ein leitfähiger Klebstoff wird auf den Pads der PCBA oder den Leitern des biegsamen Substrats oder auf beiden abgelagert. A conductive adhesive is deposited on the pads of the PCBA or the conductors of the flexible substrate, or both. Die Pads der PCBA sind mit den Leitern des biegsamen Substrats ausgerichtet, wodurch elektrische Verbindungen zwischen den Pads der PCBA und den Leitern des biegsamen Substrats über den leitfähigen Klebstoff hergestellt werden. The pads of the PCBA are aligned with the conductors of the flexible substrate, whereby electric connections between the pads of the PCBA and the conductors of the flexible substrate through the conductive adhesive can be produced. Mechanische Elemente werden durch Öffnungen in der PCBA und des biegsamen Substrats eingefügt. Mechanical elements are inserted through openings in the PCBA and the flexible substrate. Die mechanischen Elemente werden verformt, um die PCBA an dem biegsamen Substrat zu befestigen. The mechanical elements are deformed in order to fix the PCBA to the flexible substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist eine Baugruppe eine Leiterplattenbaugruppe (PCBA) auf, die eine Vielzahl von Pads aufweist. According to some implementations, includes a module to a circuit board assembly (PCBA) including a plurality of pads. Ein biegsames Substrat weist eine Vielzahl von Leitern auf. A flexible substrate has a plurality of conductors. Die Vielzahl von Leitern ist mit der Vielzahl von Pads ausgerichtet. The plurality of conductors is aligned with the plurality of pads. Eine Vielzahl mechanischer Elemente erstreckt sich durch Öffnungen in der PCBA und dem Substrat. A plurality of mechanical elements extending through openings in the PCBA and the substrate. Die mechanischen Elemente werden verformt, um die PCBA an dem Substrat zu befestigen. The mechanical elements are deformed in order to fix the PCBA to the substrate. Elektrische Verbindungen zwischen den Pads der PCBA und den Leitern des Substrats werden durch mechanische Kraft aufrechterhalten, die aus dem Befestigen der PCBA an dem Substrat resultiert. Electrical connections between the pads of the PCBA and the conductors of the substrate be maintained by mechanical force resulting from the fixing of the PCBA to the substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist ein Sensor ein biegsames piezoresistives Substrat und ein Sensorbahnmuster auf, das zwei oder mehr leitfähige Bahnen aufweist, die direkt auf dem piezoresistiven Substrat ausgebildet oder anderswie integriert sind. According to some implementations, a sensor includes a flexible substrate, and a piezoresistive sensor track pattern comprising two or more conductive tracks formed directly on the substrate piezoresistive or otherwise integrated. Widerstand zwischen den leitfähigen Bahnen variiert mit der Verzerrung oder Verformung des piezoresistiven Substrats. Resistance between the conductive tracks varies with the distortion or deformation of the piezoresistive substrate.
  • Gemäß diversen Umsetzungen, werden Sensoren und Anwendungen von Sensoren bereitgestellt. According to various implementations, sensors and applications of sensors are provided. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen weist ein Sensor oder Sensorsystem ein biegsames piezoresistives Substrat und zwei oder mehr leitfähige Bahnen auf, die direkt auf dem piezoresistiven Substrat ausgebildet oder darin anderswie integriert sind. According to a particular class of reactions, a sensor or sensor system on a flexible piezoresistive substrate and two or more conductive tracks formed directly on the substrate or integrated therein piezoresistive some other way.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist einen Sensor ein biegsames piezoresistives Substrat und ein Sensorbahnmuster auf, das zwei oder mehrere leitfähige Bahnen, die in dem Substrat integriert sind, aufweist. According to some implementations, includes a sensor on a flexible substrate, and a piezoresistive sensor track pattern comprising two or more conductive tracks that are integrated in the substrate. Eine Versteifung ist an dem biegsamen Substrat in einer Nähe des Sensorbahnmusters angebracht. A stiffener is attached to the flexible substrate in a vicinity of the sensor track pattern. Die Versteifung widersteht Verzerrung der Bahnen, wenn das Substrat verzerrt wird. The stiffener resists distortion of the tracks when the substrate is distorted.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist einen Sensor ein biegsames piezoresistives Substrat und ein Sensorbahnmuster auf, das zwei oder mehrere leitfähige Bahnen aufweist, die in dem Substrat integriert sind. According to some implementations, includes a sensor on a flexible substrate, and a piezoresistive sensor track pattern comprising two or more conductive tracks that are integrated in the substrate. Eine zusätzliche Bahn ist in dem Substrat in einer Nähe des Sensorbahnmusters integriert. An additional web is integrated into the substrate in a vicinity of the sensor track pattern. Die Schaltungen sind konfiguriert, um ein Sensorausgangssignal von dem Sensorbahnmuster und ein Kompensationssignal von der zusätzlichen Bahn zu empfangen und das Aktivieren des Sensors in Bezug zu dem Sensorausgangssignal zu erfassen und das Kompensationssignal zu verwenden, um die Verzerrung des biegsamen Substrats zu kompensieren. The circuits are configured to receive a sensor output from the sensor track pattern and a compensation signal from the additional path and to detect the activation of the sensor with respect to the sensor output signal and to use the compensation signal to compensate for the distortion of the flexible substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen weist ein Sensor ein biegsames piezoresistives Substrat und ein Sensorbahnmuster auf, das zwei oder mehr leitfähige Bahnen aufweist, in dem Substrat integriert sind. According to some implementations, a sensor includes a flexible substrate, and a piezoresistive sensor track pattern comprising two or more conductive traces are integrated into the substrate. Das biegsame Substrat weist eine oder mehr Öffnungen in einer Nähe des Sensorbahnmusters auf, die die Bahnen des Sensorbahnmusters von physischer Verzerrung des biegsamen Substrats physisch isolieren. The flexible substrate has one or more openings in a vicinity of the sensor track pattern that isolate the paths of the sensor track pattern of physical distortion of the flexible substrate physical.
  • Wie der Fachmann versteht, liegen diverse Kombinationen der oben stehenden Merkmale und Funktionalitäten innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung. As the skilled artisan will understand are various combinations of the above features and functions within the scope of this disclosure. Ein weiteres Verstehen der Beschaffenheit und Vorteile diverser Umsetzungen kann sich durch Bezugnahme auf die restlichen Abschnitte und die Spezifikation und Zeichnungen ergeben. A further understanding of the nature and advantages of various reactions can result by reference to the remaining portions and the specification and drawings.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • Die The 1A 1A bis to 1D 1D veranschaulichen eine besondere Sensorkonfiguration. illustrate a particular sensor configuration.
  • Die The 2A 2A bis to 2D 2D veranschaulichen eine andere Sensorkonfiguration. illustrate another sensor configuration.
  • 3 3 veranschaulicht noch eine andere Sensorkonfiguration. illustrating yet another sensor configuration.
  • 4 4 veranschaulicht noch eine andere Sensorkonfiguration. illustrating yet another sensor configuration.
  • 5 5 veranschaulicht eine weitere Sensorkonfiguration. illustrates another sensor configuration.
  • 6 6 veranschaulicht eine zweiseitige Sensoranordnung. illustrates a two-sensor arrangement.
  • 7 7 veranschaulicht eine andere Sensorkonfiguration und eine Technik zum Erfassen von Sensordaten. illustrates another sensor configuration and a technique for detecting sensor data.
  • 8 8th veranschaulicht diverse Sensorkonfigurationen. illustrates various sensor configurations.
  • 9 9 veranschaulicht eine halbkugelförmige Sensoranordnung. illustrates a hemispherical sensor arrangement.
  • 10 10 veranschaulicht einen Abschnitt einer halbkugelförmigen Sensoranordnung. illustrates a portion of a hemispherical sensor arrangement.
  • 11 11 veranschaulicht einen Abschnitt einer halbkugelförmigen Sensoranordnung. illustrates a portion of a hemispherical sensor arrangement.
  • 12 12 veranschaulicht eine andere Sensorkonfiguration und eine Technik zum Erfassen von Sensordaten. illustrates another sensor configuration and a technique for detecting sensor data.
  • 13 13 veranschaulicht ein Testsystem für piezoresistive Materialien. illustrates a test system for piezoresistive materials.
  • 14 14 veranschaulicht eine Steuervorrichtung, die eine Vielfalt von Sensorkonfigurationen verwendet. illustrating a control device that uses a variety of sensor configurations.
  • Die The 15A 15A und and 15B 15B sind vereinfachte Darstellungen zweidimensionaler Sensoranordnungen. are simplified representations of two-dimensional sensor arrays.
  • 16 16 ist eine andere vereinfachte Darstellung einer zweidimensionalen Sensoranordnung. is another simplified representation of a two-dimensional sensor array.
  • 17 17 veranschaulicht Beispiele von Ansteuersignalen für den Gebrauch mit der zweidimensionalen Sensoranordnung der illustrates examples of control signals for use with the two-dimensional sensor array of 16 16 . ,
  • 18 18 veranschaulicht Beispiele einer Vielfalt mechanischer Merkmale für den Gebrauch mit einer zweidimensionalen Sensoranordnung. illustrates examples of a variety of mechanical features for use with a two-dimensional sensor array.
  • 19 19 weist Querschnittansichten zweidimensionaler Sensoranordnungen auf. has cross-sectional views of two-dimensional sensor arrays.
  • 20 20 stellt eine Darstellung von Datensätzen für eine zweidimensionale Sensoranordnung bereit, die im Laufe der Zeit erzeugt werden. provides an illustration of records for two-dimensional sensor assembly that is generated over time.
  • 21 21 zeigt ein Beispiel einer Leiterplattenbaugruppe (PCBA). shows an example of a circuit board assembly (PCBA).
  • Die The 22 22 bis to 25 25 zeigen PCBAs, die mit Leitern eines biegsamen Substrats nach diversen Umsetzungen verbunden sind. show PCBAs, which are connected to conductors of a flexible substrate according to various implementations.
  • 26 26 zeigt Beispiele von Bahnenmustern, die in ein biegsames Substrat integriert werden können. shows examples of track patterns which can be integrated into a flexible substrate.
  • Die The 27(a) 27 (a) bis to 27(e) 27 (e) zeigen Beispiele unterschiedlicher Typen von Verzerrungen an einem biegsamen Substrat. show examples of different types of distortion to a flexible substrate.
  • Die The 28 28 und and 29 29 zeigen Beispiele von Sensorkonfigurationen. show examples of sensor configurations.
  • 30 30 zeigt eine Sensoranordnung, in die ein biegsames Substrat integriert ist. shows a sensor arrangement in which a flexible substrate is integrated.
  • 31 31 veranschaulicht den Gebrauch von Versteifungen bei Sensoren auf einem biegsamen Substrat. illustrates the use of stiffeners with sensors on a flexible substrate.
  • 32 32 veranschaulicht den Gebrauch zusätzlicher Bahnen, um die Verzerrungsauswirkungen des biegsamen Substrats zu kompensieren. illustrates the use of additional webs to compensate for the distortion effects of the flexible substrate.
  • 33 33 veranschaulicht den Gebrauch von Isolationsausschnitten bei Sensoren auf einem biegsamen Substrat. illustrates the use of insulation cutouts in sensors on a flexible substrate.
  • 34 34 veranschaulicht eine Kombination mehrerer Sensorisolationstechniken. illustrates a combination of multiple sensor isolation techniques.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
  • Sensoren, die piezoresistive Materialien enthalten, sind in dieser Offenbarung beschrieben. Sensors containing piezoresistive materials are described in this disclosure. Spezifische Umsetzungen sind unten mit den besten in Betracht gezogenen Modi beschrieben. Specific implementations are described below with the best modes contemplated. Beispiele dieser spezifischen Ausführungsformen sind in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht. Examples of these specific embodiments are illustrated in the accompanying drawings. Der Geltungsbereich dieser Offenbarung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Umsetzungen beschränkt. However, the scope of this disclosure is not limited to the implementations. Stattdessen bezweckt diese Offenbarung, Alternativen, Änderungen und äquivalente dieser Umsetzungen zu decken. Instead, the purpose of this disclosure, to cover alternatives, modifications and equivalents of these reactions. In der folgenden Beschreibung werden spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verstehen der beschriebenen Umsetzungen bereitzustellen. In the following description specific details are set forth to provide a thorough understanding of the described implementations. Einige Umsetzungen können ohne einige oder alle dieser spezifischen Einzelheiten verwendet werden. Some reactions can be used without some or all of these specific details. Zusätzlich wurden eventuell bekannte Merkmale im Sinne der Klarheit nicht ausführlich beschrieben. In addition, well known features may not have been described in detail for the purposes of clarity.
  • Piezoresistive Materialien weisen irgendwelche einer Klasse von Materialien auf, die eine Änderung des elektrischen Widerstands als Reaktion auf mechanische Kraft oder Druck, die/der an das Material angelegt wird, zeigen. Piezoresistive materials exhibit any of a class of materials that exhibit a change in electrical resistance in response to mechanical force or pressure, the / is applied to the material. Eine Klasse von Sensoren weist piezoresistives Material auf, das in der Nähe leitfähiger Bahnen, die auf einem Substrat angeordnet sind (zum Beispiel auf einer Leiterplatte (PCB)) gehalten oder anderswie getragen wird (zum Beispiel innerhalb einer Silikontaste oder eines Bedienfelds). One class of sensors comprises piezoresistive material (for example on a printed circuit board (PCB)) held or otherwise supported is in the vicinity of conductive traces disposed on a substrate (for example, within a silicone key or an operation panel). Eine andere Klasse von Sensoren weist leitfähige Bahnen auf, die direkt auf einem biegsamen Substrat piezoresistiven Materials ausgebildet oder anderswie darin integriert sind, zum Beispiel ein piezoresistives Textil oder anderes biegsames Material. Another class of sensors comprises conductive tracks, which are directly formed on a flexible substrate piezoresistive material or otherwise incorporated therein, for example, a piezoresistive textile or other flexible material. Wenn Kraft oder Druck an den einen oder anderen Sensortyp angelegt wird, ändert sich der Widerstand zwischen Bahnen, die durch piezoresistives Material verbunden sind, auf eine mit der Zeit variierende Art, die für die angelegte Kraft repräsentativ ist. When force or pressure is applied to one or the other type of sensor, the resistance between tracks, which are connected by piezoresistive material changes at a varying time type which is representative of the applied force. Ein Signal, das für die Größe der angelegten Kraft repräsentativ ist, wird basierend auf der Widerstandsänderung erzeugt. A signal which is representative of the magnitude of the applied force is generated based on the resistance change. Das Signal wird über die leitfähigen Bahnen erfasst (zum Beispiel als eine Spannung oder ein Strom), digitalisiert (zum Beispiel über einen Analog-Digital-Wandler), verarbeitet (zum Beispiel durch einen assoziierten Prozessor oder eine Steuervorrichtung oder geeignete Steuerschaltungen) und abgebildet (zum Beispiel durch den assoziierten Prozessor, die Steuervorrichtung, Steuerschaltungen oder eine andere Vorrichtung oder einen anderen Prozess), um eine Funktion zu steuern, die verbunden mit so gut wie jedem Typ von Prozess, Vorrichtung oder System verwendet werden kann. The signal is transmitted via the conductive tracks is detected (for example as a voltage or current), digitized (e.g., via an analog-digital converter), processed (for example by an associated processor or controller or other suitable control circuits) and mapped ( for example, by the associated processor, controller, control circuitry, or other device or another process) to control a function that can be connected to virtually any type of process, device or system used. Bei einigen Umsetzungen werden Anordnungen leitfähiger Bahnen, die diverse Konfigurationen haben, verwendet, um die Lage, Richtung und/oder Geschwindigkeit der angelegten Kraft in einer oder mehr Dimensionen (zum Beispiel zusätzlich zu der Größe der Kraft oder des Drucks) zu bestimmen. In some reactions are arrays of conductive tracks which have a variety of configurations, is used to (for example, in addition to the amount of force or pressure) to determine the location, direction and / or speed of the force applied in one or more dimensions. Die Ausgangssignale von solchen Sensoren können auch verwendet werden, um eine Vielfalt von Verzerrungen und/oder Verformungen des Substrats, auf dem sie ausgebildet sind, oder in das sie integriert sind, zu erfassen, wie zum Beispiel Biegungen, Streckungen, Torsionen, Drehungen usw. The output signals from such sensors may also be used to detect a variety of distortions and / or deformations of the substrate on which they are formed, or in which they are incorporated, such as bends, stretches, twists, turns, etc.
  • Eine besondere Klasse von Umsetzungen baut auf Designs auf, die in der US-Patentanmeldung Nr. 12/904 657 mit dem Titel Foot-Operated Controller, jetzt A particular class of reactions is based on designs in the US patent application Ser. No. 12/904 657 entitled Foot-Operated controller now US-Patent Nr. 8 680 390 US Pat. No. 8,680,390 , und US-Patentanmeldung Nr. 13/799,304 mit dem Titel Multi-Touch Pad Controller, veröffentlicht als And US Patent Application No. 13 / 799.304, entitled Multi-Touch Pad Controller., Published as US-Patent Veröffentlichung Nr. 2013/0239787 US patent publication no. 2013/0239787 beschrieben sind, wobei die vollständigen Offenbarungen beider hier durch Verweis für alle Zwecke aufgenommen werden. describes the complete disclosures of which are both incorporated herein by reference for all purposes. Bei einigen dieser Umsetzungen wird das piezoresistive Material benachbart (zum Beispiel in Berührung mit oder gleich daneben) zu den leitfähigen Bahnen in einer biegsamen Taste oder einer Bedienfeldstruktur, die zum Beispiel aus Silikon hergestellt ist, gehalten. In some of these implementations, the piezoresistive material is adjacent (eg, in contact with or next to it) to the conductive tracks in a flexible key or a panel structure which is made of silicone, for example held. Durch Steuern der Geometrie des Silikons, des Musters und der Dichte der leitfähigen Bahnen und der Entfernung des piezoresistiven Materials von dem Bahnenmuster, kann eine Vielfalt von Sensoren gebaut werden, die sehr unterschiedliche Reaktionskurven und dynamische Bereiche haben, die für einen umfassenden Bereich unterschiedlicher Anwendungen geeignet sind. By controlling the geometry of the silicone, the pattern and density of the conductive paths and the distance of the piezoresistive material from the track pattern, a variety of sensors may be built, have very different response curves and dynamic ranges which are suitable for a broad range of different applications are. Zu bemerken ist, dass die folgenden Sensordesigns irgendwelche der Konfigurationen und Techniken, die in den anliegenden Offenbarungen beschrieben sind, in diversen Kombinationen verwenden können. It should be noted that the following sensor designs can use any of the configurations and techniques, which are described in the accompanying disclosure, in various combinations.
  • Die The 1A 1A bis to 1C 1C veranschaulichen eine besondere Sensorkonfiguration illustrate a particular sensor configuration 100 100 , die zum Umsetzen der Tasten einer elektronischen Tastatur nützlich ist. That is useful for converting the keys of an electronic keyboard. Die abgebildete Sensorkonfiguration ist dazu bestimmt, auf eine leichte Berührung zu reagieren, kann aber auch einen dynamischen Bereich haben, der ausreicht, um einen signifikanten Bereich von Ausdrucksfähigkeit für ihre Musikerbenutzer bereitzustellen. The sensor configuration shown is intended to respond to a light touch, but can also have a dynamic range sufficient to provide a significant range of expression for their musical heritage users. Zwei piezoresistive Bauteile Two piezoresistive elements 102 102 und and 104 104 erlauben es dem Musiker, die Taste allow the musicians, the button 106 106 vorwärts und rückwärts zu kippen, um eine Vielfalt gewünschter Effekte zu erzielen, zum Beispiel Beugen einer Note, Vibrato usw. to tilt forward and backward, to achieve a variety of desired effects such as bending of a note, vibrato etc.
  • Eine freitragende Struktur A cantilevered structure 108 108 in der Silikontaste in the silicone key 106 106 (ein Gürtelelement, das die Taste mit einer umgebenden Rahmenstruktur verbindet und die Taste innerhalb der Struktur aufhängt) erlaubt ein gleichmäßiges und leichtes Kollabieren, was die piezoresistiven Elemente (A belt element which connects the key with a surrounding frame structure and the key hangs within the structure) permits a smooth and easy collapse, the piezoresistive elements 102 102 und and 104 104 mit den entsprechenden leitfähigen Bahnenmustern with the corresponding conductive trace patterns 110 110 und and 112 112 auf der PCB on the PCB 114 114 mit sehr niedrigem Druck, zum Beispiel 30 bis 50 Gramm, in Berührung bringt. with a very low pressure, for example 30 to 50 grams, brought into contact. Das Silikon weist Anschläge The silicone has stops 115 115 auf, die der vertikalen Bewegung der Taste widerstehen und die Platzierung der piezoresistiven Bauteile to resist the vertical movement of the key and the placement of the piezoresistive elements 102 102 und and 104 104 definieren. define. Die Anschläge the attacks 115 115 sind konfiguriert, um den Effekt von Kräften mit höherem Ausmaß auf der Sensorausgabe zu verringern. are configured to reduce the effect of forces with a greater extent on the sensor output. Die leitfähigen Bahnenmuster, durch die die Widerstandsänderung gemessen wird, sind als ein Stern oder Sternchen The conductive track pattern by which the resistance change is measured are as a star or asterisk 116 116 innerhalb eines Speichenkreises within a circle spokes 118 118 konfiguriert. configured. Die Dichte des Bahnenmusters, die Nähe der piezoresistiven Bauteile zu den leitfähigen Bahnen und die Konfiguration des Silikons resultieren in einer Reaktionskurve ( The density of the track pattern, the proximity of the piezoresistive elements to the conductive paths and the configuration of the silicone result in a reaction curve ( 1D 1D ), in der nur 30 bis 40 Gramm Druck in einem signifikanten Fallen des Widerstands resultieren. ), Resulting in only 30 to 40 grams of pressure in a significant fall in resistance. Die x-Achse der Kurve stellt Kilogramm von Kraft dar, und die Y-Achse stellt eine linear skalierte Darstellung der 7-Bit-Analog-Digital-Wandlerausgabe des Sensors dar. Die Kurve wird nach etwa 8 bis 10 kg flach, stellt jedoch ausreichend Dynamikbereich bereit, um einen signifikanten Grad an Ausdrucksfähigkeit zu erlauben. The x-axis of the curve represents kilograms of force is, and the Y-axis represents a linear scaled representation of the 7-bit analog-to-digital converter output of the sensor. The curve is flat after about 8 to 10 kg, but provides sufficient dynamic range ready to allow a significant degree of expression.
  • Die The 2A 2A bis to 2C 2C veranschaulichen eine andere Sensorkonfiguration illustrate another sensor configuration 200 200 , die dazu bestimmt ist, einen höheren Kraftbereich zu handhaben als die Konfigurationen der Which is intended to handle a higher load range than the configurations of the 1A 1A - 1C 1C . , Die leitfähigen Bahnen sind in einem konzentrischen Muster von Ringen The conductive tracks are in a concentric pattern of rings 202 202 angeordnet, wobei die Widerstandsänderung zwischen benachbarten Ringen gemessen wird. , wherein the change in resistance between adjacent rings is measured. Angesichts dieser Bahnenmusterdichte, der Beabstandung des piezoresistiven Materials Given this track pattern density, the spacing of the piezoresistive material 204 204 von den leitfähigen Bahnen und dem mechanischen Gesamtwiderstand der Struktur of the conductive traces and the overall mechanical resistance of the structure 206 206 gegenüber Kraft, verzeichnet diese Sensorkonfiguration nicht viele Reaktion, bis etwa 5 kg Kraft angelegt wird ( opposite force, this sensor configuration recorded not many reaction until about 5 kg of force is applied ( 2D 2D ). ). Andererseits hat diese Konfiguration einen nützlichen Dynamikbereich über 25 kg hinaus. On the other hand, this configuration has a useful dynamic range of over 25 kg also. Die x-Achse der Kurve stellt wieder Kilogramm von Kraft dar, und die Y-Achse stellt eine linear skalierte Darstellung der 7-Bit-Analog-Digital-Wandlerausgabe des Sensors dar. The x-axis of the plot again kilograms of force is, and the Y-axis represents a linear scaled representation of the 7-bit analog-to-digital converter output of the sensor.
  • Sogar wenn die diversen Elemente der Sensorkonfiguration von viel Aufmerksamkeit profitieren, ist der Dynamikbereich der Sensorkonfiguration ultimativ durch den Dynamikbereich des piezoresistiven Materials selbst begrenzt. Even if the various elements of the sensor configuration of much attention benefit, the dynamic range of the sensor configuration is ultimately self-limited by the dynamic range of the piezoresistive material. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen beträgt der Bereich des verwendeten piezoresistiven Materials etwa 40 dB (das heißt etwa 100:1). According to a particular class of reactions, the area of ​​the piezoresistive material employed is about 40 dB (i.e. about 100: 1). Das kann bei bestimmten Anwendungen unzureichend sein. This may be insufficient in certain applications. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen wird die Empfindlichkeit einer Sensorkonfiguration daher über den Dynamikbereich des piezoresistiven Materials hinaus erweitert, indem mehrere piezoresistive Bauteile enthalten sind, die an unterschiedlichen Abständen von den leitfähigen Bahnen beabstandet sind. According to a particular class of reactions, the sensitivity of a sensor configuration is therefore extended beyond the dynamic range of the piezoresistive material addition, by several piezoresistive components are included, which are spaced at different distances from the conductive traces. Gemäß diesem Ansatz „übernimmt (übernehmen)” das/die weiter entfernten piezoresistiven Bauteile, wenn das oder die näheren piezoresistiven Bauteile keinen Dynamikbereich mehr haben. According to this approach 'assumes (assume) ", the / the more distant piezoresistive elements when the one or more nearby piezoresistive components have no dynamic range. Ein Beispiel einer solchen Sensorkonfiguration ist in An example of such a sensor configuration is shown in 3 3 gezeigt. shown.
  • Bei dem Sensor der In the sensor of the 3 3 werden zwei getrennte piezoresistive Bauteile are two separate components piezoresistive 302 302 und and 304 304 in einer geformten Silikonstruktur in a molded silicone structure 306 306 an unterschiedlichen Entfernungen von entsprechenden Mustern leitfähiger Bahnen at different distances from corresponding patterns of conductive traces 308 308 und and 310 310 auf einer PCB on a PCB 312 312 getragen. carried. Die piezoresistiven Bauteile haben eine konzentrische Konfiguration (beim Betrachten entlang der Zeitachse), bei der ein kreisförmiges piezoresistives Bauteil von einem ringförmigen piezoresistiven Bauteil umgeben ist. The piezoresistive components have a concentric configuration (when viewed along the time axis), in which a circular piezo-resistive component is surrounded by an annular piezo-resistive component. Die leitfähigen Bahnen, die jeweils einem piezoresistiven Bauteil entsprechen, sind als parallele Bahnen in einem Bereich angeordnet, der hinsichtlich seiner Form dem entsprechenden piezoresistiven Bauteil ähnlich ist. The conductive tracks, each corresponding to a piezoresistive element are arranged as parallel paths in a region which is similar to the corresponding piezo-resistive component in its shape. Die Widerstandsänderung für jeden Satz paralleler Bahnen wird zwischen benachbarten Bahnen gemessen. The change in resistance for each set of parallel traces are measured between adjacent webs.
  • Während das Silikon, in dem piezoresistive Bauteile While the silicone, in the piezoresistive components 302 302 und and 304 304 eingebettet sind, komprimiert wird, berührt das nähere ringförmige Bauteil die entsprechenden leitfähigen Bahnen auf der PCB zuerst. are embedded, is compressed, the further annular member in contact with the corresponding conductive traces on the PCB first. Während das Silikon weiter komprimiert wird, berührt das weiter entfernte kreisförmige Bauteil dann seine entsprechenden leitfähigen Bahnen auf der PCB. While the silicone is compressed further, the circular member farther touched then its corresponding conductive traces on the PCB. Bei der abgebildeten Umsetzung sind das Silikon und die Abstände der piezoresistiven Bauteile von der PCB derart ausgelegt, dass das weiter beabstandete Bauteil und die entsprechenden Bahnen rund um da aktiv werden, wo das nähere Bauteil und seine Bahnen beginnen, keinen Dynamikbereich mehr zu haben. In the illustrated reaction, the silicone and the distances between the piezoresistive components on the PCB are designed such that the further apart the component and the corresponding webs are about as active, where begin the further component and its tracks to have no more dynamic range. Das nähere piezoresistive Bauteil und die entsprechenden leitfähigen Bahnen könnten zum Beispiel einen Dynamikbereich haben, der 0 bis etwa 50 kg Kraft deckt, während das weiter beabstandete piezoresistiven Bauteil und seine Bahnen einen Dynamikbereich von etwa 50 bis etwa 100 kg haben. The more piezoresistive element and the corresponding conductive tracks, for example, could have a dynamic range which covers 0 to about 50 kgf, while the more widely spaced piezoresistive component and its tracks have a dynamic range of about 50 to about 100 kg.
  • Zu bemerken ist, dass die konzentrische Anordnung der piezoresistiven Bauteile und ihrer entsprechenden Bahnenmuster nur ein Beispiel dafür sind, wie mehrere Komponenten konfiguriert werden können, um einen gewünschten Dynamikbereich für eine Sensorkonfiguration zu verwirklichen. It should be noted that the concentric arrangement of the piezoresistive elements and their corresponding track patterns are just one example of how a plurality of components can be configured to achieve a desired dynamic range for the sensor configuration. Es werden daher Umsetzungen betrachtet, bei welchen die piezoresistiven Bauteile und ihre entsprechenden Bahnenmuster unterschiedliche Formen und Anordnungen zueinander haben. There are therefore considered to reactions in which the piezoresistive elements and their respective track patterns to each other have different shapes and arrangements. Es werden auch Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen mehr als zwei piezoresistive Bauteile mit entsprechenden Bahnenmustern bestehen. , reactions in are also contemplated in which more than two piezoresistive elements with corresponding track patterns exist. Eine Anordnung kann zum Beispiel in einem Schachbrettmuster angeordnet werden, bei dem abwechselnde piezoresistive Bauteile und ihre entsprechenden Bahnenmuster konfiguriert werden, um zwei oder mehr unterschiedliche Teile des Gesamtdynamikbereichs des Sensors zu decken. An arrangement may be arranged, for example, in a checkerboard pattern, be configured wherein alternate piezoresistive components and their corresponding track pattern, in order to cover two or more different parts of the overall dynamic range of the sensor.
  • Umsetzungen werden auch in Betracht gezogen, bei welchen die unterschiedlichen Dynamikbereiche, die mit den unterschiedlichen piezoresistiven Materialien assoziiert sind, (wenigstens teilweise) durch Variation der Form, Konfiguration, Beabstandung und/oder Leitfähigkeit der unterschiedlichen Bahnenmuster verwirklicht werden. Reactions are also contemplated, in which the different dynamic ranges associated with the different piezoresistive materials (at least partially) be realized by varying the shape, configuration, spacing and / or conductivity of the different web pattern. Ein eng beabstandetes, dichtes Bahnenmuster könnte zum Beispiel verwendet werden, um einen empfindlicheren Abschnitt eines Dynamikbereichs zu decken, während ein weiter beabstandetes, spärlicheres Bahnenmuster verwendet wird, um einen weniger empfindlichen Abschnitt des Dynamikbereichs zu decken. A closely spaced, dense track pattern could be used for example to cover a more sensitive portion of a dynamic range, while a further spaced, spärlicheres track pattern is used to cover a less sensitive portion of the dynamic range. Diese Typen von Variationen können kombiniert mit dem Variieren der Beabstandung der piezoresistiven Bauteile von den Bahnenmustern und/oder des mechanischen Widerstands der angelegten Kraft unterschiedlicher Bereiche des Sensors erfolgen. These types of variations can be made in combination with varying the spacing of the piezo-resistive components of the path patterns and / or the mechanical resistance of the applied force of different areas of the sensor.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung und wie in According to a particular implementation and as in 3 3 gezeigt, können die Signale von den mehreren piezoresistiven Bauteilen unter Verwenden einer gemeinsamen Signalleitung gelesen werden. shown, the signals from the plurality of piezoresistive elements using a common signal line can be read. Bei der abgebildeten Umsetzung sind die leitfähigen Bahnen, die den näheren piezoresistiven Bauteilen, die den unteren Teil des Dynamikbereichs decken, mit einem niedrigen Potenzial (zum Beispiel 2,5 V) vorgespannt. In the illustrated implementation, the conductive paths which is biased nearer the piezoresistive components that cover the lower part of the dynamic range with a low potential (for example, 2.5 V). Die Hälfte der Bahnen ist daher mit dem unteren Potenzial abwechselnd mit der anderen Hälfte der Bahnen, die an die Erdung über einen festgelegten Widerstand angeschlossen sind, verbunden, wobei auch der Ausgang des Sensors bereitgestellt wird (zum Beispiel zu einem AD-Wandler über einen Multiplexer). Half of the webs is therefore alternately connected to the lower potential with the other half of the tracks, which are connected to the ground via a fixed resistor, whereby the output of the sensor is provided (for example, to an AD converter via a multiplexer ). Die leitfähigen Bahnen, die dem weiter beabstandeten piezoresistiven Bauteil entsprechen, die den oberen Teil des Dynamikbereichs decken, sind ähnlich mit einem höheren Potenzial (zum Beispiel 5 V) vorgespannt. The conductive tracks, which correspond to the more widely spaced piezoresistive element, which cover the upper part of the dynamic range are biased similarly having a higher potential (e.g., 5 V). Bei dieser Konfiguration wird der Dynamikbereich, der mit dem näheren piezoresistiven Bauteil (zum Beispiel In this configuration, the dynamic range (closer to the piezoresistive element, for example, 304 304 ) assoziiert ist, durch den Bereich von 0 bis 2,5 V dargestellt, während der Dynamikbereich, der mit dem weiter beabstandeten piezoresistiven Bauteil (zum Beispiel associated) represented by the range of 0 to 2.5 V, while the dynamic range (the more widely spaced piezoresistive element, for example, 302 302 ) assoziiert ist, durch den Bereich von 2,5 bis 5 V auf derselben Signalleitung dargestellt wird. ) Is associated, is represented by the range of 2.5 to 5 V on the same signal line. Das Verringern der Anzahl von Signalleitungen, die erforderlich ist, um diese Sensordaten zu erfassen, ist vorteilhaft, insbesondere wenn mehrere Sensoren vorhanden sind, von welchen Daten erfasst werden. Reducing the number of signal lines required to detect this sensor data, is advantageous in particular when a plurality of sensors are present, which are detected by data.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen können Sensoren umgesetzt werden, indem eine oder mehrere Anordnungen angesteuerter oder gescannter leitfähiger Bahnen abwechselnd mit leitfähigen Bahnen, die an eine Spannungsreferenz, zum Beispiel die Erdung, durch einen Widerstand angeschlossen sind, verwendet werden. According to a particular class of reactions sensors may be implemented by one or more arrays of driven or scanned conductive traces are alternately used with conductive tracks that are connected to a voltage reference, for example, the ground by a resistor. Jeder Anordnung ist ein entsprechendes piezoresistives Bauteil überlagert. Each assembly is superimposed on a corresponding piezoresistive member. Die angesteuerten leitfähigen Bahnen in jeder Anordnung werden sequenziell ausgewählt und aktiviert, zum Beispiel durch Erhöhen ihrer Spannung auf einen bekannten Pegel. The driven conductive tracks in each array are sequentially selected and activated, for example by increasing its voltage to a known level. Wenn Druck angelegt wird, wird/werden die angesteuerten Bahn(en) an der Kontaktstelle mit den benachbarten gemeinsamen Bahnen durch das piezoresistive Material verbunden. the controlled web (s) when pressure is applied, is / are connected at the point of contact with the adjacent common paths through the piezoresistive material. Die Spannung an der Verbindungsstelle der gemeinsamen Bahnen und angesteuerten Bahn(en) wird dadurch erhöht. The voltage at the junction of the common cars and driven web (s) is thereby increased. Der Prozessor oder die Steuervorrichtung, der/die die angesteuerten Bahnen ansteuert, misst ebenfalls sequenziell die entsprechenden Signalpegel, um zu bestimmen, ob und wo ein Berührungsereignis auftritt, und die Größe des angelegten Drucks. Der Prozessor oder die Steuervorrichtung kann daher auch die Richtung und Geschwindigkeit des Berührungsereignisses entlang der Anordnung erfassen. The processor or controller, the / drives the driven tracks, also measures sequentially the appropriate signal level to determine whether and where a touch event occurs, and the magnitude of the applied pressure. Thus the processor or control device can also be the direction, and detecting speed of the touch event along the array. Wie man zu schätzen weiß und aufgrund der sequenziellen Auswahl und Aktivierung der Bahnen, sind solche Konfigurationen fähig, mehrere Berührungsereignisse im Wesentlichen gleichzeitig zu erfassen. appreciate how white and due to the sequential selection and activation of the webs, such configurations are able to detect multiple touch events substantially simultaneously.
  • 4 4 zeigt eine Konfiguration eines solchen Sensors shows a configuration of such a sensor 400 400 , bei dem leitfähige Bahnen Wherein the conductive tracks 402 402 und and 404 404 in einer linearen Anordnung angeordnet sind. are arranged in a linear array. 5 5 zeigt eine Konfiguration, bei der die leitfähigen Bahnen shows a configuration in which the conductive tracks 502 502 bis to 508 508 in zwei parallelen linearen Anordnungen angeordnet sind. are arranged in two parallel linear arrays. Die Sensorkonfigurationen, die in den The sensor configurations in the 4 4 und and 5 5 gezeigt sind, sind für einen Gebrauch als Fader oder Schieberegler mit einer länglichen rechteckigen Taste konzipiert. are shown, are designed for use as a fader or slider having an elongated rectangular button. Die linearen Anordnungen leitfähiger Bahnen für jede Konfiguration werden mit einem entsprechenden piezoresistiven Bauteil ( The linear arrays of conductive paths for each configuration are (with a corresponding component piezoresistive 406 406 oder or 510 510 und and 512 512 ) ausgerichtet, das an einer Entfernung von den entsprechenden Bahnen in einer Silikonstruktur ( ) Aligned, the (at a distance from the respective tracks in a silicon structure 408 408 oder or 514 514 ) getragen wird. ) will be carried. Eine freitragende Struktur ( A cantilevered structure ( 410 410 oder or 516 516 ) in dem Silikon (zum Beispiel das Gürtelelement, das ein Tastenteil der Struktur ( ) (In the silicone for example, the belt member (a key part of the structure 412 412 oder or 518 518 ) an und innerhalb eines Rahmenteils der Struktur ( ) And (within a frame part of the structure 414 414 oder or 520 520 ) aufhängt, erlaubt es, ihr gleichmäßig und leicht zu kollabieren, was die piezoresistiven Bauteile in Berührung mit den entsprechenden Anordnungen mit sehr wenig Druck, zum Beispiel 30 bis 50 g, bringt. ) Hangs up, makes it possible to collapse it uniformly and easily, which the piezo-resistive elements in contact with the corresponding arrangements with very little pressure, for example 30 to 50 g brings. Die Silikonstruktur kann Führungen ( The silicone structure (guides 416 416 ) zum Platzieren der piezoresistiven Bauteile sowie Anschläge ( ) (For placing the piezoresistive elements and stops 418 418 ) aufweisen, die der vertikalen Bewegung widerstehen. ) Which resist the vertical movement. Indem man zwei Anordnungen wie in der Konfiguration der By two sets as in the configuration of the 5 5 hat, können der dazu gehörende Prozessor oder die Steuervorrichtung nicht nur die lineare Lage, Kraft und Richtung von Berührungsereignissen bestimmen, sondern auch eine seitliche Bewegung senkrecht zu den Anordnungen, zum Beispiel linkes oder rechtes Kippen auf der Taste. has the associated end processor or the control device can not only determine the linear position, strength and direction of touch events, but also a lateral movement perpendicular to the arrays, for example, left or right tilting on the key.
  • Gemäß einer anderen Klasse von Umsetzungen werden leitfähige Bahnen direkt auf biegsames piezoresistives Material gedruckt, siebgedruckt, abgelagert oder anderswie auf ihm ausgebildet. In another class of reactions conductive traces are printed directly onto flexible piezoresistive material, screen printed, deposited or otherwise formed on it. Wie man zu schätzen weiß, erlaubt das das Schaffen eines Sensors oder einer Sensoranordnung, der/die zu einer willkürlichen Form oder einem willkürlichen Volumen passt. How to appreciate that allows the creation of a sensor or sensor array, the / that matches an arbitrary shape or an arbitrary volume. Das piezoresistive Material kann irgendeiner einer Vielfalt gewebter oder nicht-gewebter Textile sein, die piezoresistive Eigenschaften haben. The piezoresistive material can be any of a variety of woven or non-woven textile, have the piezoresistive properties. Obwohl auf piezoresistive Textile verwiesen werden kann, können auch Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen das piezoresistive Material irgendeines einer Vielfalt biegsamer Materialien sein kann (zum Beispiel Gummi oder ein dehnbares Textil, wie zum Beispiel Spandex, oder offene Maschentextile), die piezoresistive Eigenschaften haben. Although reference may be made to piezoresistive Textile, also reactions can be considered, in which may be the piezoresistive material any of a variety of flexible materials (for example rubber or a stretchable fabric, such as spandex, or open mesh textile), the piezoresistive properties to have. Die leitfähigen Bahnen können unter Verwenden irgendeiner einer Vielfalt leitfähiger Tinten oder Lacke gebildet werden. The conductive paths can be formed using any of a variety of conductive inks or paints. Es werden auch Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen die leitfähigen Bahnen unter Verwenden eines biegsamen leitfähigen Materials ausgebildet werden, das auf dem biegsamen piezoresistiven Material geformt werden kann. It also implementations are contemplated in which the conductive paths are formed using a flexible conductive material which can be formed on the flexible piezoresistive material. Man muss daher verstehen, dass, obwohl spezifische Umsetzungen unter Bezugnahme auf spezifische Materialien und Techniken beschrieben werden, der Geltungsbereich dieser Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Therefore, one must understand that although specific implementations are described with reference to specific materials and techniques, the scope of this disclosure is not limited thereto.
  • Sowohl einseitige als auch zweiseitige Umsetzungen werden in Betracht gezogen, zum Beispiel können leitfähige Bahnen auf eine oder beide Seiten des piezoresistiven Materials gedruckt werden. Both one-sided and two-sided reactions are considered, for example, conductive traces may be printed on one or both sides of the piezoresistive material. Es ist klar, dass zweiseitige Umsetzungen einen Mechanismus zum Verbinden leitfähiger Bahnen auf einer Seite des piezoresistiven Materials mit denjenigen auf der anderen Seite benötigen können. It is clear that two side reactions can require a mechanism for connecting conductive traces on one side of the piezoresistive material with those on the other side. Einige Umsetzungen verwenden Durchkontaktierungen, bei welchen leitfähige Tinte oder leitfähiger Lack durch die Durchkontaktierung fließt, um die Verbindung herzustellen. Some implementations use plated-through holes in which conductive ink or conductive paint flows through the via, to establish the connection. Alternativ können metallische Durchkontaktierungen oder Nieten Verbindungen durch das piezoresistive Material machen. Alternatively, metallic vias or rivets can make connections through the piezoresistive material.
  • Sowohl einfache als auch doppelseitige Umsetzungen können Isoliermaterialen verwenden, die auf dem piezoresistiven Material und/oder den leitfähigen Bahnen geformt werden. Both simple and double-sided reactions may use insulation materials, which are formed on the piezo-resistive material and / or the conductive traces. Das erlaubt das Stapeln oder Schichten leitfähiger Bahnen und Signalleitungen, um zum Beispiel das Routen einer Signalleitung zu isolierten Strukturen auf eine Art ähnlich den unterschiedlichen Schichten einer PCB zu erlauben. This allows the stacks or layers of conductive traces and signal lines to allow, for example, the routing of a signal line to isolated structures in a manner similar to the different layers of a PCB.
  • Das Routen von Signalen auf das piezoresistive Material und von ihm kann auf eine Vielfalt von Arten verwirklicht werden. The routing of signals to the piezoresistive material, and it can be realized in a variety of ways. Eine besondere Klasse von Umsetzungen verwendet Elastomerverbinder (zum Beispiel ZEBRA ® -Verbinder), die leitfähigen und nicht leitfähigen Gummi mit einer Dichte abwechseln, die typisch in einer Größenordnung größer als die Breite der leitfähigen Bahnen liegt, mit welchen sie die Verbindung herstellen (zum Beispiel an der Kante des Materials). A particular class of reactions used elastomer connector (for example ZEBRA ® -Verbinder), alternating the conductive and non-conductive rubber having a density that is typically greater than the width of the conductive tracks in the order with which they produce the compound (for example at the edge of the material). Alternativ kann eine Leiterplatte, die aus einem biegsamen Material (zum Beispiel Kapton) hergestellt ist, oder ein Bündel von Leitern auf das Material genietet werden. Alternatively, a printed circuit board which is made of a flexible material (for example, Kapton), or a bundle of conductors are riveted to the material. Der Gebrauch von Nieten kann auch mechanische Verstärkung für die Verbindung bereitstellen. The use of rivets can also provide mechanical reinforcement for the connection.
  • Zusammenpassende Leiterbahnen oder Pads sowohl auf dem piezoresistiven Material als auch auf der biegsamen Leiterplatte können einander gegenüber liegen. Matching circuit traces or pads on both the piezoresistive material as well as on the flexible circuit board can be opposite each other. Eine Schicht leitfähigen Klebstoffs (zum Beispiel ein leitfähiges Epoxidharz, wie zum Beispiel Masterbond EP79 der Masterbond, Inc. in Hackensack, New Jersey) können auf eine der Oberflächen aufgetragen und dann auf die andere Oberfläche gepasst werden. A layer of conductive adhesive (for example, a conductive epoxy, such as Master Bond EP79 of Master Bond, Inc. of Hackensack, New Jersey) can be coated on one of the surfaces and then fitted to the other surface. Die leitfähigen Bahnen oder Pads können auch mit zusätzlichen mechanischen Elementen zusammengehalten werden, wie zum Beispiel eine Kunststoff-Ultraschallschweißung oder Nieten. The conductive tracks or pads may be held together with additional mechanical elements, such as a plastic ultrasonic welding or riveting. Falls leitfähige Nieten verwendet werden, um die elektrischen Verbindungen mit den leitfähigen Bahnen des piezoresistiven Materials herzustellen, ist der leitfähige Klebstoff eventuell nicht erforderlich. If conductive rivets are used to produce the electrical connections to the conductive traces of the piezoresistive material, the conductive adhesive may not be required. Leitfähige Fäden können ebenfalls verwendet werden, um die leitfähigen Bahnen des piezoresistiven Materials mit einer externen Baugruppe zu verbinden. Conductive yarns can also be used to connect the conductive tracks of the piezoresistive material with an external module.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen ist das piezoresistive Material ein druckempfindliches Textil, das von Eeonyx, Inc., Pinole, Kalifornien, hergestellt wird. According to a particular class of reactions, the piezoresistive material is a pressure sensitive textile, which is manufactured by Eeonyx, Inc., Pinole, California. Das Textil weist leitfähige Teilchen auf, die polymerisiert werden, um sie in dem Textil suspendiert zu halten. The fabric comprises conductive particles, which are polymerized to keep them suspended in the textile. Das Basismaterial ist ein Polyesterfilz, der aufgrund der Gleichförmigkeit in Dichte und Stärke ausgewählt wird, da dies die größere Gleichmäßigkeit der Leitfähigkeit des fertigen piezoresistiven Textils fördert. The base material is a polyester felt, which is selected in density and strength, due to the uniformity, since this promotes greater uniformity of conductivity of the piezoresistive finished textile. Diese mechanische Gleichförmigkeit auf dem Basismaterial resultiert in einer gleichmäßigeren Verteilung der leitfähigen Teilchen, wenn ein Schlamm, der die leitfähigen Teilchen enthält, eingeführt wird. This mechanical uniformity on the base material results in a more uniform distribution of the conductive particles, when a slurry containing the conductive particles is introduced. Das Textil kann gewebt sein. The fabric can be woven. Alternativ kann das Textil nicht-gewebt sein, wie zum Beispiel ein kalandertes Textil, zum Beispiel Fasern, die durch chemische, mechanische, Wärme- oder Lösemittelbehandlung miteinander gebondet werden. Alternatively, the textile may be non-woven, such as a calendered fabric, for example, fibers that are bonded by chemical, mechanical, heat or solvent treatment together. Kalandertes Material kann eine glattere äußere Oberfläche aufweisen, die ein präziseres Siebdrucken leitfähiger Tinten als ein nicht kalandertes Material fördert. Calendered material may have a smoother outer surface which promotes a more precise screen printing conductive inks as a non-calendered material.
  • Die leitfähigen Teilchen in dem Textil können aus irgendeinem einer weiten Vielzahl von Materialien bestehen, darunter zum Beispiel Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Kohlenstoff usw. Einige Umsetzungen können Kohlenstoffgraphene verwenden, die ausgebildet sind, um das Textil zu fassen. The conductive particles in the fabric may be any of a wide variety of materials, including, for example, silver, copper, gold, aluminum, carbon, etc. Some implementations may use carbon graphenes which are formed to grip the textile. Geeignete piezoresistive Materialien können unter Verwenden von Techniken hergestellt werden, die in Suitable piezoresistive materials can be prepared using techniques described in US-Patent Nr. 7 468 332 US Pat. No. 7,468,332 für Electroconductive Woven and Non-Woven Fabric, erteilt am 23. Dezember 2008, beschrieben sind, dessen Offenbarung vollständig hier durch Verweis für alle Zwecke aufgenommen wird. for ELECTROCONDUCTIVE woven and non-woven fabric, issued December 23, 2008 are described, which disclosure is incorporated herein by reference for all purposes. Man sollte jedoch wieder darauf hinweisen, dass irgendein biegsames Material, das eine Widerstandsänderung oder Änderung der Leitfähigkeit darlegt, wenn Druck auf das Material angelegt wird, und/oder auf dem leitfähige Bahnen, für die Umsetzung von Sensoren, wie sie hier beschrieben ist, geeignet sind, gedruckt, siebgedruckt, abgelagert oder anderswie ausgebildet werden können. However, it should again point out that any flexible material which sets forth a resistance change, or change in conductivity, when pressure is applied to the material and / or useful in the conductive tracks, for the implementation of sensors, as described herein are printed, screen printed, deposited or may be formed some other way.
  • Leitfähige Teilchen können in das Textil unter Verwenden einer Lösung oder eines Schlamms eingeführt werden, von dem anschließend die Feuchtigkeit entfernt wird. Conductive particles may be introduced into the fabric using a solution or a slurry, then the moisture is removed from the. Gemäß einigen Umsetzungen kann die Art, wie die Feuchtigkeit von dem Textil entfernt werden, die Gleichmäßigkeit ebenfalls fördern. According to some implementations, the manner in which the moisture removed from the fabric also promote uniformity. Das Verwenden einer gleichmäßig verteilten Anordnung von Vakuumköpfen oder Öffnungen, um Feuchtigkeit aus dem Textil zu ziehen, verringert zum Beispiel die Konzentrationen an leitfähigen Teilchen um einzelne Vakuumköpfe oder Öffnungen. For example, using a uniformly distributed array of vacuum heads or apertures to draw moisture from the fabric, reduces the concentration of conductive particles to individual vacuum heads or openings. Die Vakuumköpfe oder Öffnungen können in ein- oder zweidimensionalen Anordnungen angeordnet sein, wobei letztere mit einem umgedrehten Air-Hockey-Tisch gleichgestellt werden kann, das heißt eine Anordnung von Vakuumöffnungen, die Luft ansaugt, statt Luft herauszudrücken. The vacuum heads or openings can be arranged in one or two dimensional arrays, the latter can be treated with an inverted air hockey table, that is, draws an array of vacuum ports, the air to push out instead of air.
  • Umsetzungen, bei welchen die Gleichförmigkeit des piezoresistiven Textils nicht unbedingt sehr gut ist, werden ebenfalls in Betracht gezogen. Reactions in which the uniformity of the piezoresistive fabric is very good not necessarily, are also considered. Solche Umsetzungen können mehrere knapp beabstandete Sensoren verwenden, die parallel arbeiten, wobei ihre Ausgänge gemittelt werden können, um präzisere und/oder konsistentere Ablesungen zu erhalten. Such reactions may use multiple close-spaced sensors, which operate in parallel, with their outputs can be averaged to obtain accurate and / or consistent readings.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen werden leitfähige Bahnen, die variierende Leitfähigkeitspegel haben, auf dem piezoresistiven Material unter Verwenden leitfähiger auf Silikon basierender Tinten ausgebildet, die zum Beispiel von EI du Pont de Nemours and Company (DuPont) in Wilmington, Delaware und oder Creative Materials in Ayer, Massachusetts, hergestellt werden. According to a particular class of reactions are conductive tracks which have varying conductivity level is formed on the piezoresistive material using conductive-based silicone inks, for example, from EI du Pont de Nemours and Company (DuPont) of Wilmington, Delaware and or Creative Materials are manufactured in Ayer, Massachusetts. Ein Beispiel für eine leitfähige Tinte, die zum Umsetzen hoch leitfähiger Bahnen führt in Gebrauch bei diversen Umsetzungen geeignet ist, ist das Produkt Nummer 125-19 von Creative Materials, eine biegsame, Hochtemperatur-, elektrisch leitfähige Tinte. An example of a conductive ink, which leads to reacting high conductive traces in use in various reactions is suitable is the product number 125-19 from Creative Materials, a flexible, high temperature, electrically conductive ink. Beispiele leitfähiger Tinten zum Umsetzung von Bahnen mit niedrigerer Leitfähigkeit zum Verwenden bei diversen Umsetzungen sind die Produktnummern 7102 und 7105 von DuPont, die jeweils leitfähige Kohlenstoffzusammensetzungen sind. Examples of conductive inks for implementation of webs with lower conductivity for use in various reactions are the product numbers 7102 and 7105 from DuPont, which are respectively conductive carbon compositions. Beispiele dielektrischer Materialien, die zum Umsetzen von Isolatoren zum Verwenden mit diversen Umsetzungen geeignet sind, sind die Produktnummern 5018 und 5036 von DuPont, nämlich jeweils ein mit UV aushärtbares Dielektrikum und eine Kapselung. Examples of dielectric materials that are suitable for converting insulators for use with a variety of reactions, the product numbers 5018 and 5036 from DuPont, namely respectively a curable with UV dielectric and an encapsulation are. Diese Tinten sind biegsam und dauerhaft und können Knittern, Waschen usw. standhalten. These inks are flexible and durable, and can wrinkle, washing, etc. to withstand. Der Grad an Leitfähigkeit für unterschiedliche Bahnen und Anwendungen wird durch die Menge oder Konzentration an leitfähigen Teilchen (zum Beispiel Silber, Kupfer, Aluminium, Kohlenstoff usw.), die in dem Silikon suspendiert ist, gesteuert. The degree of conductivity for different lanes and applications is controlled by the amount or concentration of conductive particles (for example, silver, copper, aluminum, carbon, etc.) which is suspended in the silicone. Diese Tinten können siebgedruckt oder mit einem Tintenstrahldrucker gedruckt werden. These inks can be printed or screen-printed with an inkjet printer. Eine andere Klasse von Umsetzungen verwendet leitfähige Lacke (zum Beispiel Kohlenstoffteilchen gemischt mit Lack), wie zum Beispiel diejenigen, die gewöhnlich als EMI-Abschirmung und ESD-Schutz verwendet werden. Another class of reactions used conductive coatings (for example, carbon particles mixed with paint), such as those that are commonly used as EMI-shielding and ESD protection.
  • Ein Beispiel einer zweiseitigen Umsetzung ist in An example of a two-sided implementation is 6 6 gezeigt und hat eine Anordnung shown and has an arrangement 602 602 paralleler leitfähiger Bahnen, die in eine Richtung, die auf eine Seite des piezoresistiven Textils gedruckt ist, ausgerichtet sind, und eine andere Anordnung parallel conductive tracks, which are oriented in a direction that is printed on one side of the piezo-resistive fabric, and another arrangement 604 604 , die an 90 Grad zu der ersten Anordnung ausgerichtet sind, die auf der anderen Seite des Textils gedruckt ist. That are aligned at 90 degrees to the first arrangement, which is printed on the other side of the fabric. Diese Umsetzung nutzt die Tatsache, dass das piezoresistive Textil durch seine Stärke (zusätzlich zu seitlich und über seine Oberfläche) leitfähig ist, um eine druckempfindliche XY-Matrix umzusetzen. This conversion utilizes the fact that the piezoresistive fabric is conductive by its thickness (to the sides and over its surface in addition) to convert a pressure-sensitive XY matrix. Durch sequenzielles Ansteuern der Anordnung auf einer Seite des piezoresistiven Materials und sequenzielles Scannen der Anordnung auf der anderen Seite, können sowohl die Position als auch die Kraft eines Berührungsereignisses auf der Anordnung erfasst werden. By sequentially driving the array on one side of the piezoresistive material, and sequentially scanning the array on the other side, both the position and the force of a touch event can be detected on the array. Wieder aufgrund der sequenziellen Auswahl und Aktivierung der Bahnen, ist eine solche Konfiguration fähig, mehrere Berührungsereignisse im Wesentlichen gleichzeitig zu erfassen. Again, due to the sequential selection and activation of the webs, such a configuration is able to detect multiple touch events substantially simultaneously. Wie man versteht, sind die Anwendungen für eine solche Sensoranordnung so gut wie grenzenlos. How to understand the applications of such a sensor arrangement are virtually limitless.
  • Wie der Fachmann versteht, kann eine Vielfalt von Techniken verwendet werden, um Daten von Sensoren, die wie hier beschrieben aufgebaut sind, zu erfassen. As the skilled artisan will appreciate a variety of techniques can be used to acquire data from sensors which are constructed as described herein. Einige dieser Techniken können eine einfache Messung einer Widerstandsänderung (wie sie aus einer Spannung oder einem Strom bestimmt wird), zwischen zwei leitfähigen Bahnen, die dieselbe oder eine ähnliche Leitfähigkeit aufweisen, involvieren. Some of these techniques can use a simple measurement of resistance change (as determined from a voltage or current) between two conductive paths having the same or a similar conductivity have involving. Für Sensoren, die Anordnungen haben, die viele leitfähige Bahnen haben, kann das jedoch eine inakzeptable Anzahl von Signalleitungen zum Routen von Signalen sowohl zu als auch von der Sensoranordnung erfordern. However, for sensors that have the arrangements which have many conductive tracks, which can require an unacceptable number of signal lines for routing signals both to and from the sensor array. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen werden daher leitfähige Bahnen, die auf piezoresistivem Material ausgebildet sind und unterschiedliche Leitfähigkeitspegel haben, mit Signalmustern angesteuert und abgefragt, die die Anzahl von Signalleitungen, die erforderlich ist, um Sensorkonfigurationen zu verwirklichen, die auf Lage, Druck, Richtung und Geschwindigkeit der angelegten Kraft empfindlich reagieren, verringern. According to a particular class of reactions thus be conductive tracks formed on a piezoresistive material and have different conductivity level, driven by signal patterns and interrogated, the number of signal lines required to realize sensor configurations based on location, pressure, direction and speed of the applied force sensitive, decrease.
  • 7 7 veranschaulicht ein Beispiel einer solchen Umsetzung, die dazu bestimmt ist, eine Funktionalität ähnlich der des Sensors der illustrates an example of such an implementation that is intended to receive a functionality similar to that of the sensor 5 5 aber mit weniger Signalleitungen bereitzustellen. but provide fewer signal lines. Benachbarte (in diesem Fall im Wesentlichen parallele) leitfähige Bahnen sind auf dem piezoresistiven Textil Adjacent (substantially parallel in this case) conductive traces are on the textile piezoresistive 700 700 ausgebildet, wobei eine (E) hoch leitfähig ist, zum Beispiel nahe null Widerstand, und die andere (AB) weniger leihfähig ist, zum Beispiel etwa 100 Ohm von A zu B, falls der Widerstand zwischen den Bahnen AB und E ohne Druck etwa 1 kOhm beträgt. formed, wherein a (E) is highly conductive, for example close to zero resistance, and the other (AB) is less leihfähig, for example, about 100 ohms of A to B, if the resistance between the paths AB and E without pressure about 1 is kOhm. Die weniger leitfähige Bahn wird an entgegengesetzten Enden von unterschiedlichen Signalen A und B (zum Beispiel durch einen oder mehr Signalgeneratoren) angesteuert. The less conductive path is driven at opposite ends of different signals A and B (for example, by one or more signal generators). Druck auf dem piezoresistiven Material verringert den Widerstand zwischen den zwei Bahnen, was in Abhängigkeit von der Lage in unterschiedlichen Beiträgen von den Signalen A und B resultiert, die in einem gemischten Signal auf der hoch leitfähigen Bahn E gemessen werden. Pressure on the piezoresistive material reduces the resistance between the two sheets, resulting in a function of the location in different contributions of the signals A and B, which are measured in a mixed signal on the highly conductive path E. Die gesamte Amplitude des gemischten Signals nimmt mit dem Druck ebenfalls zu. The total amplitude of the mixed signal also increases with the pressure.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen sind die Signale A und B unterschiedliche Impulsfolgen mit derselben Amplitude, zum Beispiel eine bei 1 kHz, eine bei 50% Arbeitszyklus, und die andere bei 500 Hz mit einem 75-%-igen Arbeitszyklus, wie in According to a particular class of reactions are the signals A and B different pulse trains with the same amplitude, for example at 1 kHz, a 50% duty cycle, and the other at 500 Hz with a 75 -% - by weight duty cycle, as shown in 7 7 gezeigt. shown. Die Phasen der zwei Impulsfolgen werden synchronisiert, um zu vermeiden, dass null Volt an die weniger leitfähige Bahn angelegt wird. The phases of the two pulse sequences are synchronized in order to avoid that zero volts is applied to the less conductive path. Lageinformationen können aus dem gemischten Signal, das auf E gemessen wird, wie folgt abgeleitet werden: Das Signal auf E wird von einem A/D-Wandler abgetastet (zum Beispiel mit einem Faktor zwei oder mehr in Bezug zu der Frequenz der Eingaben oversampled). Location information may be from the mixed signal, which is measured on E, are derived as follows: The signal on E is sampled by an A / D converter (for example, by a factor of two or more oversampled with respect to the frequency of the input). Ein kostengünstiger Vielzweckprozessor kann verwendet werden, der bis zu 40 Signale mit bis zu 10 Bit Auflösung ablesen kann und 500 T Abtastungen pro Sekunde abnehmen kann. A low-cost general-purpose processor may be used, which can read up to 40 signals with up to 10 bit resolution and 500 may decrease T samples per second. Derselbe Allzweckprozessor kann die leitfähigen Bahnen ansteuern. The same general purpose processor can control the conductive tracks. Anordnungen mit größeren Anzahlen von Sensoren können daher relativ kostengünstig zusammengestellt werden. Arrangements with larger numbers of sensors can therefore be put together relatively inexpensive.
  • Der Prozessor beurteilt spezifische Amplituden an spezifischen Zeiten, die mit den Werten von Signalen A und B in diesen Zeitpunkten korreliert sind. The processor judges specific amplitudes at specific times which are correlated with the values ​​of signals A and B in these times. Der relative Beitrag von jedem Signal wird durch Auswählen knapp beabstandeter Abtastungen des gemischten Signals an Zeitpunkten, an welchen die jeweiligen Signale jeweils als einen bestimmten Wert oder ein bestimmtes Merkmal, zum Beispiel volle Amplitude, aufweisend bekannt sind, bestimmt. The relative contribution of each signal is determined by selecting slightly spaced samples of the mixed signal at instants at which the respective signals in each case as a particular value or a particular feature, for example, full amplitude, are known comprising. Das Verhältnis dieser zwei Messungen stellt den relativen Beitrag des Signals zu dem gemischten Signal dar, das seinerseits an einer Lage zwischen den Endpunkten der Bahn AB abgebildet werden kann. The ratio of these two measurements represents the relative contribution of the signal to the mixed signal, which in turn can be displayed at a location between the end points of the path AB. Der Druck oder die Kraft des Berührungsereignisses kann durch Messen von Spitzenwerten des abgetasteten gemischten Signals bestimmt werden. The pressure or the force of the touch event can be determined by measuring peak values ​​of the sampled mixed signal. Mit dieser Konfiguration kann ein druckempfindlicher Schieberegler mit nur 3 Signalleitungen umgesetzt werden, die erforderlich sind, um die Bahnen anzusteuern und das Signal zu erfassen (im Gegensatz zu den vielen Signalleitungen, die bei der linearen Anordnung von Bahnen bei der Sensorkonfiguration der With this configuration, a pressure sensitive slider may be reacted with only 3 signal lines that are required to drive the tracks and to detect the signal (as opposed to the many signal lines of the in the linear array of paths in the sensor configuration 5 5 erforderlich sind. required are.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung, die in According to a particular implementation, in 7 7 gezeigt ist, verläuft eine zweite leitfähige Bahn CD parallel zu der Bahn E auf der entgegengesetzten Seite der Bahn AB. there is shown a second conductive path CD is parallel to the path E on the opposite side of the web AB. Wie bei der Bahn AB, werden die entgegengesetzten Seiten dieser zusätzlichen leitfähigen Bahn mit Signalen C und D, die jeweils voneinander sowie von Signalen A und B unterschiedlich sind, angesteuert. As with the path AB, the opposite sides of said additional conductive track is with signals C and D, which are different from each other as well as of signals A and B, driven. Das gemischte Signal auf der Bahn E weist folglich Beiträge von jedem der vier Signale auf. Consequently, the mixed signal on the track E includes contributions from each of the four signals. Dieses gemischte Signal kann für ein oder für beide Signalpaare auf eine ähnliche Art verarbeitet werden wie oben beim Bestimmen der Lage eines Berührungsereignisses entlang der Längsachse der Anordnung beschrieben. This mixed signal can be processed for one or for both signal pairs in a similar manner as described above in determining the position of a touch event along the longitudinal axis of the assembly. Die relativen Amplituden der zwei Signalpaare (zum Beispiel abgeleitet durch Messen von Amplituden für die Kombination von Signalen A und B und die Kombination von Signalen C und D) stellen die Lage des Berührungsereignisses entlang der Breitenachse der Anordnung dar. Das ermöglicht das Messen der Lage des Berührungsereignisses in zwei Dimensionen. The relative amplitudes of the two signal pairs (for example, derived by measurement of amplitudes for the combination of signals A and B and the combination of signals C and D) represent the location of the touch event along the width axis of the array represent This allows the measurement. The location of the touch event in two dimensions. Das könnte zum Beispiel das Erfassen einer seitwärts kippenden Bewegung eines Fingers auf einer Taste ermöglichen. This could, for example, allow the detection of a sideways tilting movement of a finger on a key. Wie bei dem oben beschriebenen Beispiel, kann der Druck des Berührungsereignisses durch Messen von Spitzenwerten des abgetasteten gemischten Signals bestimmt werden. As in the example described above, the pressure of the touch event can be determined by measuring peak values ​​of the sampled mixed signal. Auf diese Art kann ein XYZ-Sensor mit fünf Bahnen umgesetzt werden (wobei die Z-Achse durch die Kraft des Berührungsereignisses dargestellt wird). In this manner, an XYZ sensor may be implemented with five lines (the Z-axis is represented by the force of the touch event).
  • 8 8th zeigt eine Vielfalt von Bahnenmustern, die auf biegsamem piezoresistivem Material, zum Beispiel leitfähige Tinte auf piezoresistivem Textil, für unterschiedliche Anwendungen ausgebildet ist. shows a variety of track patterns on flexible piezoresistive material, for example, conductive ink on piezoresistive textile is formed for different applications. Das Bahnenmuster The track pattern 802 802 setzt einen Vierquadrantensensor um, der ähnlich arbeitet wie die, die zum Beispiel in dem converts a four-quadrant sensor, which operates similarly to, for example, in the US Patent-Patent Nr. 8 680 390 US Patent Pat. No. 8,680,390 und der and the US-Patent Veröffentlichung Nr. 2013/0 239 787 US patent publication no. 2013/0 239787 beschrieben sind, die hier durch Verweis aufgenommen werden. are described, which are incorporated herein by reference. Zusätzlich zum Erfassen des Auftretens und der Kraft von Berührungsereignissen, kann ein Sensor auch konfiguriert werden, um die Richtung und Geschwindigkeit von Bewegung über die Quadranten zu bestimmen, darunter zum Beispiel sowohl für lineare als auch Drehbewegung in Bezug zu der Oberfläche des Sensors. In addition to detecting the occurrence and force touch events, a sensor may also be configured to determine the direction and speed of movement on the quadrant, including, for example, both linear and rotational movement with respect to the surface of the sensor. Bahnenmuster track pattern 803 803 (Kleeblatt- und Kreuzformkonfiguration) (Clover leaf and a cross shape configuration) 804 804 , . 806 806 und and 808 808 , setzen Sensoren um, die das Auftreten und die Kraft von Berührungsereignissen mit unterschiedlichen Reaktionskurven und Dynamikbereichen, die aus den unterschiedlichen Konfigurationen resultieren, messen, , Sensors set to which measure the incidence and the strength of touch events with different response curves and dynamic ranges, which result from the different configurations,
  • Das Bahnenmuster The track pattern 810 810 wird verwendet, um sowohl ein- als auch zweiseitige Umsetzungen zu veranschaulichen, die Durchkontaktierungen oder Nieten durch piezoresistives Material (zum Beispiel Konfiguration is used both to illustrate one- and two side reactions, the vias or studs by piezoresistive material (for example, configuration 812 812 ), Isoliermaterialen, die über leitfähige Bahnen ausgebildet sind (zum Beispiel Konfiguration ), Insulating materials, which are formed via conductive paths (for example, configuration 814 814 ) oder beide verwenden. use), or both. Wie oben besprochen, ermöglichen solche Mechanismen komplexe Muster von Bahnen und das Routen von Signalen auf eine Art analog zu den unterschiedlichen Schichten einer PCB. As discussed above, such mechanisms allow complex patterns of tracks and the routing of signals in a way analogous to the different layers of a PCB.
  • 9 9 veranschaulicht eine Sensoranordnung illustrates a sensor arrangement 900 900 zum Einschließen in einem Helm oder einer Kopfmütze, die auf dem Kopf eines Menschen getragen wird, zum Beispiel zum Messen der Kraft und Lage von Aufprallen. for inclusion in a helmet or a head cap, which is worn on the head of a human, for example for measuring the force and location of impacts. Eine solche Anordnung kann zum Beispiel zum Erfassen von Daten in Zusammenhang mit Berührungsereignissen auf Sporthelmen oder anderer Schutzausstattung, die konzipiert ist, um den menschlichen Kopf zu schützen, geeignet sein. Such an arrangement may be, for example, to collect data related to touch events on sports helmets or other protective equipment that is designed to protect the human head, are suitable. Diese Informationen könnten während der Konzeptions- und Testphase solche Schutzausstattung sowie beim Sammeln von Daten, sobald sie in Gebrauch ist, von Nutzen sein. This information could during the design and test phase such protective equipment as well as in collecting data as soon as it is in use, be useful. Zu bemerken ist, dass die Sensoren, die sich in der Kappe befinden, die die Bereiche des Schädels abdeckt, Informationen über Berührungsereignisse bereitstellen, die tatsächlich den Schädel erreichen. It should be noted that the sensors located in the cap that covers the areas of the skull that provide information about touch events that actually reach the skull. Das muss einigen existierenden Systemen gegenübergestellt werden, die stattdessen das Berührungsereignis an dem Schutzhelm messen. This must be contrasted with that instead measure the touch event on the helmet some existing systems. Jede Klappe each flap 902 902 ist aus einem biegsamen piezoresistiven Material is made of a flexible material piezoresistive 904 904 mit einem Muster aus leitfähigen Bahnen, das auf dem Material ausgebildet ist, aufgebaut, zum Beispiel leitfähige Tinte, die auf piezoresistives Textil gedruckt ist. Constructed with a pattern of conductive tracks formed on the material, for example, conductive ink is printed on piezoresistive textile. Wie bei den Bahnen der As with the webs of the 7 7 , sind einige der Bahnen Are some of the webs 906 906 hoch leitfähig und wechseln mit Bahnen highly conductive and alternate with tracks 908 908 ab, die eine niedrigere Leitfähigkeit haben. from which have a lower conductivity.
  • Wie die Bahn AB der As the web of the AB 7 7 , werden Bahnen , Webs are 908 908 auf jeder Klappe an entgegengesetzten Enden mit Signalen angesteuert, die dieselbe Amplitude und unterschiedliche Arbeitszyklen haben. driven to each flap at opposite ends with signals having the same amplitude and different working cycles. Dasselbe Paar von Signalen kann für alle Klappen verwendet werden. The same pair of signals can be used for all doors. Diese Signale werden zu den entgegengesetzten Enden der Bahnen These signals are transmitted to the opposite ends of the webs 908 908 von der Mitte der Anordnung über Bahnen from the center of the array on paths 910 910 und and 912 912 geroutet. routed. Wie man sieht, kreuzt die Bahn As you can see, crosses the railway 912 912 auf jeder Klappe Bahnen on each flap webs 906 906 , von welchen die Bahn , Of which the web 912 912 isoliert ist, zum Beispiel durch Isolatoren (nicht gezeigt), die auf den darunterliegenden leitfähigen Bahnen gedruckt oder ausgebildet sind. is isolated, for example by insulators (not shown) which are printed on the underlying conductive traces or formed.
  • Jedes der Signale auf den Bahnen Each of the signals on the tracks 906 906 wird zu der Mitte der Anordnung geroutet und stellt das Mischen der Signale auf benachbarten Bahnen is routed to the center of the array and provides the mixing of the signals on adjacent tracks 908 908 dar. Die Lage und Größe von Berührungsereignissen entlang von Längsachsen der Bahnen (zum Beispiel die radiale Koordinate von der Mitte der Anordnung) kann aus dem gemischten Signal, wie oben unter Bezugnahme auf . The position and size of touch events along longitudinal axes of the tracks (for example, the radial coordinate of the center of the array) can be applied to from the mixed signal, as described above with reference 7 7 beschrieben, bestimmt werden. be determined as described. Die Winkelkoordinate kann aus der leitfähigen Bahn The angular coordinate can be made of the conductive trace 906 906 bestimmt werden, die das Berührungsereignis aufzeichnet. are determined that records the touch event.
  • Eine alternative Umsetzung der Klappe für eine solche Sensoranordnung, die der in An alternative implementation of the flap of such a sensor arrangement, which in the 9 9 abgebildeten ähnlich ist, ist in shown is similar in 10 10 gezeigt. shown. Die Klappe The flap 1002 1002 weist ein abwechselndes Muster aus hoch leitfähigen Bahnen includes an alternating pattern of high conductive tracks 1006 1006 und Bahnen and trains 1008 1008 und and 1009 1009 auf, die jeweils durch eine niedrigere Leitfähigkeit als die Bahnen on, each by a lower conductivity than the webs 1006 1006 gekennzeichnet sind. Marked are. Statt jede der Bahnen mit niedrigerer Leitfähigkeit mit dem demselben Signalpaar anzusteuern, wie oben unter Bezugnahme auf Instead of steering each of the webs having lower conductivity with the same pair of signals as described above with reference to 9 9 beschrieben, werden die Bahnen described, the webs are 1008 1008 mit einem Signalpaar angesteuert (unter Verwenden der Bahn driven with a signal pair (using the railroad 1010 1010 ), und die Bahnen ), And the webs 1009 1009 werden mit einem anderen angesteuert (unter Verwenden der Bahnen be with a different controlled (using the webs 1011 1011 ). ). Das ist analog zu der Hinzufügung der zweiten leitfähigen Bahn CD, die oben unter Bezugnahme auf This is analogous to the addition of the second conductive path CD, described above with reference to 7 7 beschrieben ist. is described. Die gemischten Signale, die auf jeder der Bahnen The mixed signals on each of the tracks 1006 1006 vorhanden sind, können daher wie oben beschrieben unter Bezugnahme auf die Konfiguration der are present, therefore, can be described as above with reference to the configuration of the 7 7 verarbeitet werden, um die relativen Beiträge aus den 4 Signalen, die benachbarte Bahnen are processed to determine the relative contributions of the 4 signals, the adjacent swaths 1008 1008 und and 1009 1009 ansteuern, zu bestimmen, und daher die Lage einer angelegten Kraft in zwei Dimensionen, zum Beispiel entlang der Längsachsen der Bahnen (die radiale Koordinate von der Mitte der Anordnung) und die Breitenachsen der Bahnen (die Winkelkoordinate in Bezug zu der Mitte der Anordnung). drive to determine, and therefore, the position of a force applied in two dimensions, for example, along the longitudinal axes of the webs (the radial coordinate of the center of the array) and the width axes of the strips (the angular coordinate relative to the center of the array). Die Größe der angelegten Kraft kann auch wie oben unter Bezugnahme auf The magnitude of the applied force can also above with reference 7 7 beschrieben bestimmt werden. be determined as described.
  • 11 11 veranschaulicht ein Muster leitfähiger Bahnen illustrates a pattern of conductive traces 1102 1102 auf einer Klappe on a flap 1104 1104 , die auf der anderen Seite der Klappe von den Bahnenmustern der That on the other side of the door of the train of patterns 9 9 oder or 10 10 liegen kann. may be. Die Bahnen The railways 1102 1102 können gemeinsam verbunden mit den Techniken, die oben beschrieben wurden, verwendet werden, um zwischen mehreren gleichzeitigen Berührungsereignissen zu unterscheiden. can be connected using the techniques described above can be used together to distinguish between multiple simultaneous touch events. Wie oben besprochen, weisen zum Beispiel die gemischten Signale auf den Bahnen As discussed above, have, for example, the mixed signals on the tracks 1006 1006 der the 10 10 Beiträge aus benachbarten Bahnen Contributions from neighboring tracks 1108 1108 und and 1109 1109 auf, wie sie durch die Lage und die Größe der angelegten Kraft oder des Berührungsereignisses beeinflusst werden. on how they are influenced by the location and the magnitude of the applied force or the touch event. Falls jedoch zwei gleichzeitige Berührungsereignisse auf derselben Klappe aufträten, bestünde Zweideutigkeit in Zusammenhang mit den Lagen der Ereignisse, da das Mischen der resultierenden Signale in der Tat eine Art von Mittelung ausführen würde, die in einer Ablesung resultieren würde, die die Lage der einzelnen Ereignisse nicht akkurat darstellt. However, if two simultaneous touch events aufträten on the same flap, ambiguity would be in connection with the positions of the events, since the mixing of the resulting signals, in fact, would perform a type of averaging which would result in a reading which is not the position of the individual events accurately represents. Bahnen traces 1102 1102 auf der anderen Seite der Klappen können konfiguriert werden, um diesem Problem zu begegnen. on the other side of the flaps can be configured to address this problem.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung, bei der mehrere Klappen According to a particular implementation in which a plurality of flaps 1104 1104 wie in as in 9 9 gezeigt konfiguriert sind, kann eine ungefähr halbkugelförmige Form ausgebildet werden, indem die langen Kanten der Klappen zusammengebracht werden. configured as shown, an approximately semi-spherical shape can be formed by the long edges of the flaps are brought together. Bahnen traces 1102 1102 können mit entsprechenden Bahnen auf benachbarten Klappen verbunden werden, um etwas zu bilden, was zu Breitenlinien um die Halbkugel analog ist. can be connected to corresponding traces on adjacent flaps to form something analogous to width lines around the hemisphere. Signale auf jeder dieser Bahnen können abgelesen werden (zum Beispiel durch einen Analog-Digital-Wandler (ADC) und einen dazugehörenden Prozessor), um Aktivitätsstellen auf der entgegengesetzten Seite des Textils zu identifizieren. Signals on each of these tracks can be read (for example, by an analog-to-digital converter (ADC) and an associated processor), to identify activity sites on the opposite side of the fabric. Falls zwei Druckstellen zum Beispiel entlang derselben Längsbahn auf der anderen Seite des Textils liegen (zum Beispiel die Bahnen If two pressure points, for example, along the same longitudinal track lying on the other side of the fabric (for example, the webs 1006 1006 ), können sie eventuell nicht unterscheidbar sein. ), They may be able to be indistinguishable. Durch Prüfen der Breitenbahnen, kann jedoch bestimmt werden, wo die Kontaktstellen basierend auf dem vorhandenen erhöhten Signalpegel liegen. By checking the width of lanes, but can be determined where the contact points are based on the existing increased signal level. Lagen zwischen den Breitenbahnen können unter Verwenden relativer Signalstärke bestimmt werden. Layers between the width webs can be determined using relative signal strength.
  • Wie man zu schätzen weiß, kann die Abtastrate der Breitenleiter ausreichend schnell sein, um mehrere Berührungsereignisse an unterschiedlichen Breiten im Wesentlichen gleichzeitig zu erfassen. How to appreciate, the sampling rate of the width guide can be sufficiently fast to capture multiple touch events at different widths substantially simultaneously. Außerdem weiß man zu schätzen, dass, falls die Bahnen Also, do you appreciate that if the railways 1102 1102 auf allen Klappen wie beschrieben verbunden sind, die Informationen, die aus diesen Bahnen abgeleitet werden, nur eine Breite für jedes der mehreren Berührungsereignisse ergeben. are connected on all valves as described, the information derived from these webs, provide only a width for each of the multiple touch events. Das kann jedoch mit Informationen kombiniert werden, die aus Bahnen auf der anderen Seite der Klappen abgeleitet werden (zum Beispiel wie oben unter Bezugnahme auf die However, this can be combined with information derived from webs on the other side of the flaps (for example, as described above with reference to the 9 9 und and 10 10 besprochen), um die Längskoordinaten (zum Beispiel von Ost nach West) der Ereignisse zu bestimmen. discussed), to determine the longitudinal coordinates (for example, from east to west) of events. Bei einer alternativen Umsetzung können die Bahnen In an alternative implementation of the tracks can 1102 1102 auf jeder Klappe unabhängig von den anderen Klappen mit der Einführung zusätzlicher Signalleitungen verarbeitet werden. be processed on each flap independently of the other flap with the introduction of additional signal lines.
  • Wie oben erwähnt, bezweckt die Beschreibung spezifischer Umsetzungen hier das Bereitstellen veranschaulichender Beispiele und nicht eine Einschränkung des Geltungsbereichs dieser Offenbarung. As mentioned above, the description of specific reactions is intended here to provide illustrative examples and not a limitation of the scope of this disclosure. Und obwohl hier zwei Klassen von Sensoren beschrieben wurden, muss man verstehen, dass mindestens einige der beschriebenen Techniken und Konfigurationen von beiden Sensorklassen verwendet werden können. And although here two classes were described by sensors, one must understand that at least some of the techniques and configurations described can be used by two sensor classes. Die Technik zum Ansteuern und Ablesen leitfähiger Bahnen, die oben unter Bezugnahme auf The technique for driving and reading of conductive traces described above with reference to 7 7 beschrieben ist, ist zum Beispiel nicht auf Umsetzungen beschränkt, bei welchen die leitfähigen Bahnen auf dem piezoresistiven Material ausgebildet sind. is described, for example, is not limited to implementations in which the conductive tracks are formed on the piezoresistive material. Dasselbe Konzept kann daher an Klassen von Sensoren angewandt werden, bei welchen das piezoresistive Material (zum Beispiel innerhalb einer Silikontaste oder eines Bedienfelds) benachbart zu leitfähigen Bahnen, die auf einem Substrat (zum Beispiel auf einer Leiterplatte (PCB)) angeordnet sind, getragen wird, statt direkt auf dem piezoresistiven Material ausgebildet oder anderswie in dieses integriert zu sein. The same concept can therefore be applied to classes of sensors, in which the piezo-resistive material adjacent (for example, within a silicone key or an operation panel) on conductive tracks, the (PCB), for example, on a circuit board () are arranged on a substrate, is supported instead of being formed directly on the piezoresistive material or otherwise integrated therein. Ein Beispiel einer solchen Umsetzung ist in An example of such implementation is in 12 12 veranschaulicht. illustrated.
  • Bei der abgebildeten Umsetzung wird die Bahn E (die zum Beispiel aus Kupfer bestehen kann) auf der PCB In the illustrated implementation, the path E (which may consist for example of copper) on the PCB 1202 1202 mit zwei benachbarten und parallelen Bahnen AB und CD (die zum Beispiel gedruckte Tintenwiderstände sein können) gebildet. (Which may be for example printed ink resistors) with two adjacent and parallel paths AB and CD formed. Der Widerstand der Bahn E ist nahe null. The resistance of the web E is near zero. Bei einigen Anwendungen kann der Widerstand der Bahnen AB und CD etwa 10% des entspannten Oberflächenwiderstands des piezoresistiven Materials In some applications, the resistance of the paths AB and CD may be about 10% of the relaxed surface resistivity of the piezoresistive material 1204 1204 über den Abstand zwischen diesen Bahnen und der Bahn E betragen. be more than the distance between these tracks and the track E. Das piezoresistive Material The piezoresistive material 1204 1204 wird benachbart zu den drei Bahnen in einer komprimierbaren Struktur is adjacent to the three tracks in a compressible structure 1206 1206 (die zum Beispiel aus Silikon bestehen kann) gehalten. (Which for example may be made of silicone) held. Das piezoresistive Material The piezoresistive material 1204 1204 kann in einem Abstand von den Bahnen oder in Berührung mit ihnen gehalten werden. can be kept at a distance from the webs or in contact with them.
  • Wie oben unter Bezugnahme auf As described above with reference to 7 7 beschrieben, steuern vier einzigartige Signale A, B, C und D die entsprechenden Enden der Bahnen AB und CD an. , Control described four unique signals A, B, C and D at the respective ends of the paths AB and CD. Das resultierende gemischte Signal auf Bahn E kann dann verarbeitet werden, um die Lage, Richtung, Geschwindigkeit und Kraft auf einem Berührungsereignis auf der Oberfläche der Struktur The resulting mixed signal on path E can then be processed to determine the location, direction, speed and force to a touch event on the surface of the structure 1206 1206 zu bestimmen. to be determined.
  • Für Umsetzungen, die Anordnungen von Sensoren verwenden und/oder bei welchen die Größe der angelegten Kräfte, die von Sensoren erfasst wird, hoch ist, kann die Gleichmäßigkeit des piezoresistiven Materials ausschlaggebend sein. For implementations that use arrays of sensors and / or in which the magnitude of the applied forces, which is detected by sensors, is high, the uniformity of the piezoresistive material can be decisive. Es wird daher eine Klasse von Testsystemen bereitgestellt, die konfiguriert ist, um Widerstandsänderungen eines piezoresistiven Materials an einer Anzahl knapp beabstandeter Lagen zu messen. There is provided, therefore, a class of test systems, that is configured to measure changes in resistance of a piezoresistive material at a number slightly spaced positions. Gemäß einer besonderen Unterklasse von Testsystemen wird eine Anordnung leitfähiger Bahnen auf einem im Wesentlichen starren Substrat bereitgestellt, wie zum Beispiel auf einer Leiterplatte (PCB). According to a particular subclass of test systems, an array of conductive paths is provided on a substantially rigid substrate, such as on a printed circuit board (PCB). Ein Blatt aus piezoresistivem Material (zum Beispiel ein piezoresistives Textil, wie hier beschrieben), das zu testen ist, wird über die PCB in Berührung mit den leitfähigen Bahnen platziert, und Paare der leitfähigen Bahnen werden sequenziell derart aktiviert, dass die Signale, die für den Widerstand des piezoresistiven Materials repräsentativ sind, an einer Reihe von Lagen (zum Beispiel durch dazu gehörende Schaltungen auf der PCB) erfasst werden. A sheet of piezo-resistive material (for example, a piezoresistive textile, as described herein), which is to be tested, is placed on the PCB in contact with the conductive paths, and couple the conductive tracks are sequentially activated such that the signals for the resistance of the piezoresistive material are representative, are recorded in a number of layers (for example, to associated circuitry on the PCB). Durch Einführen bekannter Kräfte auf dem piezoresistiven Material, kann die Reaktion des piezoresistiven Materials über seine Oberfläche und/oder sein Volumen charakterisiert werden, was Testdaten ergibt, die darstellen, wie gleichmäßig sich das Material als Reaktion auf die angelegte Kraft verhält. By introducing a known forces to the piezoresistive material, the piezoresistive response of the material over its surface and / or its volume can be characterized, resulting test data representing how uniformly the material behaves in response to the applied force.
  • Wie man zu schätzen weiß, wären solche Informationen für Hersteller piezoresistiven Materials bei der Konzeption und Beurteilung neuer Materialien sowie bei der Einstufung von Produkten in Zusammenhang mit ihren Gleichmäßigkeitsmerkmalen extrem nützlich. How to appreciate such information for manufacturers piezoresistive material in the design and evaluation of new materials as well as in the classification of products in connection with their uniformity characteristics would be extremely useful. Solche Informationen wären auch für Konzeptoren von Systemen von Nutzen, die solche Materialien enthalten (zum Beispiel Sensorsysteme), weil sie es ihnen erlauben, Materialien auszuwählen, die einen Gleichmäßigkeitspegel haben, der für ihre besondere Anwendung geeignet ist. Such information would also Konzeptoren of systems of benefits that include such materials (eg, sensor systems) because they allow them to select materials which have a consistency level that is suitable for their particular application.
  • Ein Beispiel eines solchen Testsystems An example of such a test system 1300 1300 ist in is in 13 13 gezeigt. shown. Paare verschachtelter leitfähiger Bahnen Nested pairs of conductive traces 1302 1302 und and 1304 1304 sind auf einer PCB ausgebildet, um eine Anordnung aus 256 Lagen bereitzustellen, an welchen der Widerstand eines Blatts piezoresistiven Materials, das in Berührung mit der Anordnung (nicht gezeigt) platziert ist, gemessen werden kann. are formed on a PCB to provide an assembly of layers 256, to which the resistance of a sheet of piezo-material which is in contact with the assembly (not shown) is placed, can be measured. Man weiß zu schätzen, dass die Anzahl von Lagen, die Einrichtung der Anordnung und die Konfiguration der leitfähigen Bahnen signifikant (siehe zum Beispiel die oben beschriebenen Beispiele) für unterschiedliche Umsetzungen von einer Anzahl von Faktoren abhängen, wie zum Beispiel von dem erforderlichen Dynamikbereich, der Form, Größe und/oder Bauweise des piezoresistiven Materials, das zu testen ist usw. Das vereinfachte Blockschaltbild, das in One can appreciate that the number of layers, setting up the arrangement and the configuration of the conductive tracks significantly (see for example the above-described examples) for different implementations of a number of factors depend, for example on the required dynamic range of the shape, size and / or construction of the piezoresistive material, which is to be tested, etc. the simplified block diagram in 13 13 enthalten ist, veranschaulicht die Verbindung und Steuerung jedes Paars von Bahnen. is included, the connection control and illustrates each pair of tracks. Die Bahn The train 1302 1302 ist mit der Erdung (GND) verbunden. is connected to the ground (GND). Die Bahn The train 1304 1304 wird auf eine Vorspannung (VBIAS) von 3,3 V über eine variable Impedanz hochgezogen und ist auch die Bahn, anhand welcher die Widerstandsmessung des getesteten Materials an der Stelle der Anordnung erfolgt. is applied to a bias voltage (VBIAS) of 3.3 V pulled through a variable impedance and is also the web, the basis of which the resistance measurement takes place of the material tested at the site of assembly.
  • Die Steuerschaltung The control circuit 1306 1306 (die zum Beispiel eine Zentraleinheit (CPU) und dazu gehörende Schaltungen aufweisen kann), liest sequenziell die Signale an jeder der Bahnen (Which may comprise for example (a CPU) and associated circuits), sequentially reads the signals on each of the tracks 1304 1304 in der Anordnung ab, indem Multiplexer in the arrangement off by multiplexer 1308 1308 gesteuert werden. being controlled. Die Messungen werden digitalisiert und serialisiert und zu einer Rechenvorrichtung, zum Beispiel zu einem Desktop oder Laptopcomputer, einem Tablet-Computer einem Smartphone usw. (nicht gezeigt) über den USB-Port The measurements are digitized and serialized and to a computing device such as a desktop or laptop computer, a tablet computer a smart phone, etc. (not shown) via the USB port 1310 1310 übertragen. transfer. Wie man zu schätzen weiß, können ähnliche Umwandlungs- und Verarbeitungsschaltungen bei irgendeiner der hier beschriebenen Sensorkonfigurationen verwendet werden. How to appreciate, like conversion and processing circuitry may be used in any of the sensor configurations described herein. Wenn Kraft auf ein piezoresistives Material, das getestet wird, in Berührung mit einem besonderen Paar von Bahnen ausgeübt wird, ändert sich der Widerstand des Materials (dargestellt durch den variablen Widerstand When force is applied to a piezoresistive material, which is tested in contact with a particular pair of tracks, the resistance of the material (changes as shown by the variable resistor 1312 1312 ), und das resultierende Signal wird von der Steuerschaltung ), And the resulting signal is supplied from the control circuit 1306 1306 erfasst. detected. Gemäß einigen Umsetzungen können zusätzliche Strukturen auf der PCB als Ausgleich zu leitfähigen Bahnen ausgebildet werden, um die Flachheit der PCB besser zu erhalten. According to some implementations, additional structures on the PCB may be formed as a balance to conductive traces in order to obtain the flatness of the PCB better. Es kann sich zum Beispiel um nicht leitfähige Bahnen oder zusätzliche leitfähige Bahnen, die keine elektrischen Verbindungen haben, handeln. It may be, for example acting non-conductive paths or additional conductive tracks that have no electrical connections.
  • Es ist klar, dass die Sensoren und Sensoranordnungen, die wie in dieser Offenbarung beschrieben konzipiert sind, in einem sehr weiten und vielfältigen Bereich von Anwendungen zusätzlich zu den beschriebenen verwendet werden können. It is clear that the sensors and sensor systems that are designed as described in this disclosure may be used in a very wide and diverse range of applications in addition to those described. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist eine Steuervorrichtung An example of such an application is a control device 1400 1400 für ein Smartphone oder einen digitalen Mediaplayer, wie in for a smartphone or a digital media player, as in 14 14 gezeigt. shown. Die Steuervorrichtung The control device 1400 1400 kann mit einem darunterliegenden piezoresistiven Substrat can with an underlying substrate piezoresistive 1402 1402 mit leitfähigen Bahnenmustern with conductive path patterns 1404 1404 bis to 1418 1418 , die direkt auf dem Substrat ausgebildet oder anderswie darin integriert sind, umgesetzt werden, um Sensoren umzusetzen, die unterschiedliche Typen von Steuerungen bereitstellen. are formed directly on the substrate or otherwise integrated therein reacted to implement sensors which provide different types of controllers. Die Bahnenmuster sind mit einem besonderen Symbol, das die Steuerung darstellt, auf einem darüber liegenden Substrat The track patterns are provided with a special symbol, representing the control of an overlying substrate 1422 1422 , mit welchem ein Benutzer in Wechselwirkung tritt (zum Beispiel Symbole With which a user interacts (for example symbols 1424 1424 bis to 1438 1438 ) ausgerichtet. ) Aligned. Alternativ können die Bahnenmuster Alternatively, the web patterns can 1404 1404 bis to 1418 1418 auf der entgegengesetzten Seite desselben Substrats von Symbolen on the opposite side of the same substrate of symbols 1424 1424 bis to 1438 1438 ausgebildet werden. be formed. Das/die Substrate, aus welchem/welchen die Steuervorrichtung The / the substrates from which / whom the control device 1400 1400 gebaut ist, kann/können piezoresistives Textil sein, der zum Beispiel in Kleidungsartikel, zum Beispiel in den Ärmel eines Hemdes oder einer Jacke eingebaut werden kann. is built, can / can be piezoresistive textile, which, for example, in clothing articles, for example in the sleeve of a shirt or a jacket can be installed.
  • Wie hier anderswo beschrieben ist, kann, wenn Druck auf eine der Steuervorrichtungen angelegt wird, ein resultierendes Signal digitalisiert und durch dazu gehörende Verarbeitungsschaltungen (zum Beispiel Multiplexer As described elsewhere herein, when pressure is applied on one of the control devices, digitized, and a resulting signal (with the associated end of processing circuits, for example, multiplexer 1442 1442 , AD-Wandler , AD converter 1443 1443 und Prozessor and processor 1444 1444 ) zu einer Steuerfunktion, die mit einer angeschlossenen Vorrichtung, zum Beispiel einem Smartphone oder Mediaplayer (nicht gezeigt) zum Beispiel über einen USB- oder Bluetoothanschluss assoziiert ist, abgebildet werden. ) Are mapped to a control function that is (with a connected device, such as a smart phone or media player not shown), for example, through a USB or Bluetooth connection associated. Wie man zu schätzen weiß, können ähnliche Umwandlungs- und Verarbeitungsschaltungen bei irgendeiner der hier beschriebenen Sensorkonfigurationen verwendet werden. How to appreciate, like conversion and processing circuitry may be used in any of the sensor configurations described herein.
  • Bei der abgebildeten Umsetzung entspricht das Bahnenmuster In the illustrated implementation, the web pattern corresponds 1404 1404 dem Symbol the symbol 1424 1424 und setzt eine Knopfsteuerung um, die es dem Benutzer erlaubt, Anrufe auf seinem Smartphone entgegenzunehmen oder zu beenden. and implements a button control that allows the user to take calls on his smartphone or quit. Das Bahnenmuster The track pattern 1406 1406 entspricht dem Symbol corresponding to the symbol 1426 1426 und setzt einen Schieberegler (wie zum Beispiel den, der oben unter Bezugnahme auf and sets a slider (such as the described above with reference to 7 7 beschrieben ist) zur Lautstärkesteuerung zum Beispiel eines Mediaplayers um. is described) is for volume control, for example, a media player. Das Bahnenmuster The track pattern 1408 1408 entspricht dem Symbol corresponding to the symbol 1428 1428 und setzt einen Vierquadrantensensor um, der zum Beispiel zum Browsen durch Einstellungslisten, Musiktitellisten usw. verwendet werden kann. and implements a four-quadrant sensor, which can for example be used for browsing by setting lists, music lists, etc.. Das Bahnenmuster The track pattern 1410 1410 entspricht dem Symbol corresponding to the symbol 1430 1430 und setzt eine Ein-/Aus-Steuerung um, durch die die Steuervorrichtung and sets an on / off control by which the control device 1400 1400 aktiviert und deaktiviert werden kann. can be activated and deactivated. Die Bahnenmuster The track pattern 1412 1412 bis to 1418 1418 entsprechen jeweils Symbolen respectively correspond to symbols 1432 1432 bis to 1438 1438 und setzen diverse Mediaplayersteuervorrichtungen um, wie zum Beispiel Wiedergabe, Pause, Stopp, Aufnahme, Vorwärtsspringen, Rückwärtsspringen, schnelle Wiedergabe vorwärts und rückwärts usw. um. and set various Media Player control devices to, such as play, pause, stop, record, skip forward, skip back, fast forward and backward, etc. to. Man weiß zu schätzen, dass dies bloß ein Beispiel einer weiten Vielfalt von Steuervorrichtungen und Steuerfunktionen ist, die auf diese Art umgesetzt werden können. One can appreciate that this is merely an example of a wide variety of controllers and control functions that can be implemented in this way.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung kann eine Isolierschicht According to a particular implementation, an insulating layer 1446 1446 auf das piezoresistive Substrat on the substrate piezoresistive 1402 1402 vor irgendeinem Bahnenmuster before any trace pattern 1404 1404 bis to 1418 1418 gedruckt oder auf ihm abgelagert werden. are printed or deposited on it. Wie man erkennt, entsprechen Öffnungen in der Isolierschicht As can be seen, corresponding openings in the insulating layer 1446 1446 Abschnitten der Bahnenmuster, die die entsprechenden Steuerfunktionen umsetzen sollen. Portions of the web patterns to implement the relevant control functions. Diese Abschnitte der Bahnenmuster werden daher auf das darunterliegende piezoresistive Substrat gedruckt oder direkt auf ihm aufgebracht. These portions of the web patterns are therefore printed on the underlying substrate or piezoresistive applied directly on it. Im Gegensatz dazu werden die leitfähigen Bahnen, die diese Abschnitte der Bahnenmuster auf der Kante des piezoresistiven Substrats zum Routen zu den Verarbeitungsschaltungen verbinden, auf die Isolierschicht In contrast, the conductive paths that connect these sections of the track pattern on the edge of the piezoresistive substrate for routing to the processing circuits on the insulating layer 1446 1446 gedruckt oder auf ihr abgelagert. printed or deposited on it. Das verringert das Nebensprechrauschen zwischen diesen Leitern im Vergleich zu einem Ansatz, bei dem sie ebenfalls auf das piezoresistive Substrat gedruckt werden, signifikant. This reduces the crosstalk noise between those conductors in comparison with an approach in which they are also printed on the piezoresistive substrate significantly.
  • Zweidimensionale Sensoranordnungen, die piezoresistive Materialien enthalten, sind in dieser Offenbarung beschrieben. Two-dimensional sensor arrays which comprise piezoresistive materials are described in this disclosure. Spezifische Umsetzungen sind unten mit den besten in Betracht gezogenen Modi beschrieben. Specific implementations are described below with the best modes contemplated. Beispiele dieser spezifischen Ausführungsformen sind in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht. Examples of these specific embodiments are illustrated in the accompanying drawings. Der Geltungsbereich dieser Offenbarung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Umsetzungen beschränkt. However, the scope of this disclosure is not limited to the implementations. Stattdessen bezweckt diese Offenbarung, Alternativen, Änderungen und Äquivalente dieser Umsetzungen zu decken. Instead, the purpose of this disclosure, to cover alternatives, modifications and equivalents of these reactions. In der folgenden Beschreibung werden spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verstehen der beschriebenen Umsetzungen bereitzustellen. In the following description specific details are set forth to provide a thorough understanding of the described implementations. Einige Umsetzungen können ohne einige oder alle dieser spezifischen Einzelheiten verwendet werden. Some reactions can be used without some or all of these specific details. Zusätzlich wurden eventuell bekannte Merkmale im Sinne der Klarheit nicht ausführlich beschrieben. In addition, well known features may not have been described in detail for the purposes of clarity.
  • Wie oben besprochen, weisen piezoresistive Materialien irgendwelche einer Klasse von Materialien auf, die eine Änderung des elektrischen Widerstands als Reaktion auf mechanische Kraft oder Druck, die/der an das Material angelegt wird, zeigen. As discussed above, piezoresistive materials exhibit any of a class of materials that exhibit a change in electrical resistance in response to mechanical force or pressure, the / is applied to the material. Ein Signal, das für die Größe der angelegten Kraft repräsentativ ist, wird basierend auf der Widerstandsänderung erzeugt. A signal which is representative of the magnitude of the applied force is generated based on the resistance change. Das Signal wird über leitfähige Bahnen (zum Beispiel als eine Spannung oder ein Strom mit dem piezoresistiven Material als Teil einer Teilerschaltung) digitalisiert (zum Beispiel über einen Analog-Digital-Wandler), verarbeitet (zum Beispiel durch einen dazugehörenden Prozessor oder eine Steuervorrichtung oder entsprechende Steuerschaltungen) und (zum Beispiel durch den dazugehörenden Prozessor, die Steuervorrichtung, Steuerschaltungen oder ein angeschlossenes Rechnersystem) zu einer Steuerfunktion abgebildet, die in Verbindung mit so gut wie jedem Typ von Prozess, Vorrichtung oder System verwendet werden kann. The signal is via conductive tracks (for example as a voltage or a current to the piezoresistive material as part of a divider circuit) digitized (e.g., via an analog-digital converter), processed (for example by an associated processor or controller or corresponding control circuits) and (for example, by the associated processor, controller, control circuitry, or a connected computer system) is mapped to a control function that can be used in conjunction with virtually any type of process, device or system.
  • 15A 15A zeigt ein Beispiel einer zweidimensionalen Sensoranordnung shows an example of a two-dimensional sensor array 1500 1500 , die einen Satz von im Wesentlichen parallelen leitfähigen Bahnen Comprising a set of substantially parallel conductive tracks 1502 1502 aufweist, die in eine Richtung ausgerichtet sind, und einen anderen Satz von im Wesentlichen parallelen leitfähigen Bahnen which are oriented in one direction, and another set of substantially parallel conductive tracks 1504 1504 , die im Wesentlichen an etwa 90 Grad zu dem ersten Satz von Bahnen angeordnet sind. , Which are substantially disposed at approximately 90 degrees to the first set of paths. Die Bahnen The railways 1502 1502 und Bahnen and trains 1504 1504 sind elektrisch über ein piezoresistives Material (im Sinne der Klarheit nicht gezeigt) verbunden. are electrically connected through a piezoresistive material (for clarity not shown). Die Bahnen und das piezoresistive Material können in Bezug zueinander auf eine Anzahl von Arten positioniert werden. The webs and the piezoresistive material can be positioned with respect to each other in a number of ways. Das piezoresistive Material kann zum Beispiel ein Textil oder ein anderes biegsames Substrat sein, und die Bahnen können auf dem piezoresistiven Material auf entgegengesetzten Seiten des Materials ausgebildet werden. The piezoresistive material may be for example a textile or other flexible substrate, and the webs can be formed on the piezo-resistive material on opposite sides of the material. Bei einem anderen Beispiel könnte das piezoresistive Material zwischen zwei Substraten, auf welchen die Bahnen ausgebildet werden, oder zu welchen sie gehören, ins Sandwich genommen werden. In another example, the piezoresistive material between two substrates on which the webs are formed could be, or to which they belong, are taken into the sandwich. Bei noch einem anderen Beispiel können beide Anordnungen von Bahnen auf derselben Seite eines piezoresistiven Substrats liegen (die entweder auf dem piezoresistiven Material oder getrennt von dem piezoresistiven Material auf einem benachbarten Substrat oder als Teil davon ausgebildet) sein können, mit Isolation zwischen den Bahnen, wo sie sich schneiden oder überlagern. In yet another example, both arrangements of webs can be located on the same side of a piezoresistive substrate (which is formed either on the piezoresistive material or separated from the piezo-resistive material on an adjacent substrate, or as a part thereof) can be, with insulation between the sheets where they intersect or overlap. Zusätzliche Substrate, die zu dem piezoresistiven Material benachbart sind, können ebenfalls Textil oder andere biegsame Materialien sein. Additional substrates which are adjacent the piezoresistive material, may also be fabric or other flexible materials. Bei Umsetzungen, bei welchen Bahnen auf einem oder mehr solchen Substraten ausgebildet werden oder Teil dieser sind, kann das piezoresistive Material an das zusätzliche Substrat (die zusätzlichen Substrate) gekoppelt (zum Beispiel laminiert) werden, um eine mehrschichtige Struktur zu bilden. are formed in reactions in which one or more tracks on such substrates or part of these are the piezoresistive material can be (the additional substrates) coupled (e.g., laminated) to the additional substrate to form a multilayer structure. Andere geeignete Variationen liegen innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung. Other suitable variations are within the scope of this disclosure.
  • Durch sequenzielles Ansteuern der Bahnen eines Satzes (zum Beispiel unter Verwenden eines oder mehrerer Prozessoren By sequentially driving the tracks of a record (for example, using one or more processors 1506 1506 , von Analog-Digital-Wandlern , Analog-to-digital converters 1514 1514 und eines oder mehrerer Prozessoren and one or more processors 1506 1506 ), können sowohl die Position als auch die Kraft eines Berührungsereignisses auf der Anordnung erfasst werden. ), Both the position and the force of a touch event can be detected on the array. Wieder aufgrund der sequenziellen Auswahl und Aktivierung der Bahnen, ist eine solche Konfiguration fähig, mehrere Berührungsereignisse im Wesentlichen gleichzeitig zu erfassen. Again, due to the sequential selection and activation of the webs, such a configuration is able to detect multiple touch events substantially simultaneously. Wie man versteht, sind die Anwendungen für solche Sensoranordnungen so gut wie grenzenlos. How to understand the applications of such sensor arrays are virtually limitless.
  • 15B 15B zeigt ein Beispiel einer zweidimensionalen Sensoranordnung shows an example of a two-dimensional sensor array 1550 1550 , die einen Satz von im Wesentlichen parallelen leitfähigen Bahnen Comprising a set of substantially parallel conductive tracks 1552 1552 aufweist, die in eine Richtung ausgerichtet sind, und einen anderen Satz von im Wesentlichen parallelen leitfähigen Bahnen which are oriented in one direction, and another set of substantially parallel conductive tracks 1554 1554 , die im Wesentlichen an etwa 90 Grad zu dem ersten Satz von Bahnen angeordnet sind. , Which are substantially disposed at approximately 90 degrees to the first set of paths. Sensorbahnmuster Sensor track pattern 1556 1556 werden nahe den Schnittstellen der horizontalen und vertikalen Bahnen bereitgestellt; are provided near the intersections of the horizontal and vertical webs; jedes Muster weist eine Bahn each pattern has a web 1558 1558 auf, die mit einer der vertikalen Bahnen , which with one of the vertical webs 1552 1552 verbunden ist, und eine Bahn is connected, and a web 1560 1560 , die mit einer der horizontalen Bahnen Associated with one of the horizontal webs 1554 1554 verbunden ist. connected is. Das abgebildete Beispiel verwendet eine kreuzförmige als Bahn The example uses a cross-shaped as a web 1560 1560 und eine kleeblattförmige Form and a cloverleaf-shaped form 1558 1558 , die einen signifikanten Bereich bereitstellt, in dem die zwei leitfähigen Bahnen des Musters nahe aneinander liegen. Provides a significant range in which the two conductive paths of the pattern are close to each other. Wie man zu schätzen weiß, können die Formen der Bahnen How to appreciate, the shapes of the tracks can 1558 1558 und and 1560 1560 und der/die Abstände zwischen ihnen gesteuert werden, um eine gewünschte Empfindlichkeit (einen Dynamikbereich) für eine gegebene Anwendung zu erhalten. and / distances are controlled between them in order to obtain a desired sensitivity (dynamic range) for a given application. Beispiele anderer Bahnenmuster, die für bestimmte Anwendungen (zum Beispiel Examples of other track patterns (for specific applications, for example, 1556-1 1556-1 bis to 1556-4 1556-4 ) geeignet sein können, sind gezeigt. ) May be suitable are shown. Eine Vielfalt anderer Konfigurationen liegt innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung. A variety of other configurations within the scope of this disclosure.
  • Die Bahnen The railways 1552 1552 und and 1558 1558 sind elektrisch über ein piezoresistives Material (im Sinne der Klarheit nicht gezeigt) mit Bahnen are electrically connected through a piezoresistive material (for clarity not shown) with webs 1554 1554 und and 1560 1560 verbunden. connected. Gemäß einigen Umsetzungen der Sensoranordnung According to some implementations, the sensor arrangement 150 150 , werden die Anordnungen paralleler Bahnen und die Bahnenmuster auf einer Seite des piezoresistiven Materials ausgebildet (entweder auf dem piezoresistiven Material oder auf einem Substrat, das zu dem piezoresistiven Material benachbart ist). , The arrays of parallel tracks and the track pattern to be formed on one side of the piezoresistive material (either on the piezoresistive material or on a substrate, which is adjacent the piezoresistive material). Bei solchen Umsetzungen wird Isoliermaterial In such reactions is insulating 1562 1562 an den Schnittstellen der parallelen Bahnen at the intersections of parallel tracks 1552 1552 und and 1554 1554 vorgesehen, um diese Bahnen voneinander zu isolieren. provided to isolate these tracks from one another. Man muss jedoch verstehen, dass, wie bei der Sensoranordnung However, one must understand that, as with the sensor assembly 1500 1500 , Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen die Bahnen der jeweiligen Anordnungen auf entgegengesetzten Seiten des eingreifenden piezoresistiven Materials liegen (zum Beispiel die Bahnen , Implementations are contemplated in which the tracks of the respective arrays are located on opposite sides of the engaging piezoresistive material (for example, the webs 1552 1552 und and 1558 1558 auf einer Seite des Materials, und die Bahnen on one side of the material, and the webs 1554 1554 und and 1560 1560 auf der anderen). on the other).
  • Die Sensoranordnung The sensor assembly 1550 1550 hat dazu gehörende Schaltungen has to associated circuits 1564 1564 (die den Schaltungen, die in (Which the circuits in 15A 15A gezeigt sind, ähnlich sein können), die konfiguriert sind, um Ansteuersignale an einen Satz leitfähiger Bahnen anzulegen und Erfassungssignale von dem anderen zu erhalten. are shown, can be similar) that are configured to apply drive signals to a set of conductive traces and to obtain detection signals from the other. Wie oben unter Bezugnahme auf die Sensoranordnung As described above with reference to the sensor arrangement 1500 1500 besprochen, ermöglichen die Auswahl und Aktivierung der Bahnen durch Schaltungen discussed, the selection and activation of the pathways by enabling circuits 1564 1564 das Erfassen der Position und Kraft eines Berührungsereignisses auf der Anordnung sowie das Erfassen mehrerer gleichzeitiger Berührungsereignisse. detecting the position and strength of a touch event on the array and detecting multiple simultaneous touch events.
  • Gemäß einigen Umsetzungen kann die Signalqualität für Berührungsereignisse auf zweidimensionalen Anordnungen, wie zum Beispiel den Anordnungen According to some implementations, the signal quality for touch events on two-dimensional arrays such as the arrays 1500 1500 und and 1550 1550 durch Verwenden anderer Bahnen in der Anordnung an ein bekanntes Potenzial (zum Beispiel Erdung) verbessert werden, wenn ein Signal von einer besonderen Bahn gelesen wird (statt sie gleitend zu lassen). be improved by using other paths in the assembly to a known potential (e.g. ground) when a signal from a particular path is read (instead of letting sliding). Das kann Beiträge von Berührungsereignissen verringern, die mit den anderen vertikalen Bahnen assoziiert sind. This can reduce contributions from touch events that are associated with the other vertical webs.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen werden leitfähige Bahnen direkt auf biegsames piezoresistives Material gedruckt, siebgedruckt, auf ihm abgelagert oder anderswie darin integriert. According to a particular class of reactions conductive traces are printed directly onto flexible piezoresistive material, screen printed, deposited thereon or otherwise incorporated therein. Wie oben besprochen, erlaubt das das Schaffen eines Sensors oder einer Sensoranordnung, der/die zu einer willkürlichen Form oder einem willkürlichen Volumen passt. As discussed above, that allows the creation of a sensor or sensor arrangement, the / adapt the arbitrary in a shape or an arbitrary volume. Das piezoresistive Material kann irgendeines einer Vielfalt gewebter oder nicht-gewebter Textile sein, die piezoresistive Eigenschaften haben. The piezoresistive material can be any of a variety of woven or non-woven textile that have piezoresistive properties. Es werden auch Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen das piezoresistive Material irgendeines einer Vielfalt biegsamer Materialien sein kann (zum Beispiel Gummi oder ein dehnbares Textil, wie zum Beispiel Spandex, oder offene Maschentextile), die piezoresistive Eigenschaften haben. It may be also contemplated reactions, in which the piezo-resistive material of any of a variety of flexible materials (for example, rubber or a stretchable fabric, such as spandex, or open mesh textile) having piezoresistive properties. Die leitfähigen Bahnen können in einer Vielfalt von Arten in Abhängigkeit von der Form oder dem Volumen, an das sich die Anordnung anzupassen hat, angeordnet werden. The conductive traces can be arranged in a variety of ways depending on the shape or volume to which it has to adapt the arrangement. Die geradlinigen Konfigurationen, die in den The straight-line configurations in the 15A 15A und and 15B 15B gezeigt sind, können zum Beispiel für im Wesentlichen flache Umsetzungen geeignet sein, während variierende Krümmungsgrade der Bahnen und/oder Formen der Gesamtform der Anordnung für Anordnungen gewünscht werden können, die sich an andere Typen von Oberflächen oder Formen anpassen. are shown, for example, substantially flat reactions be suitable, while varying degrees of curvature of the webs and / or of the overall shape of the array of arrangements may be desired to adapt to other types of surfaces or shapes. Gemäß einigen Umsetzungen können nur Abschnitte der Anordnung verwendet werden, um das Falten oder Aufrollen der Anordnung in einen gewünschten Formfaktor zu ermöglichen, zum Beispiel, falls die obere rechte Ecke der Anordnung According to some implementations, only portions of the array may be used to permit folding or rolling of the assembly in a desired form factor, for example, if the upper right corner of the array 1550 1550 entfernt wird, der Rest der Anordnung in eine Kegelform gerollt werden könnte. is removed, the remainder of the assembly could be rolled into a cone shape. Andere solche euklidischen Umwandlungen zum Verwirklichen unterschiedlicher Formen und Formfaktoren liegen innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung. Other such Euclidean transformations for realizing different shapes and form factors within the scope of this disclosure.
  • Die leitfähigen Bahnen können unter Verwenden irgendeiner einer Vielfalt leitfähiger Tinten oder Lacke gebildet werden. The conductive paths can be formed using any of a variety of conductive inks or paints. Es werden auch Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen die leitfähigen Bahnen unter Verwenden eines biegsamen leitfähigen Materials ausgebildet werden, das auf dem biegsamen piezoresistiven Material geformt werden kann. It also implementations are contemplated in which the conductive paths are formed using a flexible conductive material which can be formed on the flexible piezoresistive material. Man sollte daher verstehen, dass, obwohl spezifische Umsetzungen unter Bezugnahme auf spezifische Materialien und Techniken beschrieben werden, der Geltungsbereich dieser Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. It should be understood, therefore, that although specific implementations are described with reference to specific materials and techniques, the scope of this disclosure is not limited thereto.
  • Sowohl einseitige als auch zweiseitige Umsetzungen werden in Betracht gezogen, zum Beispiel können leitfähige Bahnen auf eine oder beide Seiten des piezoresistiven Materials gedruckt werden. Both one-sided and two-sided reactions are considered, for example, conductive traces may be printed on one or both sides of the piezoresistive material. Es ist klar, dass zweiseitige Umsetzungen einen Mechanismus zum Verbinden leitfähiger Bahnen auf einer Seite des piezoresistiven Materials mit denjenigen auf der anderen Seite benötigen können. It is clear that two side reactions can require a mechanism for connecting conductive traces on one side of the piezoresistive material with those on the other side. Einige Umsetzungen können Durchkontaktierungen verwenden, bei welchen man leitfähige Tinte oder leitfähiger Lack durch die Durchkontaktierung fließen lässt, um die Verbindung herzustellen. Some implementations may use plated-through holes, in which is allowed to flow conductive ink or conductive paint through the via, to establish the connection. Alternativ können metallische Durchkontaktierungen oder Nieten Verbindungen durch das piezoresistive Material machen. Alternatively, metallic vias or rivets can make connections through the piezoresistive material.
  • Sowohl einfache als auch doppelseitige Umsetzungen können Isoliermaterialen verwenden, die über das piezoresistive Material und/oder die leitfähigen Bahnen geformt werden. Both simple and double-sided reactions may use insulation materials, which are formed on the piezoresistive material and / or conductive tracks. Das erlaubt das Stapeln oder Schichten leitfähiger Bahnen und Signalleitungen, um zum Beispiel das Routen einer Signalleitung zu isolierten Strukturen auf eine Art ähnlich den unterschiedlichen Schichten einer PCB zu erlauben. This allows the stacks or layers of conductive traces and signal lines to allow, for example, the routing of a signal line to isolated structures in a manner similar to the different layers of a PCB.
  • Das Routen von Signalen auf das piezoresistive Material und von ihm kann auf eine Vielfalt von Arten verwirklicht werden. The routing of signals to the piezoresistive material, and it can be realized in a variety of ways. Eine besondere Klasse von Umsetzungen verwendet Elastomerverbinder (zum Beispiel ZEBRA ® -Verbinder), die leitfähigen und nicht leitfähigen Gummi mit einer Dichte abwechseln, die typisch in einer Größenordnung größer als die Breite der leitfähigen Bahnen liegt, mit welchen sie die Verbindung herstellen (zum Beispiel an der Kante des piezoresistiven Materials). A particular class of reactions used elastomer connector (for example ZEBRA ® -Verbinder), alternating the conductive and non-conductive rubber having a density that is typically greater than the width of the conductive tracks in the order with which they produce the compound (for example at the edge of the piezoresistive material). Alternativ kann eine Leiterplatte, die aus einem biegsamen Material (zum Beispiel Kapton) hergestellt ist, oder ein Bündel von Leitern auf das piezoresistive Material genietet werden. Alternatively, a printed circuit board which is made of a flexible material (for example, Kapton), or a bundle of conductors in the piezoresistive material may be riveted. Der Gebrauch von Nieten kann auch mechanische Verstärkung für die Verbindung bereitstellen. The use of rivets can also provide mechanical reinforcement for the connection.
  • Zusammenpassende Leiterbahnen oder Pads sowohl auf dem piezoresistiven Material als auch auf der biegsamen Leiterplatte können einander gegenüber liegen. Matching circuit traces or pads on both the piezoresistive material as well as on the flexible circuit board can be opposite each other. Eine Schicht leitfähigen Klebstoffs (zum Beispiel ein leitfähiges Epoxidharz, wie zum Beispiel Masterbond EP79 von Masterbond, Inc; in Hackensack, New Jersey) kann auf eine der Oberflächen aufgetragen und dann an die andere Oberfläche gepasst werden. A layer of conductive adhesive (for example, a conductive epoxy, such as Master Bond EP79 from Master Bond, Inc; in Hackensack, New Jersey) may be applied to one of the surfaces and then fitted to the other surface. Die leitfähigen Bahnen oder Pads können auch mit zusätzlichen mechanischen Elementen zusammengehalten werden, wie zum Beispiel eine Kunststoff-Ultraschallschweißung oder Nieten. The conductive tracks or pads may be held together with additional mechanical elements, such as a plastic ultrasonic welding or riveting. Falls leitfähige Nieten verwendet werden, um die elektrischen Verbindungen mit den leitfähigen Bahnen des piezoresistiven Materials herzustellen, ist der leitfähige Klebstoff eventuell nicht erforderlich. If conductive rivets are used to produce the electrical connections to the conductive traces of the piezoresistive material, the conductive adhesive may not be required. Leitfähige Fäden können ebenfalls verwendet werden, um die leitfähigen Bahnen des piezoresistiven Materials mit einer externen Baugruppe zu verbinden. Conductive yarns can also be used to connect the conductive tracks of the piezoresistive material with an external module.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist das piezoresistive Material ein druckempfindliches Textil, der von Eeonyx, Inc., Pinole, Kalifornien, hergestellt wird. In some implementations, the piezoresistive material is a pressure sensitive textile, which is manufactured by Eeonyx, Inc., Pinole, California. Das Textil weist leitfähige Teilchen auf, die polymerisiert werden, um sie in dem Textil suspendiert zu halten. The fabric comprises conductive particles, which are polymerized to keep them suspended in the textile. Das Basismaterial ist ein Polyesterfilz, der aufgrund der Gleichförmigkeit in Dichte und Stärke ausgewählt wird, da dies die größere Gleichmäßigkeit der Leitfähigkeit des fertigen piezoresistiven Textils fördert. The base material is a polyester felt, which is selected in density and strength, due to the uniformity, since this promotes greater uniformity of conductivity of the piezoresistive finished textile. Diese mechanische Gleichförmigkeit auf dem Basismaterial resultiert in einer gleichmäßigeren Verteilung der leitfähigen Teilchen, wenn ein Schlamm, der die leitfähigen Teilchen enthält, eingeführt wird. This mechanical uniformity on the base material results in a more uniform distribution of the conductive particles, when a slurry containing the conductive particles is introduced. Das Textil kann gewebt sein. The fabric can be woven. Alternativ kann das Textil nicht-gewebt sein, wie zum Beispiel ein kalandertes Textil, zum Beispiel Fasern, die durch chemische, mechanische, Wärme- oder Lösemittelbehandlung miteinander gebondet werden. Alternatively, the textile may be non-woven, such as a calendered fabric, for example, fibers that are bonded by chemical, mechanical, heat or solvent treatment together. Kalandertes Material kann eine glattere äußere Oberfläche aufweisen, die ein präziseres Siebdrucken leitfähiger Tinten als ein nicht kalandertes Material fördert. Calendered material may have a smoother outer surface which promotes a more precise screen printing conductive inks as a non-calendered material.
  • Die leitfähigen Teilchen in dem Textil können aus irgendeinem einer weiten Vielzahl von Materialien bestehen, darunter zum Beispiel Silber, Kupfer, Gold, Aluminium, Kohlenstoff usw. Einige Umsetzungen können Kohlenstoffgraphene verwenden, die ausgebildet sind, um das Textil zu fassen. The conductive particles in the fabric may be any of a wide variety of materials, including, for example, silver, copper, gold, aluminum, carbon, etc. Some implementations may use carbon graphenes which are formed to grip the textile. Piezoresistiven Materialien können unter Verwenden von Techniken hergestellt werden, die in Piezoresistive materials can be prepared using techniques described in U.DS.-Patent Nr. 7 468 332 U.DS. Pat. No. 7,468,332 für Electroconductive Woven and Non-Woven Fabric, erteilt am 23. Dezember 2008 beschrieben sind, dessen Offenbarung vollständig hier durch Verweis für alle Zwecke aufgenommen wird. the disclosure of which is incorporated herein by reference for all purposes are for ELECTROCONDUCTIVE woven and non-woven fabric, issued December 23, 2008 are described. Man sollte jedoch wieder darauf hinweisen, dass irgendein biegsames Material, das eine Widerstandsänderung oder Änderung der Leitfähigkeit darlegt, wenn Druck auf das Material angelegt wird, und/oder auf dem leitfähige Bahnen gedruckt, siebgedruckt, abgelagert oder anderswie ausgebildet werden können, für die Umsetzung von Sensoranordnungen, wie sie hier beschrieben ist, geeignet sind. However, it should again point out that any flexible material which sets forth a resistance change, or change in conductivity, when pressure is applied to the material and / or printed on the conductive traces screen-printed, deposited or may be formed some other way, for the reaction are suitable of sensor arrays, as described here.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen werden leitfähige Bahnen, die variierende Leitfähigkeitspegel haben, auf dem piezoresistiven Material unter Verwenden leitfähiger auf Silikon basierender Tinten ausgebildet, die zum Beispiel von EI du Pont de Nemours and Company (DuPont) in Wilmington, Delaware und oder Creative Materials in Ayer, Massachusetts, hergestellt werden. According to a particular class of reactions are conductive tracks which have varying conductivity level is formed on the piezoresistive material using conductive-based silicone inks, for example, from EI du Pont de Nemours and Company (DuPont) of Wilmington, Delaware and or Creative Materials are manufactured in Ayer, Massachusetts. Ein Beispiel für eine leitfähige Tinte, die zum Umsetzen hoch leitfähiger Bahnen für den Gebrauch bei diversen Umsetzungen geeignet ist, ist das Produkt Nummer 125-19 von Creative Materials, eine biegsame, Hochtemperatur-, elektrisch leitfähige Tinte. An example of a conductive ink that is suitable for converting high-conductive tracks for use in various reactions, the product number 125-19 from Creative Materials, a flexible, high temperature, electrically conductive ink. Beispiele leitfähiger Tinten zum Umsetzung von Bahnen mit niedrigerer Leitfähigkeit zum Verwenden bei diversen Umsetzungen sind die Produktnummern 7102 und 7105 von DuPont, die jeweils leitfähige Kohlenstoffzusammensetzungen sind. Examples of conductive inks for implementation of webs with lower conductivity for use in various reactions are the product numbers 7102 and 7105 from DuPont, which are respectively conductive carbon compositions. Beispiele dielektrischer Materialien, die zum Umsetzen von Isolatoren zum Verwenden mit diversen Umsetzungen geeignet sind, sind die Produktnummern 5018 und 5036 von DuPont, nämlich jeweils ein mit UV aushärtbares Dielektrikum und eine Kapselung. Examples of dielectric materials that are suitable for converting insulators for use with a variety of reactions, the product numbers 5018 and 5036 from DuPont, namely respectively a curable with UV dielectric and an encapsulation are. Diese Tinten sind biegsam und dauerhaft und können Knittern, Waschen usw. standhalten. These inks are flexible and durable, and can wrinkle, washing, etc. to withstand. Der Grad an Leitfähigkeit für unterschiedliche Bahnen und Anwendungen wird durch die Menge oder Konzentration an leitfähigen Teilchen (zum Beispiel Silber, Kupfer, Aluminium, Kohlenstoff usw.), die in dem Silikon suspendiert ist, gesteuert. The degree of conductivity for different lanes and applications is controlled by the amount or concentration of conductive particles (for example, silver, copper, aluminum, carbon, etc.) which is suspended in the silicone. Diese Tinten können siebgedruckt oder mit einem Tintenstrahldrucker gedruckt werden. These inks can be printed or screen-printed with an inkjet printer. Eine andere Klasse von Umsetzungen verwendet leitfähige Lacke (zum Beispiel Kohlenstoffteilchen gemischt mit Lack), wie zum Beispiel diejenigen, die gewöhnlich als EMI-Abschirmung und ESD-Schutz verwendet werden. Another class of reactions used conductive coatings (for example, carbon particles mixed with paint), such as those that are commonly used as EMI-shielding and ESD protection.
  • Der Dynamikbereich einer zweidimensionalen Sensoranordnung, die wie hier beschrieben umgesetzt ist, kann durch Verwenden einer Vielfalt mechanischer Strukturen gehandhabt werden, die in oder auf irgendeiner der Schichten, Substrate oder Bauteile der Anordnung enthalten sein können. The dynamic range of a two-dimensional sensor array which is implemented as described herein, can be handled by using a variety of mechanical structures may be included in or on any of the layers, substrates or components of the assembly. Solche Strukturen können biegsame (zum Beispiel Silikon) Bauteile oder Elemente sein, deren Merkmale (zum Beispiel Form, Größe, Höhe, Biegsamkeit, Anzahl, Platzierung usw.) manipuliert werden können, um Widerstand gegenüber angewandten physischen Kräften bereitzustellen, so dass ein gewünschter Dynamikbereich der Sensoren aktiviert wird. Such structures may (for example silicone) have flexible components or elements whose features may be manipulated (for example, shape, size, height, flexibility, number, placement, etc.) to provide resistance to applied physical forces, so that a desired dynamic range of the sensors is activated. Einige Beispiele solcher Strukturen sind unten unter Bezugnahme auf Some examples of such structures are described below with reference 18 18 beschrieben. described. Eine große Vielfalt andere Strukturen und Bauteile, die zum Verwirklichen einer gewünschten Empfindlichkeit oder eines gewünschten Dynamikbereichs geeignet sind, liegen innerhalb des Geltungsbereichs der Offenbarung. A wide variety of other structures and components which are suitable for realizing a desired sensitivity or a desired dynamic range, are within the scope of the disclosure.
  • Wie der Fachmann versteht, kann eine Vielfalt von Techniken verwendet werden, um Daten von Sensoren, die wie hier beschrieben aufgebaut sind, zu erfassen. As the skilled artisan will appreciate a variety of techniques can be used to acquire data from sensors which are constructed as described herein. Einige dieser Techniken können eine einfache Messung eine Widerstandsänderung (wie sie aus einer Spannungs- oder Strommessung bestimmt wird), zwischen zwei übereinstimmenden leitfähigen Bahnen, die dieselbe oder eine ähnliche Leitfähigkeit haben, involvieren. Some of these techniques can use a simple measurement, a resistance change (as determined from a voltage or current measurement), matching between two conductive paths having the same or a similar conductivity have involve. Für Sensoren, die Anordnungen haben, die viele leitfähige Bahnen aufweisen, kann das jedoch eine inakzeptable Anzahl von Signalleitungen zum Routen von Signalen sowohl zu als auch von der Sensoranordnung erfordern. However, for sensors having arrangements having many conductive tracks, which can require an unacceptable number of signal lines for routing signals both to and from the sensor array. Für die Umsetzung der For the implementation of 15A 15A , die zum Beispiel X Bahnen , For example X webs 1504 1504 und Y Bahnen and Y webs 1502 1502 hat, könnte die Anzahl von Signalleitungen zu den assoziierten Schaltungen X + Y sein. has the number of signal lines to the associated circuits may be X + Y. Wie man versteht, kann sich das für sehr große Anordnungen als schwierig umzusetzen erweisen. How to understand, can prove to the implement for very large arrays to be difficult. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen werden daher leitfähige Bahnen, die auf piezoresistivem Material ausgebildet sind und unterschiedliche Leitfähigkeitspegel haben, mit Signalmustern angesteuert und abgefragt, die die Anzahl von Signalleitungen, die erforderlich ist, um Sensorkonfigurationen zu verwirklichen, die auf Lage, Druck, Richtung und Geschwindigkeit der angelegten Kraft empfindlich reagieren, verringern. According to a particular class of reactions thus be conductive tracks formed on a piezoresistive material and have different conductivity level, driven by signal patterns and interrogated, the number of signal lines required to realize sensor configurations based on location, pressure, direction and speed of the applied force sensitive, decrease.
  • 16 16 veranschaulicht eine besondere Umsetzung einer zweidimensionalen Sensoranordnung illustrates a particular implementation of a two-dimensional sensor array 1600 1600 , die eine Anordnung paralleler Bahnen aufweist, die hoch leitfähig sind (zum Beispiel nahe null Widerstand), die in eine erste Richtung (in der Figur vertikal) ausgerichtet sind, und eine Anordnung paralleler Bahnen, die weniger leitfähig sind (zum Beispiel jeweils etwa 500 bis 1000 Ohm von einem Ende zum anderen), die in eine zweite Richtung (horizontal in der Figur) ausgerichtet sind. Which has an array of parallel tracks which are highly conductive (for example, near zero resistance), which are aligned in a first direction (in the figure, vertically), and an array of parallel tracks which are less conductive (for example, each about 500 to 1000 ohms from one end to the other), which are (in a second direction oriented horizontally in the figure). Elektrische Verbindungen zwischen den Bahnen erfolgen über ein piezoresistives Material (im Sinne der Klarheit nicht gezeigt). Electrical connections between the tracks via a piezoresistive material (not shown for clarity). Wie bei der Umsetzung, die oben unter Bezugnahme auf die As with the implementation described above with reference to the 15A 15A und and 15B 15B beschrieben ist, können die Bahnen und das piezoresistive Material zueinander auf eine Vielfalt von Arten positioniert werden. is described, the webs and the piezoresistive material can be mutually positioned in a variety of ways. Die leitfähigen Bahnen können ferner konfiguriert werden, um sich an eine besondere Oberfläche oder ein besonderes Volumen zu passen. The conductive tracks may also be configured to adapt to a particular surface or a special volume. Obwohl die Umsetzung der Although the implementation of 16 16 eine geradlinige Anordnung von Bahnen veranschaulicht, die auf entgegengesetzten Seiten eines piezoresistiven Substrats ausgebildet sind, ist der Geltungsbereich dieser Offenbarung nicht darauf beschränkt. a rectilinear array of tracks illustrated which are formed on opposite sides of a piezo-resistive substrate, the scope of this disclosure is not limited thereto.
  • Ansteuersignale, die von dem/den Prozessoren Drive signals from the / processors 1602 1602 erzeugt werden, können zu den horizontalen Bahnen über Digital-Analog-Wandler are generated can horizontal tracks via digital-to-analog converter 1604 1604 , Demultiplexer , demultiplexer 1606 1606 und Busse 1–4 und A–D übertragen werden. and buses 1-4 and A-D are transferred. Jede horizontale Bahn ist durch ein Paar von Bussen, mit welchen sie verbunden ist, bezeichnet, das heißt die obere horizontale Bahn in Each horizontal track is designated by a pair of buses, with which it is connected, that is, the upper horizontal path in 16 16 ist Bahn 1A, die nächste Bahn abwärts ist Bahn 2B usw. Keine zwei horizontalen Bahnen sind mit demselben Paar von Bussen verbunden. is web 1A, the next path is downward path 2B, etc. No two horizontal webs are connected to the same pair of buses. Signale werden von dem/den Prozessoren Signals to the processors from the / 1602 1602 von vertikalen Bahnen über den Multiplexer of vertical paths through the multiplexer 1608 1608 und den Analog-Digital-Wandler and the analog-to-digital converter 1610 1610 empfangen. receive. Die Auflösung der Anordnung entlang der vertikalen Achse wird durch die Anzahl und Beabstandung der horizontalen Bahnen bestimmt. The resolution of the assembly along the vertical axis is determined by the number and spacing of the horizontal webs. Die Lage eines Berührungsereignisses entlang dieser Achse wird daher durch die Lage der horizontalen Bahn, für die es erfasst wird, bestimmt. The location of a touch event along this axis is therefore determined by the position of the horizontal path for which it is detected. Wie besprochen, ist jedoch die Auflösung entlang der horizontalen Achse größer als das, was mit der abgebildeten Anzahl und Beabstandung der vertikalen Bahnen unter Verwenden herkömmlicher Techniken möglich ist. As discussed, however, the resolution along the horizontal axis is larger than what is possible with the illustrated number and spacing of the vertical webs using conventional techniques.
  • Zusätzlich, wie aus der Figur ersichtlich ist, ist die Anzahl von Signalleitungen, die zu und von der Anordnung In addition, as can be seen from the figure, the number of signal lines to and from the assembly 1600 1600 geroutet werden muss, viel niedriger als das, was für herkömmliche Anordnungen mit vergleichbarer Auflösung erforderlich ist. must be routed, much lower than what is required for conventional arrangements with comparable resolution. Eine zweidimensionale Anordnung hat daher typischerweise eine Signalleitung für jeden horizontalen und jeden vertikalen Kanal, und erfordert zum Beispiel X- + Y-Signalleitungen, die von der Anordnung weg geroutet werden müssen. Therefore, a two-dimensional array typically has a signal line for each horizontal and each vertical channel, and requires, for example, X + Y signal lines that have to be routed away from the assembly. Im Gegensatz dazu erfordert die Anordnung In contrast, the arrangement requires 1600 1600 in dem Beispiel, das in in the example in 16 16 veranschaulicht ist, nur 8 Signalleitungen für 16 horizontale Bahnen, und nur 5 Signalleitungen für vertikale Bahnen, die eine Auflösung entlang der horizontalen Achse bereitstellen, die bei einer herkömmlichen Anordnung viel mehr vertikale Bahnen erfordern würde. is illustrated, only 8 signal lines for horizontal webs 16, and 5 signal lines for vertical webs, which provide a resolution along the horizontal axis, which would require much more vertical webs in a conventional arrangement. Das kann wie folgt verwirklicht werden. This can be realized as follows.
  • Beim Betrieb wird jede horizontale Bahn in einer Abfolge angesteuert, indem gleichzeitig die entgegengesetzten Enden der Bahn mit Primärerfassungssignalen S1 und S2 (in In the operation of each horizontal path is driven in a sequence by simultaneously the opposite ends of the web with the primary detection signals S1 and S2 (in 17 17 gezeigt) angesteuert werden. shown) are driven. Während jede horizontale Bahn angesteuert wird, werden Signale von den vertikalen Bahnen in Abfolge gelesen. During each horizontal path is driven, signals are read from the vertical webs in succession. Die Kraft eines Berührungsereignisses auf dem piezoresistiven Material verringert den Widerstand zwischen sich schneidenden Bahnen nahe der Berührungsstelle, die, je nach ihrer Lage entlang der horizontalen Bahn, in unterschiedlichen Beiträgen von Signalen S1 und S2 resultiert, die in einem gemischten Signal auf der hoch leitfähigen vertikalen Bahn gemessen werden. The power of a touch event on the piezoresistive material lowers the resistance between intersecting tracks near the point of contact, which results depending on their position along the horizontal path in different contributions of signals S1 and S2, the vertical in a mixed signal on the high-conductive web are measured. Die Gesamtamplitude des gemischten Signals stellt die Größe der Kraft dar. Durch Bestimmen der relativen Beiträge von S1 und S2 zu dem gemischten Signal, kann eine horizontale Lage für die Berührungsstelle bestimmt werden. The total amplitude of the mixed signal represents the magnitude of the force. By determining the relative contributions of S1 and S2 to the mixed signal, a horizontal position for the touch location can be determined.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung und wie in According to a particular implementation and as in 17 17 veranschaulicht, sind die Primärerfassungssignale S1 und S2 unterschiedliche Impulsfolgen derselben Amplitude aber mit unterschiedlichen Arbeitszyklen (zum Beispiel S1 an 1 kHz mit einem 50-%-igen Arbeitszyklus, und S2 an 500 Hz mit einem 75-%-igen Arbeitszyklus) mit den Phasen der zwei Impulsfolgen wie gezeigt synchronisiert. illustrates the primary detection signals S1 and S2 are different pulse sequences of the same amplitude but with different duty cycles (for example S1 at 1 kHz with a 50 -% - by weight duty cycle and S2 at 500 Hz with a 75 -% - by weight duty cycle) with the phases of two synchronized pulse trains as shown. Lageinformationen können aus dem gemischten Signal, das auf der vertikalen leitfähigen Bahn gemessen wird, wie folgt abgeleitet werden. Location information may be from the mixed signal, which is measured on the vertical conductive track, can be derived as follows. Das Signal auf der vertikalen Bahn wird von dem A/D-Wandler The signal on the vertical web is transferred from the A / D converter 1610 1610 abgetastet (zum Beispiel mit einem Faktor zwei oder mehr in Bezug zu der Frequenz der Eingaben oversampled). scanned (for example, by a factor of two or more with respect to the frequency of the input oversampled). Für den/die Prozessoren For the / processors 1602 1602 kann ein kostengünstiger Vielzweckprozessor verwendet werden, der bis zu 40 Signale mit bis zu 10 Bit Auflösung ablesen kann und 500 T Abtastungen pro Sekunde abnehmen kann. a low-cost general-purpose processor may be used, which can read up to 40 signals with up to 10 bit resolution and 500 may decrease T samples per second. Derselbe Allzweckprozessor kann die leitfähigen Bahnen ansteuern. The same general purpose processor can control the conductive tracks. Wie man zu schätzen weiß, vereinfacht es, wenn man denselben Prozessor die Signale erzeugen und die Analog-Digital-Umwandlung ausführen lässt, das Timing der Abtastungen, um mit Änderungen der Ansteuerzustände übereinzustimmen. As one can appreciate, it simplifies if allowed to generate the signals and perform analog-digital conversion of the same processor, to match the timing of the samples with changes in the driving conditions. Das verringert auch den Raum oder das Volumen, der/das insgesamt von diesen Bauteilen verbraucht wird und hält die Kosten niedrig. This also reduces the space or volume, of / consumed a total of these components and keeping costs low. Große Anordnungen können daher relativ kostengünstig gebaut werden. Large arrangements can therefore be built relatively inexpensively. Man muss jedoch auch verstehen, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen unterschiedliche Prozessoren diese Funktionen ausführen können. However, one must also understand that reactions are considered, for which different processors, these functions can run. Allgemeiner und wie der Fachmann versteht, kann eine große Vielfalt an geeigneten Prozessoren, Steuervorrichtungen, Rechenvorrichtungen, Logikvorrichtungen und anderen geeigneten Schaltungen angepasst werden, um die Sensoren und die Sensoranordnungen, die hier beschrieben sind, zu steuern. More generally, and as the skilled artisan will appreciate a wide variety of suitable processors, controllers, computational devices, logic devices, and other suitable circuits may be adapted to control the sensors and sensor arrays described herein. Ein Verweis auf spezifische Schaltungen oder Vorrichtungen sollte daher nicht dazu herangezogen werden, den Geltungsbereich dieser Offenbarung zu begrenzen. A reference to specific circuits or devices should therefore not be used to limit the scope of this disclosure.
  • Gemäß einigen Umsetzungen und wie in According to some implementations, and as in 18 18 gezeigt, laufen die vertikalen Bahnen durch einen Multiplexer shown, the vertical webs run through a multiplexer 1818 1818 und in einen invertierenden betrieblichen Phasenumkehrverstärker and an inverting operational phase inverting amplifier 1820 1820 , der eine virtuelle Erdungsreferenz darstellt. Which represents a virtual ground reference. Das Signal (zum Beispiel ein Strom), das an irgendeiner der vertikalen Bahnen gemessen wird, erfährt folglich die niedrigste Impedanz zu einer Erdungsreferenz und ist präzis für irgendwelche nahe Berührungsereignisse repräsentativ, da Beiträge von mehr entfernten Berührungsereignissen auf der Anordnung einen viel höheren Widerstandsweg haben und von den Beiträgen lokaler Ereignisse dominiert werden. The signal (for example, a current) that is measured at any of the vertical webs, consequently experiences the lowest impedance to a ground reference, and is accurate for any near touch events representative as contributions from more remote touch events on the array have a much higher resistance path, and are dominated by the contributions of local events.
  • Der Prozessor beurteilt spezifische Amplituden an spezifischen Zeiten, die mit den Werten von Signalen S1 und S2 in diesen Zeitpunkten korreliert sind. The processor judges specific amplitudes at specific times which are correlated in these time points with the values ​​of signals S1 and S2. Der relative Beitrag von jedem Signal wird durch Auswählen knapp beabstandeter Abtastungen des gemischten Signals an Zeitpunkten, an welchen die jeweiligen Signale jeweils als einen bestimmten Wert oder ein bestimmtes Merkmal, zum Beispiel volle Amplitude, aufweisend bekannt sind, bestimmt. The relative contribution of each signal is determined by selecting slightly spaced samples of the mixed signal at instants at which the respective signals in each case as a particular value or a particular feature, for example, full amplitude, are known comprising. Das Verhältnis dieser zwei Messungen stellt die relativen Beiträge jedes Signals zu dem gemischten Signal dar, das seinerseits an einer Lage zwischen den Endpunkten der Bahn abgebildet werden kann. The ratio of these two measurements represents the relative contributions of each signal to the mixed signal, which in turn can be displayed at a location between the end points of the web. Beispiele für Verhältnisse der Beiträge von Signalen S1 und S2, die unterschiedliche Berührungsstellen entlang der horizontalen Achse darstellen, sind in Examples of conditions of the contributions of signals S1 and S2 representing different points of contact along the horizontal axis, are in 16 16 gezeigt, wobei zum Beispiel 75/25 der Berührungsstelle TP-1 entspricht, 67/33 der Berührungsstelle TP-8 entspricht usw. Der Druck oder die Kraft des Berührungsereignisses kann durch Messen von Spitzenwerten des abgetasteten gemischten Signals bestimmt werden. shown, for example, 75/25 of the contact point TP-1 corresponds to 67/33 of the touch point TP-8 corresponds etc. The pressure or the force of the touch event can be determined by measuring peak values ​​of the sampled mixed signal. Sowohl die Lagen als auch die Kräfte von Berührungsereignissen entlang der horizontalen Bahnen können daher an Berührungsstellen (TPs), die zwischen den vertikalen Bahnen liegen, bestimmt werden. Both the layers as well as the forces from touch events along the horizontal tracks can therefore at contact points (TP), which lie between the vertical webs, to be determined.
  • Die Auflösung entlang der horizontalen Achse, mit der die Berührungspunkte erfasst werden können, kann für unterschiedliche Umsetzungen variieren. The resolution along the horizontal axis with which the points of contact can be sensed can vary for different implementations. Gemäß einigen Umsetzungen kann die Auflösung sehr hoch mit sehr präzis bestimmten Lagen sein. In some implementations, the resolution can be very high with very precisely predetermined positions. Alternativ und gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen, kann die Auflösung ausgelegt sein, um für besondere Anwendungen geeignet zu sein, indem die Berührungsstellenlagen quantisiert werden. Alternatively, and according to a particular class of reactions, the resolution can be designed to suit particular applications by the points of contact layers are quantized. Bei solchen Umsetzungen kann jede horizontale Bahn als eine Reihe von Segmenten betrachtet werden, die jeweils mit einer besonderen Berührungsstellenlage entlang dieser Bahn übereinstimmen. In such implementations, each horizontal rail can be regarded as a series of segments, each corresponding to a particular contact points located along said path. Quantisierung vereinfacht die Erfassung von Berührungsereignissen, die Anzahl zulässiger Lagen, zu welchen die gemessenen Verhältnisse zuordnen, verringert wird. Quantization simplifies the detection of touch events, the number of permissible sheets to which to assign the measured ratios, is reduced. Gemäß einer besonderen Umsetzung gibt es zum Beispiel nur drei zulässige Lagen für jede vertikale Bahn entlang einer besonderen horizontalen Bahn, das heißt an der vertikalen Bahn selbst und dann Lagen unmittelbar links und rechts von ihr. According to a particular implementation, there are for example, only three valid positions for each vertical web along a specific horizontal path, that is, on the vertical web itself and then layers immediate left and right of it. Das kann man unter Bezugnahme auf This can be seen on referring 16 16 verstehen. understand.
  • Bei dem abgebildeten Beispiel stellen die Berührungsstellen TP-1, TP-8, TP-9 und TP-10 Berührungsstellen dar, die entlang der horizontalen Bahn 1A abgebildet werden können. In the example illustrated the contact points TP-1, TP-8 TP-9 and TP-10 contact positions represent, that can be displayed along the horizontal path 1A. Irgendwelche Berührungsereignisse, die entlang des Segments der Bahn 1A innerhalb eines besonderen der besonderen Berührungsstellenovale, stimmen daher zu der Mitte dieses Segments überein. Any touch events along the segment of the web 1A within a particular the special contact points ovals, therefore, in agreement with the center of the segment. Mit anderen Worten entspricht das bestimmte Verhältnis der relativen Beiträge zu dem gemessenen Signal von den Haupterfassungssignalen S1 und S2 einer besonderen Berührungsstelle, falls dieses Verhältnis in einen Bereich von Werten fällt, die mit dieser Berührungsstelle assoziiert sind, wobei zum Beispiel TP-8 Werten zwischen 71/29 und 63/37 entsprechen kann. In other words, the specific ratio of the relative contributions to the measured signal from the main detection signals S1 and S2 of a particular touch location corresponds, if this ratio falls within a range of values ​​that are associated with this contact point, wherein, for example, TP-8 values ​​between 71 / may correspond to 29 and 63/37. Bei diesem Beispiel kann dann jede vertikale Bahn verwendet werden, um 3 Berührungsstellen entlang jeder horizontalen Bahn zu erfassen, das heißt eine an der Bahn und eine andere auf jeder Seite. In this example, each vertical web can then be used to detect by 3 points of contact along each horizontal path, that is one on the web, and another on each side.
  • Wie man zu schätzen weiß, kann es Situationen geben, bei welchen der Wert, der von dem Signal auf irgendeiner vertikalen Bahn abgeleitet wird, zweideutig sein kann. How to appreciate, there may be situations in which the value is derived from the signal on any vertical path, may be ambiguous. Eine einzige Berührungsstelle an TP-8 könnte zum Beispiel von zwei gleichzeitigen Berührungsstellen an TP-1 und TP-9 nur unterscheidbar sein, falls das Signal auf der vertikalen Bahn f betrachtet wird. A single contact point on TP-8 could, for example, two simultaneous touch locations to TP-1 and TP-9 only be distinguishable if the signal on the vertical web is considered f. Gemäß einigen Umsetzungen, kann der Prozessor daher zwischen diesen zwei Fällen unter Bezugnahme auf Werte unterscheiden, die von Signalen auf anderen vertikalen Bahnen, die zeitlich nahe liegen, abgeleitet werden. According to some implementations, the processor may thus differ in values, which are derived from signals on other vertical webs which are temporally close between these two cases by reference. Bei diesem Beispiel wäre das Signal auf der vertikalen Bahn g für die einzelne Berührungsstelle unterschiedlich von dem der zwei Berührungsstellen aufgrund der Nähe der Berührungsstelle TP-9. In this example, the signal on the vertical path g for the single contact point different from that of the two contact points due to the proximity of the contact point TP-9 would be.
  • Der Prozessor kann daher mehrere Werte verwenden, die von benachbarten vertikalen Bahnen abgeleitet werden, um unter diversen Szenarien zu unterscheiden. The processor may therefore use a plurality of values ​​that are derived from adjacent vertical panels, to distinguish among various scenarios. Allgemeiner werden Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen der Prozessor konfiguriert ist, um mehrere Datenpunkte (die räumlich und/oder zeitlich getrennt sind) zu berücksichtigen, um akkurat und zuverlässig zwischen Szenarien, die anderenfalls zweideutig wären, zu unterscheiden. General reactions are considered, is configured in which the processor to a plurality of data points (which are spatially and / or temporally separated) to take into account to accurately and reliably distinguish between scenarios that would otherwise be ambiguous. Ein anderes Beispiel einer Technik, die angewandt werden kann, um Berührungsereignisszenarien zu unterscheiden, involviert das Verbinden anderer vertikaler Bahnen mit einem bekannten Potenzial (zum Beispiel der Erdung), wenn eine besondere vertikale Bahn abgelesen wird (statt sie gleitend zu lassen). Another example of a technique that can be used to distinguish touch event scenarios, connecting the other vertical webs involved with a known potential (for example, the ground) when a particular vertical path is read (instead of letting it sliding). Wie oben unter Bezugnahme auf die Umsetzungen der As described above with reference to the implementations of the 15A 15A und and 15B 15B besprochen, kann das Beiträge von Berührungsereignissen, die mit anderen vertikalen Bahnen assoziiert sind, verringern. discussed, the contributions of contact events that are associated with other vertical webs decrease. Und, wie ausführlicher unten besprochen, können mechanische Elemente eingeführt werden, die die Quantisierung von Berührungspunktlagen fördern und zum weiteren Fördern von Unterscheidung dienen können. And, as discussed more fully below, mechanical elements can be established to promote the quantization of the point of contact situations and may serve to further convey distinction.
  • Gemäß einigen Umsetzungen kann man sich der Zweideutigkeit auch entledigen, indem man mehrere Werte für jedes Signal einer vertikalen Bahn erzeugt, während eine besondere horizontale Bahn angesteuert wird. According to some implementations, one can also get rid of ambiguity, by generating a plurality of values ​​for each signal a vertical path, while a particular horizontal path is driven. Die horizontale Bahn 1A kann zum Beispiel mit dem Signal S1 angesteuert werden, das über Bus 1 angelegt wird, und das Signal S2, das über Bus 1 angelegt wird. The horizontal path 1A can be controlled, for example, with the signal S1 which is applied via bus 1, and the signal S2 which is applied via bus. 1 Danach werden nacheinander Werte von dem Prozessor für die Signale, die auf vertikalen Bahnen e–i empfangen werden, erzeugt. Thereafter, successively generated values ​​by the processor for the signals that are received on vertical lanes e-i. Die horizontale Bahn 1A kann dann angesteuert werden, indem die zwei Primärerfassungssignale (Signal S1 auf Bus A und Signal S2 auf Bus A) umgekehrt und dann ein anderer Satz von Werten für die Signale auf den Bahnen e–i erzeugt wird. The horizontal path 1A may then be driven by the two primary detection signals (signal S1 on bus A and signal S2 on bus A) the other way around and then another set of values ​​for the signals on the lanes e-i is generated. Dieser zweite Satz von Werten kann unmittelbar im Anschluss an das Erzeugen des ersten Satzes von Werten oder auf einer sukzessiven Schleife durch alle der horizontalen Bahnen erzeugt werden. This second set of values ​​can be generated immediately after the generation of the first set of values, or on a successive loop through all the horizontal lines. Wie man zu schätzen weiß, können diese zusätzlichen Informationen von dem Prozessor zum Unterscheiden zwischen potentiell zweideutigen Szenarien verwendet werden. How can appreciate, this additional information can be used by the processor to distinguish between potentially ambiguous scenarios. Für ein Berührungsereignis an einer besonderen Berührungsstelle sollte zum Beispiel dasselbe Verhältnis an Signalbeitrag ungeachtet der Bahnenden, an die die Signale S1 und S2 angelegt werden, bestimmt werden. For a touch event at a particular point of contact, for example, the same relationship should be to signal contribution regardless of the web ends to which the signals are applied S1 and S2 is determined. Die doppelten Daten können daher verwendet werden, um die ersten Daten zu prüfen oder zu bestätigen. The duplicate data can therefore be used to examine the first data or confirm. Alternativ könnten doppelte Datenwerte für eine besondere Kombination horizontaler und vertikaler Bahn gemittelt werden. Alternatively duplicate data values ​​could be averaged for a particular combination of horizontal and vertical track.
  • Zu bemerken ist auch, dass die Anzahl und die Größe von Berührungsstellen, die durch eine einzelne vertikale Bahn zugeordnet werden kann, variieren können. Note also that the number and size of contact points which can be allocated by a single vertical web may vary. Die Größe der Berührungsstellen kann zum Beispiel der Größe der durchschnittlichen menschlichen Fingerspitze entsprechen. The size of the contact points may correspond, for example, the size of the average human fingertip. Alternativ kann die Größe der Berührungsstellen kleineren Instrumenten entsprechen, wie zum Beispiel den Spitzen von Stiften oder Zeigern. Alternatively, the size of the contact points may correspond to smaller instruments, such as the tips of pins or pointers. Zusätzlich können mehr als drei Berührungsstellen (zum Beispiel 5 oder 7) von jeder vertikalen Bahn zugeordnet werden. Additionally, more than three contact points can be assigned (for example, 5 or 7) of each vertical rail. Es sollte auch bemerkt werden, dass die Anzahl von Berührungsstellen, die zugeordnet werden kann, auch durch die Gleichmäßigkeit und Konsistenz des Widerstands sowohl des piezoresistiven Materials als auch der horizontalen Bahnen eingeschränkt werden, das heißt, dass die Auflösung, die unterstützt werden kann, umso größer ist, als die Gleichmäßigkeit und/oder Konsistenz dieser Komponenten groß ist. It should also be noted that the number of contact points which can be assigned by the uniformity and consistency of the resistor both of the piezoresistive material as well as the horizontal webs are restricted, that is, the resolution that can be supported, the is greater than the uniformity and / or consistency of the components is large. Andererseits, da die Werte, die erzeugt werden, Verhältnisse sind (zumindest für Berührungsereignislagen), braucht von einer horizontalen Bahn zur nächsten kein hohes Niveau an Konsistenz zu bestehen, solange der Widerstand einer horizontalen Bahn entlang ihrer Länge relativ konstant ist. On the other hand, since the values ​​that are generated ratios are (at least for touch event locations), used by a horizontal path to the next no high level of consistency to exist as long as the resistance of a horizontal path along its length is relatively constant.
  • Wie man unter Bezugnahme auf oben Stehendes zu schätzen weiß, können die hier beschriebenen Techniken in einer signifikanten Verringerung der Signalleitungen im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen mit vergleichbarer Auflösung resultieren, die erforderlich sind, um Signale zu und von der Anordnung zu bringen. How to appreciate with reference to above-standing, the techniques described herein in a significant reduction of the signal lines can compared to conventional arrangements arise with comparable resolution which are required in order to bring signals to and from the assembly. Man weiß jedoch auch zu schätzen, dass es Szenarien geben kann, bei welchen mehrere Berührungsereignisse, die entlang derselben vertikalen Bahn auftreten, in potentiell zweideutigen Daten resultieren. However, we also know to appreciate that there may be scenarios in which multiple touch events that occur along the same vertical path, resulting in potentially ambiguous data. Berührungsereignisse können zum Beispiel gleichzeitig an den Berührungsstellen TP-1 und TP-2 in Touch events can, for example, at the same time at the contact points TP-1 and TP-2 in 16 16 auftreten. occur. Wenn die horizontale Bahn 1A angesteuert und das Signal auf der vertikalen Bahn f erfasst wird, gibt es Beiträge zu dem erfassten Signal von beiden Berührungsereignissen. If the horizontal path 1A actuated and the signal on the vertical path f is detected, there are contributions to the detected signal from both touch events. Das Berührungsereignis an der Berührungsstelle TP-1 resultiert daher in Beiträgen von Primärerfassungssignalen S1 und S2 in dem gemischten Signal auf Bahn f, wie oben beschrieben. Therefore, the touch event at the contact point TP-1 result in contributions of primary detection signals S1 and S2 in the mixed signal on path f, as described above. Zusätzlich, weil Bus 1 ebenfalls von dem Signal S1 angesteuert wird, ergibt es einen Beitrag zu dem Signal auf der Bahn f von dem Berührungsereignis an TP-2 entlang der horizontalen Bahn 1B. In addition, since the bus 1 is also controlled by the signal S1, it results in a contribution to the signal on the path f of the touch event on TP-2 along the horizontal path 1B. Ähnlich, wenn die Bahn 1B zum Ansteuern ausgewählt wird, gibt es auch Beiträge von beiden Berührungsereignissen in diesen Daten. Similarly, when the web 1B is selected to drive, there are also contributions from both touch events in this data.
  • Gemäß einigen Umsetzungen werden folglich „Geister”-Erfassungssignale in die Anordnung gleichzeitig mit den Primärerfassungssignalen eingeführt. According to some implementations, therefore, "ghost" -Erfassungssignale be introduced into the assembly simultaneously with the primary detection signals. Diese Signale erlauben es dem Prozessor, irgendwelche unerwünschten Beiträge von gleichzeitigen Ereignissen entlang derselben vertikalen Bahn zu berücksichtigen, so dass er eine akkurate Darstellung irgendwelcher Berührungsereignisse entlang der horizontalen Hauptbahn, die angesteuert wird, erzeugen kann. These signals allow to take into account the processor, any undesirable contributions of simultaneous events along the same vertical path, so that it can generate an accurate representation of any touch events along the horizontal main web which is driven. Die Art, wie das verwirklicht werden kann, versteht man angesichts der The way in which this can be realized is understood in light of the 16 16 und and 17 17 . ,
  • Bei diesem Beispiel ist die horizontale Primärbahn, die mit Primärerfassungssignalen S1 und S2 angesteuert wird, die Bahn 1A (das heißt die oberste Bahn in der Figur), und die vertikale Bahn, für die ein Signal erfasst wird, ist die Bahn f. In this example, the horizontal primary web, which is driven by primary detection signals S1 and S2, the web 1A (that is, the uppermost sheet in the figure), and the vertical track, for which a signal is detected, the path f. Da der Bus 1 aktiv sein muss, damit die Bahn 1A angesteuert wird, ist es für unerwünschte Beiträge zu dem Signal auf Bahn f von dem Signal S1 möglich, dass sie von Berührungsereignissen an TP-2, TP-4 und TP-6 kommen. Since the bus 1 must be active so that the web 1A is driven, it is possible from the signal S1 for unwanted contributions to the signal path f, that they come out of contact events at TP-2, TP 4 and TP. 6 Da der Bus A ebenfalls aktiv sein muss, können unerwünschte Beiträge von dem Signal S2 auf die gleiche Art aus Berührungsereignissen an TP-3, TP-5 und TP-7 resultieren. Since the bus A must also be active, undesirable contributions from the signal S2 in the same way from touch events at TP 3, TP-5 TP-7 and result.
  • Um den unerwünschten Beitrag von irgendeinem Berührungsereignis an TP-2 zu berücksichtigen, wird das Geister-Erfassungssignal S3 auf dem Bus B eingeführt, während die Bahn 1A angesteuert wird. To account for the unwanted contribution from any touch event on TP-2, the ghost detection signal S3 is inserted on the bus B, while the web 1A is driven. Wie oben besprochen, kann ein Berührungsereignis an der Berührungsstelle TP-2 durch ein Verhältnis dargestellt werden, das die relativen Beiträge von Signalen S1 und S3 an der vertikalen Bahn f darstellt. As discussed above, a touch event at the contact point TP-2 can be represented by a ratio representing the relative contributions of signals S1 and S3 on the vertical path f. Da dieses Verhältnis bekannt ist, das heißt 75/25, und da die Größe des Beitrags von dem Signal S3 ebenfalls bekannt ist, weil es isoliert gemessen wird), kann die Größe des Beitrags von dem Signal S1 aufgrund eines Berührungsereignisses an TP-2 bestimmt und berücksichtigt werden, wenn die Werte für ein Berührungsereignis an oder nahe TP-1 berechnet werden. Since this ratio is known, that is 75/25, and since the size of the contribution of the signal S3 is also known because it is measured isolated), the size of the contribution of the signal S1 may be determined based on a touch event on TP-2 be taken into account and, if the values ​​for a touch event on or near TP-1 are calculated. Ähnlich, um den unerwünschten Beitrag von irgendeinem Berührungsereignis an TP-7 zu berücksichtigen, wird das Geister-Erfassungssignal S4 auf Bus 2 eingeführt (nicht gleichzeitig mit Signal S3 auf Bus B, weil das die Bahn 2B ansteuern würde). Similarly, to account for the unwanted contribution from any touch event on TP-7, the ghost detection signal S4 is launched on bus 2 (not simultaneously with signal S3 on bus B because that would drive the web 2B).
  • Bei dem abgebildeten Beispiel ist das Signal S3 ein 2 kHz-Signal mit einem 50-%-igen Arbeitszyklus, und das Signal S4 ist ein 3 kHz-Signal, ebenfalls mit einem 50-%-igen Arbeitszyklus. In the illustrated example, the signal S3 is a 2 kHz signal with a 50 -% - by weight duty cycle, and the signal S4 is a 3-kHz signal, also with a 50 -% - by weight duty cycle. Man versteht, dass dies nur repräsentative Beispiele sind, und dass ein umfassender Bereich von Alternativen für unterschiedliche Anwendungen herangezogen werden kann, solange das Timing und die Amplituden der Signale derart sind, dass die relativen Beiträge der diversen Signale zu einem besonderen gemischten Signal wie beschrieben bestimmt werden können. It will be understood that these are only representative examples, and that a comprehensive range of alternatives for different applications can be used as long as the timing and amplitudes of the signals are such that the relative contributions of the various signals as described at a particular mixed signal determined can be.
  • Um unerwünschte Beiträge für alle möglichen Berührungsereignisse entlang der vertikalen Bahn f zu berücksichtigen, während die horizontale Bahn 1a angesteuert wird, werden nacheinander Geister-Erfassungssignale S3 und S4 für jede Berührungsstelle entlang der vertikalen Bahn f, für die ein solcher Beitrag auftreten könnte, eingeführt. To f and the horizontal web is driven 1a to be considered undesirable contributions for all possible touch events along the vertical path, are successively could S3 and S4 occur for each contact point along the vertical path f, for which such a post ghost detection signals introduced. Das Signal S3 wird daher nacheinander zu den Bussen B, C und D eingeführt, um jeweils die Berührungsstellen TP-2, TP-4 und TP-6 zu berücksichtigen, und das Signal S4 wird nacheinander zu den Bussen 4, 3 und 2 eingeführt, um jeweils die Berührungsstellen TP-3, TP-5 und TP-7 zu berücksichtigen. therefore, the signal S3 is sequentially to the buses B, introduced C and D, to account for each of the contact points TP-2, TP 4 and TP-6, and the signal S4 is sequentially introduced to the buses 4, 3 and 2, in each case taking into account the contact points TP 3, TP-5 and TP. 7 Geister-Erfassungssignale werden auf eine ähnliche Art für jede Signalerfassung auf vertikalen Bahnen e–i eingeführt. Ghost detection signals are inserted in a similar manner for each signal detection on vertical lanes e-i. Und das erfolgt für jede horizontale Bahn. And is performed for each horizontal path. Der Fachmann versteht, wie von der oben stehenden Diskussionen zu extrapolieren ist, um alle möglichen Kombinationen mehrerer Berührungsereignisse entlang irgendeiner der vertikalen Bahnen zu berücksichtigen. The skilled artisan understands how to extrapolate from the above discussions to consider all possible combinations of multiple touch events along any of the vertical lines.
  • Als eine Alternative, statt zwei unterschiedliche Geister-Erfassungssignale zu verwenden, die nacheinander eingeführt werden, können Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen eine ausreichende Anzahl einzelner Geister-Erfassungssignale gleichzeitig eingeführt werden. As an alternative, instead of using two different ghost-detection signals which are introduced one by one, reactions can be considered in which a sufficient number of individual ghost-detection signals are simultaneously introduced. Als eine andere Alternative kann ein einzelnes Geister-Erfassungssignal sequenziell zu allen relevanten Bussen eingeführt werden (unter der Annahme, dass die entfernte Seite des Busses geerdet ist). As another alternative, a single ghost detection signal may be introduced sequentially to all relevant buses (assuming that the remote side of the bus is grounded). Bei solchen Umsetzungen würde die Größe des erfassten Geistersignals gespeichert, während das Erdungs- und das Geister-Erfassungssignal ausgetauscht werden, so dass dann das Verhältnis berechnet werden kann. In such implementations, the size of the detected ghost signal would be stored, while the earthing and the ghost detection signal are exchanged so that the ratio may be calculated.
  • Unter Rückkehr zu dem Beispiel, bei dem die horizontale Bahn 1a angesteuert wird, können, sobald alle Beiträge zu dem Signal auf der vertikalen Bahn f von anderen möglichen Berührungsstellen entlang der vertikalen Bahn identifiziert sind, von dem Wert, der bestimmt wird, die unerwünschten Beiträge entfernt (zum Beispiel subtrahiert) werden, so dass die horizontale Position irgendeines Berührungsereignisses entlang der Bahn 1a (falls vorhanden) aus dem resultierenden Verhältnis, wie oben beschrieben, bestimmt werden kann. Returning to the example in which the horizontal web is driven 1a, once all contributions to the signal on the vertical path f are identified from other possible touch locations along the vertical path, from the value, which is determined that objectionable removed (e.g., subtracted), so that the horizontal position of any touch event along the web 1a (if available) can be determined as described above from the resulting ratio.
  • Während jede aufeinanderfolgende horizontale Bahn angesteuert wird, wird ein Paar von Werten für jede Kombination einer angesteuerten Bahn mit jeder der vertikalen Bahnen erzeugt. During each successive horizontal web is driven, a pair of values ​​for each combination of a driven web is produced with each of the vertical webs. Ein Wert in dem Paar stellt die relativen Beiträge der Haupterfassungssignale zu dem Signal dar, das auf der vertikalen Bahn empfangen wird (zum Beispiel als ein Verhältnis ausgedrückt), und der andere die Amplitude oder Größe dieses Signals (zum Beispiel als ein Wert ausgedrückt, der zu der Kraft auf dem Berührungsereignis proportional ist; zumindest innerhalb des Dynamikbereichs des piezoresistiven Materials). A value in the pair, the relative contributions of the main detection signals to the signal is received on the vertical web (for example, expressed as a ratio), and the other of the amplitude or size of the signal (for example, expressed as a value is proportional to the force on the touch event, at least within the dynamic range of the piezoresistive material). Bei dem Beispiel der Anordnung In the example of the arrangement 1600 1600 der the 16 16 würde ein einzelner Durchgang durch die Anordnung in einem Datensatz resultieren, der 80 Paare solcher Werte hat, das heißt 5 Paare von Werten für jede der 16 horizontalen Bahnen. would result in a single pass through the array in a record that has 80 pairs of such values, i.e., 5 pairs of values ​​for each of the 16 horizontal lines. Jedes dieser Paare von Werten kann ein Berührungsereignis darstellen oder nicht. Each of these pairs of values ​​can be a touch event or not. Die Arten, auf die die Daten verarbeitet werden können, um zu bestimmen, ob ein Paar von Werten ein aussagekräftiges Ereignis, das heißt ein Berührungsereignis, darstellt, kann beträchtlich variieren. The ways in which the data can be processed to determine whether a pair of values ​​representing a meaningful event, that is a touch event, may vary considerably.
  • Bei einigen Umsetzungen kann ein Paar von Werten zum Beispiel als ein Berührungsereignis betrachtet werden, falls der Amplituden- oder Größenwert für das Paar (zum Beispiel eine Spitzenmessung des empfangenen Signals) einen Schwellenwert überschreitet. In some implementations, a pair of values ​​may be considered, for example, as a touch event, if the amplitude or magnitude value of the pair (for example, a peak measurement of the received signal) exceeds a threshold value. Der Schwellenwert kann stationär oder dynamisch sein. The threshold value may be stationary or dynamically. Der Schwellenwert könnte zum Beispiel unter Verwenden eines Durchschnitts der Amplitudenmessungen über die Anordnung während einer gegebenen Zeitspanne (die zum Beispiel einem einzelnen Durchgang durch die Anordnung entspricht) bestimmt werden. The threshold value could be determined (for example, a single pass through the array corresponds to), for example, using an average of the amplitude measurements of the array during a given period of time. Falls der Amplitudenwert für ein gegebenes Paar von Werten den Schwellenwert überschreitet, wird das Paar von Werten als ein Berührungsereignis darstellend betrachtet, und die Lage des Berührungsereignisses wird unter Bezugnahme auf den Verhältniswert des Paars bestimmt (zum Beispiel zu einer quantisierten Berührungsstelle wie oben besprochen abgebildet). If the amplitude value exceeds the threshold value for a given pair of values, the pair of values ​​is considered to represent a touch event, and the location of the touch event is (ready discussed, for example, to a quantized touch location as above) with reference to the ratio value of the pair determines ,
  • Gemäß einigen Umsetzungen kann die Zuverlässigkeit, mit der Berührungsereignisse erfasst werden, verbessert werden, indem die Datensätze, die durch aufeinanderfolgende Durchgänge oder „Abtastungen” durch die Anordnung im Laufe der Zeit erzeugt werden, verglichen werden. According to some implementations, the reliability can be detected with the touch events can be improved by comparing the records that are produced by successive passages or "samples" by the array over time. Eine Abtastung entspricht einem einmaligen Ansteuern jeder der horizontalen Bahnen und einmaligen Ablesen von Signalen von jeder der vertikalen Bahnen für jede horizontale Bahn. A scan corresponding to a one-time driving of each of horizontal webs and unique reading of signals from each of the vertical webs of each horizontal track. Für eine besondere Umsetzung des Beispiels der For a particular implementation of the example of 16 16 , können 5 Signalablesungen (die den vertikalen Bahnen e–i entsprechen) für jede der 16 horizontalen Bahnen bei jeder Abtastung auftreten. , 5 readings may signal (the vertical lanes e-i, respectively) occur for each of the 16 horizontal webs in each scan. Wie oben besprochen, resultiert das in 10 Werten für jede horizontale Bahn; As discussed above, resulting in 10 values ​​for each horizontal path; 5 Verhältnissen, die die relativen Beiträge von Signalen S1 und S2 darstellen, und 5 Amplituden, die die Kraft irgendeines Berührungsereignisses darstellen. 5 ratios, which represent the relative contributions of signals S1 and S2, and 5 amplitudes that represent the power of any touch event. Jeder Satz von 160 Werten kann als ein „Rahmen” von Daten gesehen werden, der mit einem oder mehreren vorhergehenden und/oder darauffolgenden Rahmen zum Zweck der präziseren und zuverlässigeren Erfassung von Berührungsereignissen verglichen werden kann. Each set of 160 values ​​can be used as a "frame" can be seen from data that can be compared to one or more preceding and / or following frame for the purpose of accurate and reliable detection of touch events. Das ist in Is in 20 20 veranschaulicht, in der 7 aufeinanderfolgende Rahmen von Daten dargestellt sind. illustrated in which 7 consecutive frames of data are shown.
  • Gemäß einigen Umsetzungen können Techniken, die für die Verarbeitung von Videorahmen entwickelt werden, angepasst werden, um die Erfassung von Berührungsereignissen robuster und zuverlässiger zu machen. According to some implementations can be adapted techniques developed for the processing of video frames, to make the detection of touch events robust and reliable. Die Primär- und Geister-Erfassungssignale, die oben unter Bezugnahme auf The primary and ghost detection signals described above with reference to 16 16 beschrieben sind, können zum Beispiel wie die RGB-Farbkomponenten eines Videorahmens gesehen werden, wobei die Stärken der jeweiligen Signale zu den Stärken der RGB-Beiträge analog sind. are described, for example, as the RGB color components of a video frame can be seen, with the strengths of the respective signals to the strengths of the RGB contributions are analogous. Ein Rahmen könnte jedes Mal gespeichert werden, wenn die zwei Primärerfassungssignale zu einer neuen resistiven Bahn geändert oder umgekehrt werden, und für jede Wiederholung der Geister-Erfassungssignalzustände. every time a frame could be saved if the two primary detection signals changed to a new resistive track or vice versa, and for each repetition of ghost detection signal conditions.
  • Mit solchen wären Datenverfahren zur Verarbeitung von Bilddaten (zum Beispiel für Bildverarbeitung) anwendbar. With such a method would be applicable to data processing of image data (for example, image processing). Solche Verfahren verwenden oft Versionen von Waveletanalyse, um einen Videorahme aufzuschlüsseln. Such processes often use versions of wavelet analysis to break down a Videorahme. Aufgrund der unbekannten Zwänge unserer Daten (Anordnungsgröße, Zeitserien), können vereinfachte Formen von Waveletanalyse geeignet sein, die es ermöglichen, um einfach von unseren Eingangswerten zu einem vereinfachten Postanalyseresultat zu gelangen. Due to the unknown constraints of our data (array size, time series), simplified forms of wavelet analysis may be suitable, which make it possible to easily move from our input values ​​to a simplified post analysis result.
  • Gemäß einigen Umsetzungen, können Maschinenlerntechniken angewandt werden, die Markov-Ketten oder ähnliche Mechanismen verwenden, um Änderungen im Laufe der Zeit mitzuverfolgen. According to some implementations, machine learning techniques can be applied using Markov chains or similar mechanisms to keep track changes over time. Markov-Modellierung wird regelmäßig verwendet, um vorliegende Zustände mit vorhergehenden Zuständen zu vergleichen, was spezifische Klassifizierungen der Kette bereitstellt. Markov modeling is used periodically to compare present states with previous states, which provides specific classifications of the chain. Einige Umsetzungen können Kantenerkennung gemeinsam mit statistischen Ansätzen, wie zum Beispiel Bayes-Verfahren zum Analysieren von Daten verwenden. Some reactions can edge detection together with statistical approaches such as Bayesian methods for analyzing data use. Aufgrund der stark eingeschränkten Datensätze, die bei einigen Umsetzungen erzeugt werden können, eignen sich Tools aus dem Bereich der Videoanalyse zu robusteren Lösungen. Due to the very limited data sets that can be generated in some implementations, be useful tools in the field of video analysis to more robust solutions.
  • Für zusätzliche Informationen über Signalverarbeitungstechniken, die für den Gebrauch mit Umsetzungen, die hier beschrieben sind, angepasst werden können, wird verwiesen auf (1) Machine Learning for Multimodal Interaction: First International Workshop; For additional information about signal processing techniques that can be designed for use with reactions described herein, adapted referenced (1) Machine Learning for Multimodal Interaction: First International Workshop; MLMI 2004, Martigny, Schweiz, 21.–23. MLMI 2004, Martigny, Switzerland, 21-23rd Juni 2004, Revised Selected Papers (Google eBook); June 2004 Revised Selected Papers (Google eBook); (2) Automatic Video Object Segmentation Using Wavelet Transform and Moving Edge Detection; (2) Automatic Video Object Segmentation Using Wavelet Transform and Moving Edge Detection; Xiao-Yan Zhang und Rong-Chun Zhao; Xiao-Yan Zhang and Rong-Chun Zhao; 2006 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 13–16 (August 2006); 2006 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, 13-16 (August 2006); (3) Human detection based on discrete Wavelet transform; (3) Human detection based on discrete wavelet transform; MM Deshpande, JG Rana, und MM Pawar; MM Deshpande, JG Rana, and MM Pawar; IET Chennai 3rd International on Sustainable Energy and Intelligent Systems (SEISCON 2012) (27.–29. Dez. 2012); IET Chennai 3rd International on Sustainable Energy and Intelligent Systems (SEISCON 2012) (. 27-December 29, 2012); (4) Wavelet-based Image Compression Using Support Vector Machine Learning and Encoding Techniques; (4) Wavelet-based Image Compression Using Support Vector Machine Learning and Encoding Techniques; Rakib Ahmed; Rakib Ahmed; Proceedings of the 8th IASTED International Conference on Computer Graphics and Imaging (2005); Proceedings of the 8th IASTED International Conference on Computer Graphics and Imaging (2005); (5) Video Forensics in Temporal Domain using Machine Learning Techniques; (5) Video Forensics in temporal domain using Machine Learning Techniques; Sunil Jaiswal and Sunita Dhavale; Sunil Jaiswal and Sunita Dhavale; IJ Computer Network and Information Security (July 2013); IJ Computer Network and Information Security (July 2013); (6) Content Based Image Classification with Wavelet Relevance Vector Machines; (6) Content Based Image Classification with Wavelet Relevance Vector Machines; Arvind Tolambiya, S. Venkataraman, Prem K. Kalra; Arvind Tolambiya, S. Venkataraman, K. Prem Kalra; Soft Computing – A Fusion of Foundations, Methodologies and Applications-Special Issue on Pattern Recognition and Information Processing Using Neural Networks; Soft Computing - A Fusion of Foundations, Methodologies and Applications Special Issue on Pattern Recognition and Information Processing Using Neural Networks; Bahn 14 Ausgabe 2, (September 2009); Web 14 Issue 2, (September 2009); und (7) What to believe: Bayesian methods for data analysis; and (7) What to believe: Bayesian methods for data analysis; John K. Kruschke; John K. Kruschke; Trends in cognitive sciences, Bahn 14, Ausgabe 7 (Juli 2007). Trends in cognitive sciences, train 14, Issue 7 (July 2007). Die gesamte Offenbarung jedes der oben stehenden Titel wird hier durch Verweis für alle Zwecke aufgenommen. The entire disclosure of each of the above title which is incorporated herein by reference for all purposes.
  • In Abhängigkeit von der Anwendung und insbesondere für Umsetzungen, bei welchen Bahnen auf einem biegsamen piezoresistiven Substrat ausgebildet werden, kann eine Form mechanischen Schutzes und/oder Umgebungsschutzes wünschenswert sein. Depending upon the application, and particularly for reactions in which tracks formed on a flexible substrate piezoresistive, a form mechanical protection and / or environmental protection may be desirable. Dünne Silikonblätter könnten zum Beispiel über eine oder beide Seiten der Anordnung laminiert werden. Thin silicone sheets could be laminated, for example, on one or both sides of the arrangement.
  • Gemäß diversen Umsetzungen kann die Quantisierung von Berührungsstellen durch Einführen mechanischer Strukturen in und um die Anordnung, die Kräfte auf der Anordnung effektiv zu gewünschten separaten Lagen fokussieren, gefördert werden. According to various implementations, the quantization of contact points by introducing mechanical structures can focus the forces on the array to effectively separate the desired locations in and around the assembly, to be promoted. Und, wie besprochen wird, können einige dieser Strukturen auch für die Optimierung einer Anordnung für unterschiedliche Bereiche angelegter Kraft, Bereitstellen mechanischer Stützung, Förderung der Ausrichtung von Systembauteilen und/oder Bereitstellen von Umgebungsschutz von Nutzen sein. And, as discussed, some of these structures for the optimization of an arrangement for different areas of applied force, providing mechanical support, promote alignment of system components and / or provision of environment protection can be useful. Beispiele solcher Strukturen werden unter Bezugnahme auf die Examples of such structures are with reference to the 18 18 und and 19 19 besprochen. discussed.
  • 18 18 zeigt einen Abschnitt einer zweidimensionalen Sensoranordnung shows a portion of a two-dimensional sensor array 1800 1800 , bei der diverse mechanische Merkmale in unterschiedlichen Bereichen der Anordnung zur Veranschaulichung gezeigt sind. Are shown in various mechanical characteristics in different areas of the assembly for illustration purposes. Die abgebildeten Merkmale weisen Kraftfokussierungselemente (zum Beispiel Bumps The features depicted have force focusing elements (eg bumps 1802 1802 ), Strukturelemente (zum Beispiel Ständer ) Structural elements (for example, stand 1804 1804 ) und Öffnungen (zum Beispiel Ausschnitte ) And openings (for example, cutouts 1806 1806 ) auf. ) on. Bumps bumps 1802 1802 werden von ihnen selbst im Bereich are by themselves in the field 1808 1808 veranschaulicht. illustrated. Ständer stand 1804 1804 werden von ihnen selbst im Bereich are by themselves in the field 1810 1810 veranschaulicht. illustrated. Bumps bumps 1802 1802 und Ständer and stand 1804 1804 sind im Bereich are in the area 1812 1812 gemeinsam verwendet gezeigt. jointly used shown. Ausschnitte cutouts 1806 1806 werden allein im Bereich be alone in the field 1814 1814 und mit Bumps and bumps 1802 1802 im Bereich in the area 1816 1816 kombiniert gezeigt. shown combined. Man weiß zu schätzen, dass diese Bereiche allein der Veranschaulichung dienen, und dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen einige oder alle der Merkmale in diversen Kombinationen verwendet werden. One can appreciate that these areas are purely illustrative and that reactions are considered to be in which some or all of the features used in various combinations.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung und wie in der Querschnittansicht AA der According to a particular implementation and in the cross-sectional view of the AA 19 19 veranschaulicht, können die Bumps illustrated, the bumps can 1802 1802 konvexe Merkmale sein, die auf einem geformten Silikonblatt be convex features formed on a silicone sheet 1902 1902 ausgebildet oder Teil von ihm sind, das mit dem piezoresistiven Material formed, or part of it are provided with the piezoresistive material 1904 1904 ausgerichtet und an dieses laminiert ist. is aligned and laminated to this. Bei einigen Fällen kann das Silikonblatt In some cases the silicone sheet can 1902 1902 Teil eines Einschlusses sein, der Umgebungsschutz für die eingeschlossenen Bauteile bereitstellt. be part of an enclosure, the area protection for the enclosed components provides. Bei der abgebildeten Umsetzung befinden sich die Bumps In the illustrated implementation are the bumps 1802 1802 auf der Seite des Materials, die von den leitenden Bahnen weg gerichtet ist, und sind mit den quantisierten Berührungsstellen der Anordnung (zum Beispiel TP-1 bis TP-10 der on the side of the material, which is directed away from the conductive tracks, and with the quantized contact points of the assembly (for example, TP-1 to TP-10 16 16 ), die zum Fokussieren der Kraft ), The force for focusing the 1906 1906 , die an der Oberseite der Anordnung an diese Berührungsstellen angelegt wird, ausgerichtet. Which is applied to the top of the arrangement of these points of contact are aligned. Alternativ können Bumps Alternatively bumps can 1802 1802 auf irgendeinem anderen Substrattyp (zum Beispiel einem starren Substrat, wie zum Beispiel auf einer Leiterplatte) ausgebildet sein. on any other type of substrate (for example, a rigid substrate, such as on a circuit board) can be formed. Bumps können auch in dem piezoresistiven Material selbst durch Formen des Materials an den gewünschten Lagen ausgebildet werden. Bumps may be formed even by molding the material at the desired positions in the piezoresistive material. Das kann zum Beispiel durch Bilden der Bumps in dem Textil, wenn er hergestellt wird, oder durch Prägen der Merkmale in das Textil verwirklicht werden. This can, for example, by forming the bumps in the fabric when it is produced, or are realized by embossing of the features in the fabric. Bei einer anderen Alternative können die Bumps auf einem Rückseitenblatt ausgebildet werden, an dem das piezoresistive Material befestigt (zum Beispiel laminiert) ist. In another alternative, the bumps can be formed on a back sheet, on which the piezoresistive material is fixed (for example, laminated). Andere Variationen, die dem Fachmann erscheinen, liegen innerhalb des Geltungsbereichs dieser Offenbarung. Other variations that appear in the art, are within the scope of this disclosure. Zusätzlich kann eine umfassende Variation der Quantisierung und Reaktion (zum Beispiel Dynamikbereich) durch Variieren der Größe, Höhe, Beabstandung und Biegsamkeit der Bumps In addition, a broad variation of the quantization and the reaction (for example, dynamic range) by varying the size, height, spacing and flexibility of the bumps 1802 1802 erzielt werden. be achieved.
  • Ständer stand 1804 1804 erstrecken sich durch piezoresistives Material extend through piezoresistive material 1904 1904 wie in der Querschnittansicht BB der as shown in the sectional view BB of 19 19 gezeigt, und können mehrere Zwecke erfüllen. shown, and can serve several purposes. Die Ständer the stand 1804 1804 können zum Beispiel dazu dienen, Anordnungsbauteile ausgerichtet zu halten. can serve as to keep assembly components aligned. Das kann besonders wichtig sein, wenn Ständer This can be especially important if stand 1804 1804 in Verbindung mit Bumps in connection with Bumps 1802 1802 , wie in dem Bereich How in the area 1812 1812 der the 18 18 gezeigt, verwendet werden. are shown, is used. Eine solche Anordnung würde nicht nur dazu dienen, die Ausrichtung der Bumps Such an arrangement would not only serve the alignment of the bumps 1802 1802 mit den gewünschten quantisierten Berührungsstellen aufrecht zu erhalten, sondern die Ständer with the desired quantized points of contact to be maintained, but the uprights 1804 1804 könnten auch dazu dienen, die Quantisierung zu fördern, indem Kraft seitlich zu benachbarten Bumps could also serve to promote the quantization by force laterally adjacent bumps 1802 1802 abgelenkt wird. is deflected. Zusätzlich kann das Substrat, aus dem sich die Ständer In addition, the substrate from which the stator 1804 1804 erstrecken, einen Teil eines Einschlusses bilden, der Umgebungsschutz für die eingeschlossenen Bauteile bietet. extend, forming part of an enclosure, the environment protection for the enclosed components offers.
  • Gemäß einigen Umsetzungen erstrecken sich nicht alle Ständer According to some implementations do not extend all the stator 1804 1804 ganz durch das piezoresistive Material all through the piezoresistive material 1904 1904 (das heißt, die nur an einem der Substrate auf der einen oder anderen Seite des Materials (That is, the only one of the substrates on one or other side of the material 1904 1904 befestigt sind). are attached). Das würde das Szenario mindern, bei dem ein Berührungsereignis direkt oberhalb eines Ständers auftritt. That would reduce the scenario in which a touch event occurs directly above a stand. Bei einem solchen Szenario, falls der Ständer starr ist und sich ganz durch das piezoresistive Material erstreckt, würde das Berührungsereignis eventuell nicht registriert. In such a scenario, if the stand is rigid and extends all the way through the piezoresistive material that would touch event may not be registered. Im Gegensatz dazu, falls sich der Ständer nur teilweise durch das piezoresistive Material erstreckt, würde ein Berührungsereignis oberhalb des Ständers in irgendeiner Ablenkung resultieren, die Kraft zu dem piezoresistiven Material übertragen würde. In contrast, if the stand extends only partially through the piezoresistive material, a touch event would result above the stand in any deflection, the force would be transmitted to the piezoresistive material.
  • Als eine Alternative und wie in As an alternative and as in 19 19 abgebildet, können sich die Ständer displayed, the stand can 1804 1804 ganz durch das piezoresistive Material all through the piezoresistive material 1904 1904 erstrecken. extend. Bei solchen Umsetzungen können die Ständer In such reactions, the stand can 1804 1804 aus einem biegsamen Material (zu Beispiel Silikon) hergestellt sein, so dass sie sich bei Berührungsereignissen komprimieren. be made of a flexible material (for example, silicone) so that they compress to the touch events. Der Ständer the stand 1804 1804 könnte auch an beiden Substrate auf jeder Seite des piezoresistiven Materials befestigt werden. could also be attached to both substrates on each side of the piezoresistive material. Eine solche Konfiguration könnte zum Beispiel bei Anwendungen wichtig sein, bei welchen seitliche Scherkräfte (zum Beispiel die Kraft Such a configuration could be important, for example, in applications where lateral shearing forces (for example, the force 1908 1908 ) auf der Oberfläche der Anordnung erwartet werden. ) Are expected on the surface of the device. Bei solchen Anwendungen würde das Befestigen der Ständer auf diese Art sicherstellen, dass die Ausrichtung in der Gegenwart solcher Scherkräfte beibehalten würde. In such applications, attaching the stand would ensure in this way that the alignment would be maintained in the presence of such shear forces. Ständer stand 1804 1804 können auch spitz zu laufen, um ein Niveau an Kompression zu fördern. can also taper off in order to promote a level of compression. Allgemeiner können die Geometrie (Verjüngung, Stärke usw.), Biegsamkeit und Beabstandung der Ständer More generally, the geometry can (rejuvenation, starch, etc.), flexibility and spacing of the stand 1804 1804 gesteuert werden, um eine gewünschte Anordnungsreaktion zu erzielen. be controlled to achieve a desired arrangement reaction.
  • Ausschnitte cutouts 1806 1806 können in das piezoresistive Material eingeführt werden, um Isolation zu fördern und Nebensprechen zwischen leitfähigen Bahnen zu unterbinden. can be introduced into the piezoresistive material to promote isolation, and to prevent crosstalk between conductive tracks. Das verbessert das Rauschverhältnis für die Signale, die von den vertikalen Bahnen gelesen werden und verbessern dadurch insgesamt die Systemleistung. This improves the noise ratio for the signals that are read from the vertical webs, thereby improving overall system performance. Wie man zu schätzen weiß, kann das auch zum Fördern der Quantisierung von Berührungsstellenlagen dienen. How to appreciate, which may also serve to convey the quantization of points of contact locations. Und einige Umsetzungen können vom Fehlen des piezoelektrischen Materials an den Ausschnitten profitieren, indem sie Ständer aufweisen, die mit den Ausschnitten ausgerichtet sind. And some reactions may benefit from the absence of the piezoelectric material at the cutouts by having stator, which are aligned with the cutouts. Es kann sich um dieselben Ständer It may be the same stand 1804 1804 handeln oder sie können sich enger an die Form des Ausschnitts passen. act or they can closely fit to the shape of the cut. Die Ständer könnten zum Beispiel den Ausschnitt füllen. The stand could, for example, fill the cut-out. Man weiß zu schätzen, dass ein solcher Ansatz dazu dienen würde, mechanische Struktur bereitzustellen, Fluchtung zu fördern und/oder einen gewünschten Dynamikbereich zu fördern. They appreciate that such an approach would serve to provide mechanical structure to promote alignment and / or promote a desired dynamic range.
  • Wie oben erwähnt, können Umsetzungen, die durch diese Offenbarung ermöglicht werden, für einen weiten Bereich von Anwendungen geeignet sein. As mentioned above, implementations that are enabled by this disclosure may be suitable for a wide range of applications. Zweidimensionale Sensoranordnungen, wie hier beschrieben, können daher in irgendeinem Kontext von Nutzen sein, in dem es wichtig oder wünschenswert ist, die Lagen und Größen von Kräften auf einer Oberfläche an einem Zeitpunkt oder über eine Zeitspanne zu überwachen. Two-dimensional sensor arrays, as described herein, therefore, may be in any context of use in which it is important or desirable to monitor the positions and sizes of forces on a surface at one time or over a period of time. Bei einem Beispiel könnte eine solche zweidimensionale Anordnung in Sportschuhe integriert werden, um Technik zu überwachen oder Belastung mitzuverfolgen. In one example, such a two-dimensional array could be incorporated in sports shoes, to monitor technology or mitzuverfolgen load. Bei einem anderen Beispiel könnte eine Yogamatte eine solche zweidimensionale Anordnung zum Überwachen und/oder Lehren richtiger Technik aufweisen. In another example, a yoga mat could such a two-dimensional arrangement for monitoring and / or teachings correct technique have. Bei einem anderen Beispiel könnte der Boden eines Seniorenpflegeheims solche Anordnungen aufweisen, um anzuzeigen, dass ein Patient gestürzt ist. In another example, the bottom of an elderly nursing home could have such arrangements, to indicate that a patient has fallen. Bei noch einem anderen Beispiel könnte die Anordnung in den Sitz eines Bürostuhls integriert sein, um ergonomisch gesunde Haltung zu fördern. In yet another example, the arrangement could be integrated into the seat of an office chair to promote healthy ergonomic posture. Bei noch einem anderen Beispiel könnte eine zweidimensionale Anordnung in einer Matratze oder einem Kissen für den Gebrauch in der Wiege oder dem Stubenwagen eines Kleinkinds eingebaut sein. In yet another example, a two dimensional array in a mattress or a pillow for use in the cradle or bassinet an infant could be built. Eine solche Anordnung wäre für die Überwachung der Schlafposition eines Kleinkinds und zum Auslösen eines Alarms nutzbringend, wenn die Schlafposition zum Beispiel als eine hohe Gefahr für plötzlichen Kindstod (Sudden Infant Death Syndrome, SIDS) darstellend erkannt wird. Such an arrangement would be useful for monitoring an infant sleeping position and for triggering an alarm, when the sleeping position, for example, as a high risk for sudden infant death (Sudden Infant Death Syndrome, SIDS) is detected illustrative. Man versteht auch anhand der Vielfalt dieser Beispiele, dass die potentiellen Anwendungen zweidimensionale Sensoranordnungen, die wie hier beschrieben umgesetzt werden, so gut wie unbegrenzt sind. Refers also to the diversity of these examples that the potential applications of two-dimensional sensor arrays, which are implemented as described here are almost unlimited.
  • Gemäß einigen Umsetzungen werden Schnittstellen und Techniken bereitgestellt, um Verbindungen mit elektrischen Leitern herzustellen, die in Textil oder andere biegsame Substrate integriert werden. According to some implementations, interfaces and techniques are provided to make connections with electrical conductors which are integrated in textile or other flexible substrates. Beispiele von Textilen und biegsamen Substraten, die Leiter aufweisen, an welchen solche Verbindungen erfolgen können, werden hier beschrieben. Examples of textiles and flexible substrates, the conductors have, can take place at which such compounds are described herein. Es sollte jedoch hervorgehoben werden, dass die Techniken und Schnittstellen, die hier beschrieben sind, viel umfassender anwendbar sind und verwendet werden könnten, um Verbindungen mit Leitern bei irgendeiner einer umfangreichen Vielfalt von Anwendungen herzustellen. It should be emphasized, however, that the techniques and interfaces that are described here are much wider application and could be used to make connections with leaders in any of a wide variety of applications. Obwohl zum Beispiel einige Umsetzungen biegsame Substrate beschreiben, die piezoresistive Materialien aufweisen, werden andere Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen das biegsame Substrat, an dem die Verbindungen hergestellt werden, kein piezoresistives Material ist und/oder dieses nicht aufweist. For example, although some implementations describe flexible substrates having piezoresistive materials, other implementations are contemplated, in which the flexible substrate to which the connections are made, is not a piezoresistive material and / or it does not match.
  • Spezifische Umsetzungen werden nun unter Bezugnahme auf die Specific implementations are now described with reference to the 21 21 bis to 24 24 beschrieben. described. Wie man versteht, sind die spezifischen Einzelheiten dieser Umsetzungen nur Beispiele zum Zweck der Veranschaulichung der Techniken und Schnittstellen, die durch diese Offenbarung ermöglicht werden. As will be appreciated, the specific details of these transformations are only examples for purposes of illustration of the techniques and interfaces that are enabled by this disclosure. 21 21 zeigt ein Beispiel einer Leiterplattenbaugruppe (PCBA), die mit Leitern, die Teil eines biegsamen Substrats (nicht gezeigt) sind, verbunden werden kann. shows an example of a circuit board assembly (PCBA) (not shown) having conductors which are part of a flexible substrate can be connected. Bei dem abgebildeten Beispiel misst die PCBA In the example illustrated the PCBA measures 2100 2100 12,0 mm × 13,0 mm mit einer Stärke von 0,2 mm. 12.0 mm x 13.0 mm with a thickness of 0.2 mm. Die PCBA the PCBA 2100 2100 hat 22 E/A-Pads has 22 I / O pads 2102 2102 mit 1 mm Beabstandung zwischen den Mitten benachbarter Pads, und 22 Öffnungen with 1 mm spacing between the centers of adjacent pads, and openings 22 2104 2104 , deren Zweck unten beschrieben wird. Whose purpose is described below. Zu bemerken ist, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen die Beabstandung zwischen den Pads und der Anzahl und Platzierung der Öffnungen beträchtlich variieren kann. It should be noted that reactions are considered, in which the spacing between the pads and the number and placement of the openings may vary considerably. Die Beabstandung der Pads kann zum Beispiel zwischen unterhalb und oberhalb 1 mm erreichen, um mit der Breite und der Beabstandung der Leiter übereinzustimmen, die mit dem Substrat, an die die PCBA angeschlossen wird, assoziiert sind. The spacing of the pads may be achieved, for example between above and below 1 mm, to match the width and spacing of the conductors associated with the substrate to which the PCBA is connected. Bei einem anderen Beispiel können mehr oder weniger Öffnungen für die mechanischen Merkmale, die sie aufnehmen, vorhanden sein. In another example, more or fewer openings for the mechanical characteristics that they take, may be present. Es ist auch gezeigt, dass die PCBA It is also shown that the PCBA 2100 2100 einen Mikrocontroller a microcontroller 2106 2106 aufweist, der mit E/A-Pads which communicates with I / O pads 2102 2102 über interne Leiter der PCBA internal head of the PCBA 2100 2100 (nicht gezeigt) verbunden ist. (Not shown) is connected. Wie man versteht, können die Schaltungen, die mit der PCBA How to understand the circuits with the PCBA can 2100 2100 assoziiert sind, irgendeine Art geeigneter Schaltungen aufweisen und in Abhängigkeit von der Anwendung beträchtlich variieren. are associated comprise any type of suitable circuits and vary considerably depending on the application.
  • 22 22 zeigt die PCBA shows the PCBA 2100 2100 mit Textil (oder flexiblem Substrat) in textile (or flexible substrate) 2200 2200 derart verbunden, dass die Pads connected such that the pads 2102 2102 der PCBA the PCBA 2100 2100 mit leitfähigen Bahnen with conductive tracks 2202 2202 , die auf dem Textil Based on the textile 2200 2200 ausgebildet sind, ausgerichtet sind, und der Mikrocontroller are formed are aligned, and the microcontroller 2106 2106 mit einer Öffnung in dem Textil with an opening in the fabric 2200 2200 ausgerichtet ist. is aligned. Leitfähige Bahnen conductive traces 2202 2202 können zum Beispiel leitfähige Tintenbahnen, die auf das Textil For example, conductive ink traces, the textile on the 2200 2200 gedruckt sind, sein. are printed to be. Beispiele leitfähiger Tinte weisen das Produkt Nr. 125-19 von Creative Materials (eine biegsame, Hochtemperatur-, elektrisch leitfähige Tinte) und die Produktnummern 7102 und 7105 von DuPont (jeweils leitfähige Zusammensetzungen mit Kohlenstoff) auf. Examples of conductive ink have the product no. 125-19 from Creative Materials (a flexible, high temperature, electrically conductive ink) and the product numbers 7102 and 7105 from DuPont (each conductive compositions with carbon) on. Die Bahnen 602 können auch aus leitfähigen Lacken (zum Beispiel Kohlenstoffteilchen gemischt mit Lack), wie zum Beispiel denjenigen, die gewöhnlich als EMI-Abschirmung und ESD-Schutz verwendet werden, gebildet werden. The tracks 602 can (for example, carbon particles mixed with paint), such as those which are commonly used as EMI shielding and ESD protection, also be formed of conductive paints. Noch eine andere Alternative weist Drähte und leitfähige Fäden, die in das Textil Yet another alternative, wires and conductive yarns in the textile 2200 2200 gewebt oder anderswie darin eingebettet oder daran befestigt sind, auf. are woven or otherwise embedded therein or attached on. Eine große Vielfalt anderer Leiter, die in oder auf dem Textil A wide variety of other conductors in or on the textile 2200 2200 integriert werden, fällt in den Geltungsbereich dieser Offenbarung. be integrated, falls within the scope of this disclosure.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung, wird die PCBA According to a particular implementation, the PCBA is 2100 2100 an dem Textil to the fabric 2200 2200 wie folgt befestigt. attached as follows. Ein leitfähiger Klebstoff (zum Beispiel ein leitfähiges Epoxidharz, wie zum Beispiel Masterbond EP79 von Masterbond, Inc. in Hackensack, New Jersey) wird über Bahnen A conductive adhesive (for example, a conductive epoxy, such as Master Bond EP79 from Master Bond, Inc. of Hackensack, New Jersey) will be traces 2202 2202 auf dem Textil on the textile 2200 2200 siebgedruckt. screen printed. Die PCBA the PCBA 2100 2100 wird dann über dem Textil is then transferred to the textile 2200 2200 derart positioniert, dass die Pads positioned such that the pads 2102 2102 mit den Bahnen with the tracks 2202 2202 ausgerichtet sind, und dass der Mikrocontroller are aligned, and that the microcontroller 2106 2106 mit der Öffnung in dem Textil with the opening in the fabric 2200 2200 ausgerichtet ist. is aligned. Bei einigen Fällen weist die PCBA In some cases, the PCBA 2100 2100 zusätzliche Bauteile (zum Beispiel Kondensatoren, Widerstände, Dioden oder andere aktive oder passive Vorrichtungen und Bauteile) auf. Additional components (such as capacitors, resistors, diodes, or other active or passive devices and components) on. Die Öffnung kann hergestellt werden, um solche Bauteile ebenfalls aufzunehmen. The opening can be made to accommodate such components as well. Der leitfähige Klebstoff befestigt jede Bahn an ihrem entsprechenden Pad. The conductive adhesive secured to each web at its corresponding pad.
  • Eine geformte Kunststoffabdeckung (nicht gezeigt) wird auf der anderen Seite des Textils A molded plastic cover (not shown) on the other side of the fabric 2200 2200 von der PCBA from the PCBA 2100 2100 mit Ständern with stands 2204 2204 zu 0,6 mm, die sich von der Kunststoffabdeckung sowohl durch das Textil to 0.6 mm, extending from the plastic cover both by the textile 2200 2200 als auch durch die PCBA and by the PCBA 2100 2100 erstrecken, platziert. extend placed. Die Oberseiten der Ständer The tops of the stand 2204 2204 werden heißverprägt, wodurch sie gegen die Rückseite der PCBA heißverprägt are thereby against the back of the PCBA 2100 2100 abgeflacht werden und die Baugruppe befestigen. be flattened and fix the assembly. Man lässt den leitfähigen Klebstoff zwischen den Bahnen It is allowed to the conductive adhesive between the webs 2202 2202 und den Pads and the pads 2102 2102 trocknen. dry. Zu bemerken ist, dass die Ständer It should be noted that the stand 2204 2204 eine Vielfalt von Strukturen sein können, die fähig sind, die Baugruppe zu befestigen, wie zum Beispiel Kunststoff- oder Metallnieten, Ultraschall-Kunststoffschweißungen usw. can be a variety of structures that are able to secure the assembly, such as plastic or metal rivets, ultrasound-plastic joints, etc. 23 23 zeigt einen Querschnitt AA der Baugruppe der shows a cross section AA of the assembly of 22 22 , bei der die Kunststoffabdeckung Where the plastic cover 2302 2302 sichtbar ist. is visible.
  • Wie man zu schätzen weiß, kann die PCBA How to appreciate the PCBA can 2100 2100 irgendeine einer umfangreichen Vielfalt digitaler, analoger und Mischsignal-Schaltungen sowie eine Vielfalt zusätzlicher Bauteile aufweisen, darunter zum Beispiel Steckverbinder zu externen Schaltungen oder Systemen (zum Beispiel USB-Steckverbinder), Transceiver (zum Beispiel Bluetooth), Leistungsbauteile (zum Beispiel Batterien, Leistungschipsätze, Solarzellen usw.), diverse elektronische und mechanische Bauteile (zum Beispiel Kondensatoren, Widerstände, Dioden oder andere aktive oder passive Vorrichtungen von Bauteilen, Lötpads, Ständern, Buchsen usw.). have any of a wide variety of digital, analog and mixed signal integrated circuits, as well as a variety of additional components, including, for example, connectors to external circuits or systems (e.g. USB connector), the transceiver (e.g., Bluetooth), power devices (such as batteries, power chipsets solar cells, etc.), various electronic and mechanical components (for example, capacitors, resistors, diodes, or other active or passive devices of components, solder pads, studs, bushings, etc.). Andere geeignete Bauteile sind dem Fachmann für eine gegebene Anwendung klar. Other suitable components are the expert for a given application clear.
  • Bei einigen Umsetzungen kann in mehrere PCBAs Textil oder ein biegsames Substrat an mehreren Lagen integriert werden, inklusive an der Kante des Textils oder Substrats, oder von dem Textil oder Substrat umgeben (wie in In some reactions in several PCBAs textile or a flexible substrate can be integrated in several layers, including at the edge of the fabric or substrate or surrounded by the fabric or substrate (such as in 22 22 gezeigt). shown). Falls erwünscht, können die diversen Bauteile der mehreren PCBAs miteinander über irgendeine einer Vielzahl von Protokollen kommunizieren, zum Beispiel I 2 C (Inter-Integrated Circuits), SPI (SCSI Parallel Interface) usw. Die Verbindungen, die diese Kommunikation ermöglichen, könnten anhand von Leitern hergestellt werden, die in das Textil oder das biegsame Substrat (zum Beispiel durch Verwenden leitfähiger Tinte oder leitfähigen Lacks) integriert sind, oder durch Verwenden irgendeiner einer Vielzahl anderer verfügbarer Verbindungsverfahren (sowohl verdrahtet als auch drahtlos). If desired, the various components of the plurality of PCBAs can communicate via any of a variety of protocols, for example, I 2 C (Inter-Integrated Circuits), SPI (SCSI Parallel Interface), etc. The compounds which enable this communication, which might based on conductors are produced that are integrated (for example by using conductive ink or conductive paint) in the textile or the flexible substrate, or by using any of a variety of other available connecting methods (both wired LAN). Gemäß einigen Umsetzungen können diese und andere Leiter, die nicht aktiv an der Funktionalität der in das Textil oder das biegsame Substrat integrierten Schaltungen involviert sind, können von diesen Schaltungen zum Beispiel durch ihr Drucken auf oder Integrieren in einer Isolierschicht benachbart zu dem Textil oder dem biegsamen Substrat isoliert werden. According to some implementations, these and other conductors which are not actively involved in the functionality of the integrated into the fabric or the flexible substrate circuits, may be adjacent to the fabric or the flexible of these circuits, for example, by their printing on or integrating in an insulating layer substrate to be isolated.
  • 24 24 zeigt einen Querschnitt einer anderen Baugruppe, bei der die Pads (nicht gezeigt) von zwei PCBAs shows a cross-section of another assembly in which pads (not shown) of two PCBAs 2402 2402 und and 2404 2404 mit leitfähigen Bahnen (nicht gezeigt) auf entgegengesetzten Seiten des Textils (oder biegsamen Substrats) with conductive traces (not shown) on opposite sides of the fabric (or flexible substrate) 2406 2406 verbunden sind. are connected. Wie oben unter Bezugnahme auf die Baugruppe der As described above with reference to the assembly of the 22 22 und and 23 23 beschrieben, werden die leitfähigen Bahnen auf dem Textil described above, the conductive tracks on the textile be 2406 2406 mit den Pads auf den PCBAs with the pads on the PCBAs 2402 2402 und and 2404 2404 unter Verwenden eines leitfähigen Klebstoffs ausgerichtet und befestigt. aligned using a conductive adhesive and fixed. Ständer stand 2408 2408 , die sich von der Kunststoffabdeckung Extending from the plastic cover 2410 2410 erstrecken, erstrecken sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in beiden PCBAs extend, extend through openings (not shown) in two PCBAs 2402 2402 und and 2404 2404 sowie in das Textil and in the textile 2406 2406 , um die Baugruppe zu befestigen (zum Beispiel durch Heißverprägen, Ultraschallschweißen, Nietenverformung usw.). To the assembly to be attached (for example by heat staking, ultrasonic welding, riveting deformation, etc.). Die Baugruppe, die in in the assembly 24 24 gezeigt ist, ermöglicht zweiseitige Umsetzungen, bei welchen die Leiter des Textils shown provides two-way conversions in which the head of the textile 2406 2406 auf beiden Seiten des Textils zugänglich sind, und bei welchen zwei PCBAs auf entgegengesetzten Seiten des Textils ausgerichtet werden können, die potentiell jeweils ihre eigenen Schaltungen und/oder Bauteile haben (zum Beispiel die Bauteile are accessible on both sides of the fabric, and can be in which two PCBAs aligned on opposite sides of the fabric, each having potentially their own circuits and / or components (for example, the components 2412 2412 und and 2414 2414 ). ). Die PCBAs the PCBAs 2402 2402 und and 2404 2404 können auch (zum Beispiel unter Verwenden leitfähiger Standard-Gummi-Zebrastreifen oder anderer geeigneter Alternativen) angeschlossen werden, um Kommunikation zwischen Leiterplatten, die nicht durch das Textil durchzugehen brauchen, zu unterstützen. can also be connected (for example, using conductive standard rubber zebra crossings, or other suitable alternative) to support communications between printed circuit boards which do not need to pass through the fabric. Die Baugruppe der The assembly of the 24 24 zeigt auch ein Beispiel eines Steckverbinders also shows an example of a connector 2416 2416 zu externen Systemen oder Bauteilen (zum Beispiel einen USB-Steckverbinder), der auf einer Seite der PCBA to external systems or components (for example, a USB connector) provided on one side of the PCBA 2402 2402 installiert ist. is installed.
  • Zu bemerken ist, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen eine PCBA an einem biegsamen Substrat ohne Verwenden eines leitfähigen Klebstoffs zum Verbinden der Pads der PCBA an den Bahnen des biegsamen Substrats befestigt werden. It should be noted that reactions are considered to be where a PCBA attached to a flexible substrate without using a conductive adhesive for connecting the pads of the PCBA to the tracks of the flexible substrate. Stattdessen ziehen solche Umsetzungen für diese Verbindungen mechanische Kraft heran, die aus der Art, wie die Baugruppenbauteile aneinander befestigt sind, resultieren. Instead, such reactions for these compounds pull zoom mechanical force, resulting from the manner in which the module components are secured together. Als eine Alternative zu der Umsetzung, die oben unter Bezugnahme auf die As an alternative to the implementation of the above with reference to the 21 21 bis to 23 23 beschrieben ist, kann die PCBA is described, which can PCBA 2100 2100 in Bezug zu dem Textil with respect to the textile 2002 2002 derart ausgerichtet werden, dass die Pads are aligned so that the pads 2102 2102 mit den Bahnen with the tracks 2202 2202 ausgerichtet sind, aber ohne Verwenden des leitfähigen Klebstoffs. are aligned, but without using the conductive adhesive. Stattdessen kann eine Kunststoffabdeckung Instead, a plastic cover 2302 2302 auf der anderen Seite des Textils on the other side of the fabric 2200 2200 von der PCBA from the PCBA 2100 2100 mit Ständern with stands 2204 2204 , die sich von der Kunststoffabdeckung erstrecken und sowohl durch das Textil Which extend from the plastic cover and both by the textile 2200 2200 als auch durch die PCBA and by the PCBA 2100 2100 hindurch gehen, platziert werden. go through, are placed. Die Baugruppe (inklusive die elektrischen Verbindungen zwischen PCBA-Pads und Textilbahnen) wird durch die mechanische Kraft befestigt, die aus dem Befestigen der Baugruppen aneinander resultiert (zum Beispiel durch Heißverprägen der Ständer The assembly (including the electrical connections between PCBA pads and textile webs) is fixed by the mechanical force resulting from the fixing of the modules to each other (for example, by heat staking of the stator 2204 2204 ). ). Eine Alternative für die Umsetzung der An alternative for the implementation of 24 24 kann ähnlich ohne Verwenden leitfähigen Klebstoffs aufgebaut werden. can be similarly constructed without using conductive adhesive.
  • Wie oben beschrieben, können Umsetzungen, die durch die vorliegende Offenbarung ermöglicht werden, einen umfassenden Bereich tragbarer Elektronikvorrichtungen unterstützen, bei welchen Erfassungs- und/oder Instrumenten- und Steuerbauteile und/oder Verarbeitungsbauteile in Kleidungsartikel integriert sind, wodurch ein virtuell grenzenloser Bereich von Anwendungen ermöglicht wird. As described above, reactions that are enabled by the present disclosure may support a comprehensive range of portable electronic devices are in which detection and / or instrumentation and control components and / or processing devices integrated into clothing articles, whereby a virtually limitless range of applications allows becomes. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist die Steuervorrichtung An example of such application is the control device 1400 1400 , die oben unter Bezugnahme auf Described above with reference to 14 14 beschrieben ist. is described. Gemäß einer spezifischeren Umsetzung sind die dazugehörenden Verarbeitungsschaltungen (zum Beispiel Multiplexer According to a specific implementation, the corresponding processing circuits (for example, multiplexer 1442 1442 , AD-Wandler , AD converter 1443 1443 und Prozessor and processor 1444 1444 ) auf einer PCBA (wie zum Beispiel der PCBA ) On a PCBA (such as the PCBA 2100 2100 , . 2402 2402 , . 2404 2404 usw.) angeordnet und mit Bahnenmustern arranged etc.), and with track patterns 1404 1404 - 1418 1418 und Substrat(en) and substrate (s) 1402 1402 und/oder and or 1422 1422 unter Verwenden der hier beschriebenen Techniken verbunden. connected using the techniques described herein.
  • Eine alternative Umsetzung der Steuervorrichtung An alternative implementation of the control device 1400 1400 kann das piezoresistive Substrat , the piezoresistive substrate 2502 2502 der the 25 25 heranziehen, das leitfähige Bahnenmuster use, the conductive trace pattern 2504 2504 - 2518 2518 aufweist, die direkt auf dem Substrat ausgebildet oder anderswie darin integriert sind, um die Sensoren umzusetzen, die unterschiedliche Typen von Steuerungen, die oben beschrieben sind, bereitstellen. which are formed directly on the substrate or otherwise integrated therein to implement the sensors that provide different types of controls which are described above. Das Substrat the substrate 2502 2502 kann ein Textil oder ein anderer Typ biegsamen Substrats sein. can be a textile or other type flexible substrate. Die Bahnenmuster werden mit den Symbolen, die die Steuerungen auf dem Substrat The track patterns with the symbols, the controls on the substrate 1422 1422 darstellen (zum Beispiel Symbole represent (for example symbols 1424 1424 - 1438 1438 ) ausgerichtet. ) Aligned. Bei dieser Umsetzung entspricht jeweils das Bahnenmuster In this reaction, each of the track pattern corresponding to 2504 2504 dem Symbol the symbol 1424 1424 , das Bahnenmuster , The track pattern 2506 2506 dem Symbol the symbol 1426 1426 , das Bahnenmuster , The track pattern 2508 2508 dem Symbol the symbol 1428 1428 , das Bahnenmuster , The track pattern 2510 2510 dem Symbol the symbol 1430 1430 , und die Bahnenmuster And the web pattern 2512 2512 - 2518 2518 den Symbolen the symbols 1432 1432 - 1438 1438 . ,
  • Im Gegensatz zu der Umsetzung der In contrast to the implementation of the 14 14 , bei der die Bahnen des Substrats In which the tracks of the substrate 1402 1402 zu der Kante des Substrats geroutet sind, sind die Verarbeitungsschaltungen, die mit dieser Steuervorrichtung assoziiert sind, auf einer PCBA enthalten, die von dem Substrat are routed to the edge of the substrate, the processing circuits associated with this control device containing on a PCBA that of the substrate 2502 2502 wie gezeigt umgeben ist. surrounded as shown. Die PCBA the PCBA 2550 2550 ist mit dem Substrat with the substrate 2502 2502 derart verbunden, dass die Pads der PCBA connected such that the pads of the PCBA 2550 2550 mit den leitfähigen Bahnen, die auf dem Substrat with the conductive paths, the substrate on which 2502 2502 ausgebildet sind, ausgerichtet sind, und die Verarbeitungsschaltungen are formed are aligned, and the processing circuits 2552 2552 mit einer Öffnung in dem Substrat with an opening in the substrate 2502 2502 ausgerichtet sind. are aligned. Die Verbindungen zwischen den Bahnen des Substrats The connections between the tracks of the substrate 2502 2502 und den Pads der PCBA and the pads of the PCBA 2550 2550 können wie oben unter Bezugnahme auf die can as above with reference to the 21 21 bis to 24 24 beschrieben hergestellt werden. be prepared as described. Und, wie oben unter Bezugnahme auf And, as mentioned above with reference to 14 14 beschrieben, können Signale, die über die Bahnen des Substrats described, signals on the tracks of the substrate can 2502 2502 erfasst werden, durch Verarbeitungsschaltungen are detected by processing circuits 2552 2552 digitalisiert und zu einer Steuerfunktion, die mit einer oder mehr verbundenen Vorrichtungen oder Systemen (nicht gezeigt) assoziiert ist, abgebildet werden. are digitized and mapped to a control function which is associated with one or more devices or systems (not shown) associated. Andere Merkmale der Umsetzung der Other features of the implementation of the 14 14 können ebenfalls bei Umsetzungen verwendet werden, die das Substrat may also be used in reactions that the substrate 2502 2502 und die PCBA and the PCBA 2550 2550 verwenden, darunter zum Beispiel eine Isolierschicht (zum Beispiel wie die Schicht Use, including for example (for example, as an insulating layer, the layer 1446 1446 ), um Nebensprechrauschen zwischen Leitern, die Signale von den Bahnenmustern zu der PCBA routen, zu verringern. ) In order to reduce crosstalk noise between conductors that route signals from the track patterns to the PCBA.
  • Wie man unter Bezugnahme auf die vorliegende Offenbarung zu schätzen weiß, ermöglicht das Bilden von Sensoren auf biegsamen Materialien zahlreiche nützliche Vorrichtungen. How to appreciate with reference to the present disclosure, the making of sensors allows many useful devices on flexible materials. Viele dieser Vorrichtungen verwenden solche Sensoren, um das Auftreten von Berührungsereignissen, Kraft oder Druck von Berührungsereignissen, die Dauer solcher Berührungsereignisse, die Lage von Berührungsereignissen, die Richtung von Berührungsereignissen und/oder die Geschwindigkeit von Berührungsereignissen zu erfassen. Many of these devices use such sensors to detect the occurrence of touch events, force or pressure of touch events, the duration of such touch events, the location of touch events, the direction of touch events and / or the speed of touch events. Diese Informationen werden dann verwendet, um eine umfangreiche Vielzahl von Steuerungen und/oder Effekten auszuführen. This information is then used to perform a wide variety of controls and / or effects. Sensoren, die auf biegsamen piezoresistiven Substraten ausgebildet oder in sie integriert sind, können auch verwendet werden, um Kräfte zu erfassen, die auf dem Substrat angelegt werden oder auf es einwirken, die notwendigerweise oder nicht notwendigerweise Berührungsereignisse betreffen oder als solche charakterisiert werden. Sensors which are formed on flexible substrates piezoresistive or integrated into it, may also be used to detect forces that are applied on the substrate or to act on it, which necessarily or do not necessarily relate to touch events or be characterized as such. Die Ausgangssignale von solchen Sensoren können auch verwendet werden, um eine Vielfalt von Verzerrungen und/oder Verformungen des Substrats, auf dem sie ausgebildet sind, oder in das sie integriert sind, zu erfassen, wie zum Beispiel Biegungen, Streckungen, Torsionen, Drehungen usw. Beispiele solcher Verzerrungen und/oder Verformungen sind unten unter Bezugnahme auf begleitende Figuren beschrieben. The output signals from such sensors may also be used to detect a variety of distortions and / or deformations of the substrate on which they are formed, or in which they are incorporated, such as bends, stretches, twists, turns, etc. Examples of such distortions and / or deformations are described below with reference to accompanying figures. Wie man versteht, sind die spezifischen Einzelheiten dieser Umsetzungen nur Beispiele zum Zweck der Veranschaulichung der Techniken, die durch diese Offenbarung ermöglicht werden. As will be appreciated, the specific details of these transformations are only examples for purposes of illustration of the techniques that are enabled by this disclosure.
  • 26 26 zeigt ein Beispiel eines Sensorbahnmusters shows an example of a sensor track pattern 2600 2600 , das in ein biegsames Substrat , Which in a flexible substrate 2602 2602 integriert ist. is integrated. Das Bahnenmuster The track pattern 2600 2600 weist ein Paar leitfähiger Bahnen auf, von welchen eine (zum Beispiel die Bahn includes a pair of conductive traces, one of which (for example the web 2604 2604 ) ein Sensorsignal zu assoziierten Schaltungen (nicht gezeigt) bereitstellt, und von welchen die andere (zum Beispiel die Bahn ) A sensor signal to associated circuitry (not shown) provides, and the other of which (for example the web 2606 2606 ) mit der Erdung oder einer geeigneten Referenz verbunden ist. ) Is connected to the ground or a suitable reference. Einige repräsentative Beispiele anderer Bahnenmuster Some representative examples of other track patterns 2608 2608 bis to 2616 2616 , die an Stelle des Bahnenmusters That in place of the track pattern 2600 2600 verwendet werden könnten, sind ebenfalls gezeigt. could be used, are also shown. Bei einigen Umsetzungen können die Bahnen eines Bahnenmusters direkt, zum Beispiel durch Siebdrucken oder Drucken auf dem biegsamen Substrat, das zum Beispiel ein piezoresistives Textil sein kann, ausgebildet oder anderswie darin integriert werden. In some implementations, the tracks of a track pattern may directly be, for example, by screen printing or printing on the flexible substrate, which may for example be a piezoresistive textile, formed or otherwise integrated therein. Man muss jedoch darauf hinweisen, dass die Geometrien des/der Sensorbahnmuster, die Anzahl von Bahnen, die mit jedem Sensor assoziiert ist, die Anzahl, Beabstandung oder Anordnung von Sensoren, die Beziehung der Sensoren zu dem Substrat, die Anzahl von Schichten oder Substraten sowie die Beschaffenheit des/der Substrate von Anwendung zu Anwendung beträchtlich variieren können, und dass die abgebildete Konfiguration nur ein Beispiel zu veranschaulichenden Zwecken ist. However, one must point out that the geometries of the / sensor trace patterns, the number of tracks which is associated with each sensor, the number, spacing or arrangement of sensors, the relationship of the sensors to the substrate, the number of layers or substrates, and the nature of / the substrates of application may vary considerably application, and that the configuration shown is just an example for illustrative purposes.
  • 27 27 zeigt Beispiele unterschiedlicher Typen von Verzerrungen an dem biegsamen Substrat shows examples of different types of distortion to the flexible substrate 2602 2602 , die anhand des Sensorbahnmusters Identified using the sensor path pattern 2600 2600 (oder irgendeines geeigneten Bahnenmusters) erfasst werden können. (Or any suitable path pattern) can be detected. 27(a) 27 (a) zeigt das Substrat shows the substrate 2602 2602 in seinem nicht verzerrten Zustand. in its undistorted state. 27(b) 27 (b) zeigt eine Seitenansicht der Biegung des Substrats shows a side view of the bend of the substrate 2602 2602 ; ; 27(c) 27 (c) zeigt das Strecken des Substrats shows the stretching of the substrate 2602 2602 ; ; 27(d) 27 (d) stellt das Substrat illustrates the substrate 2602 2602 beim Drehen in Bezug zu dem umgebenden Material dar, und when rotating with respect to the surrounding material is, and 27(e) 27 (e) zeigt eine Seitenansicht des Substrats shows a side view of the substrate 2602 2602 beim Verdrehen aufgrund eines angelegten Drehmoments (das heißt einer Torsion). upon rotation due to an applied torque (ie, a torsion). Bei jedem dieser Szenarien ändert sich der Widerstand des piezoresistiven Substrats als Reaktion auf die angelegte Kraft (wird zum Beispiel niedriger oder höher aufgrund der Kompression oder erhöhten Trennung der leitfähigen Teilchen in dem Substrat). In each of these scenarios, the resistance of the piezoresistive substrate varies in response to the applied force (to be lower or higher due to the compression or increased separation of the conductive particles in the substrate, for example). Diese Änderung (inklusive ihre Größe und zeitlich variierende Beschaffenheit) ist über das Sensorbahnmuster This change (including their size and time-varying characteristics) is on the sensor path pattern 2600 2600 und assoziierte Elektronik (nicht gezeigt) erfassbar. and associated electronics (not shown) detected.
  • Die Reaktion eines Sensors, der wie hier beschrieben konzipiert ist, kann manipuliert werden, um sich für eine umfangreiche Vielfalt von Anwendungen zu eignen. The reaction of a sensor which is designed as described here can be manipulated in order to be suitable for a wide variety of applications. Durch Hemmen oder Einschränken der Verzerrung und/oder Verformung des biegsamen Substrats auf spezifische Arten, kann ein Sensor gebaut werden, um selektiv empfindlich auf bestimmte Krafttypen, Verzerrung usw. zu sein. By inhibiting or limiting the distortion and / or deformation of the flexible substrate to specific types, a sensor can be constructed to be selectively sensitive to certain types of forces, distortion and so on. Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen, werden spezifische Bereiche des biegsamen Substrats, in das die Sensorbahnen integriert sind, steifer gemacht als andere Bereiche des Substrats, wodurch besondere Typen von Verzerrungen und/oder Verformungen begünstigt werden. According to a particular class of reactions, specific areas of the flexible substrate, in which the sensor tracks are integrated made stiffer than other areas of the substrate, whereby special types of distortions and / or deformations are favored. Das kann unter Bezugnahme auf das in This can with reference to the in 28 28 veranschaulichte Beispiel verstanden werden, in welchem das Bahnenmuster illustrated example be understood, in which the track pattern 2600 2600 mit Versteifern with stiffeners 2802 2802 und and 2804 2804 übereinstimmen, die ebenfalls mit dem biegsamen Substrat match that also with the flexible substrate 2602 2602 , in dem die Bahnen integriert sind, verbunden oder darin integriert sind. In which the tracks are integrated, connected, or are integrated therein. Bei diesem Beispiel fördern die Versteifer In this example, the stiffeners promote 2802 2802 und and 2804 2804 das Biegen des Substrats the bending of the substrate 2602 2602 entlang der Achse AA, was effektiv wie ein biegsames Scharnier, wie in der Seitenansicht abgebildet, wirkt. along the axis AA, effectively as a flexible hinge, as shown in the side view, acts. Man weiß zu schätzen, dass die Anzahl, Platzierung und/oder Form(en) solche Versteifer manipuliert werden können, um das Erfassen einer umfangreichen Vielzahl von Verzerrungen und/oder Verformungen des Substrats zu begünstigen oder zu betonen. One can appreciate that the number, placement and / or shape (s) such stiffeners can be manipulated to favor the detection of a wide variety of distortions and / or deformations of the substrate or to stress.
  • Bei einem anderen Beispiel, das in In another example, the in 29 29 veranschaulicht ist, verwendet ein Dehnungssensor einen Kanalversteifer is illustrated, a strain sensor using a Kanalversteifer 2902 2902 und einen Schiebereglerversteifer and a Schiebereglerversteifer 2904 2904 , die zusammenwirken, um Verzerrung und/oder Verformung des Substrats Which cooperate to distortion and / or deformation of the substrate 2602 2602 entlang der Achse along the axis 2906 2906 zu begünstigen. to favor. Der Versteifer the stiffeners 2902 2902 ist um das Bahnenmuster is around the track pattern 2600 2600 ausgebildet und an dem Substrat and formed on the substrate 2602 2602 befestigt. attached. Wie gezeigt, ist ein Abschnitt des Versteifers As shown, a portion of the stiffener 2904 2904 an dem Substrat to the substrate 2602 2602 angebracht, während der restliche Abschnitt des Versteifers attached, while the remaining portion of the stiffener 2904 2904 nicht an dem Substrat not to the substrate 2602 2602 angebracht ist. is attached. Der nicht angebrachte Abschnitt des Versteifers The non-attached portion of the stiffener 2904 2904 ruht in einer Nut auf der Innenseite des Versteifers rests in a groove on the inside of the stiffener 2009 2009 , wie in Ansicht BB veranschaulicht. , As illustrated in view BB. Wenn das Substrat When the substrate 2602 2602 entlang der Achse along the axis 2906 2906 gestreckt oder kontaktiert wird, gleitet der nicht angebrachte Abschnitt des Versteifers is stretched or contacted, slides the unattached portion of the stiffener 2904 2904 in Bezug zu dem Versteifer with respect to the stiffener 2902 2902 und fördert dadurch die Verzerrungen und/oder Verformung des Substrats and thereby promotes the distortions and / or deformation of the substrate 2602 2602 und die Empfindlichkeit des Bahnenmusters and the sensitivity of the track pattern 2600 2600 für solche Kräfte. for such forces. Andererseits verringern der oder die Versteifer On the other hand decrease of the stiffeners or 2902 2902 und and 2904 2904 gemeinsam die Empfindlichkeit gegenüber anderen Kräftetypen, wie zum Beispiel Biegungen oder Verdrehungen des Substrats. Together, the sensitivity to other types of forces, such as bending or twisting of the substrate.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist ein Versteifer ein zusätzliches Materialstück, das an dem biegsamen Substrat in der Nähe des entsprechenden Bahnenmusters angebracht ist. According to some implementations, a stiffener is an additional piece of material which is attached to the flexible substrate in the vicinity of the respective path pattern. Das Material kann zum Beispiel eine Kunststofffolie sein (zum Beispiel Polyethylenterephthalat oder PET), die an dem biegsamen Substrat in der Nähe des Bahnenmusters angebracht ist. The material may, for example, a plastic film (for example polyethylene terephthalate or PET) which is attached to the flexible substrate in the vicinity of the track pattern. Alternativ kann das Material ein anderes Textilteil sein, das an dem biegsamen Substrat in der Nähe des Bahnenmusters angebracht ist. Alternatively, the material may be another textile part, which is attached to the flexible substrate in the vicinity of the track pattern. Ein solches Textil könnte in der Stärke und Dichte dem Substrat ähnlich sein, stärker und/oder dichter sein als das Substrat oder sogar dünner und/oder weniger dicht sein als das Substrat (das heißt mit der Kombination des Substrats und dem zusätzlichen Material immer noch steifer als das Substrat und das Bahnenmuster allein). Such fabric could be similar to the substrate in the thickness and density, to be stronger and / or denser than the substrate or even thinner and / or less dense than the substrate (that is, with the combination of the substrate and the additional material is still stiffer as the substrate and the track pattern alone). Als noch eine andere Alternative kann ein Versteifungsmaterial, wie zum Beispiel DuPont 5036 Dielectric Tinte, auf das biegsame Substrat in der Nähe des Bahnenmusters siebgedruckt oder gedruckt werden. As yet another alternative, a reinforcing material such as, for example, DuPont 5036 Dielectric ink, screen printed on the flexible substrate in the vicinity of the track pattern or printed.
  • Bei einigen Umsetzungen werden Versteifer an dem biegsamen Substrat auf der entgegengesetzten Seite des Substrats von dem Bahnenmuster angebracht oder ausgebildet. In some implementations stiffeners are attached to the flexible substrate on the opposite side of the substrate from the track pattern or formed. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen Versteifer auf derselben Seite des biegsamen Substrats sind wie die Bahnenmuster oder sogar auf beiden Seiten des biegsamen Substrats. However, it must be noted that implementations are contemplated in which stiffeners are on the same side of the flexible substrate as the web pattern or even on both sides of the flexible substrate. Für einige Umsetzungen, bei welchen die Versteifer auf derselben Seite des Substrats sind wie das Bahnenmuster, kann es vorzuziehen sein, dass das Material der Versteifer wenig oder kein direktes Überlappen mit den Bahnen hat, um die Sensorreaktion nicht zu verringern. For some reactions, in which the stiffeners on the same side of the substrate as the track pattern, it may be preferable that the material of the stiffener has little or no direct overlap with the tracks in order not to decrease the sensor response. Alternativ werden Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen Versteifer dazu bestimmt sind, die Empfindlichkeit des Sensors gegenüber Kräften, die nicht von Interesse sind, zu verringern. Alternatively, reactions are considered, are in which stiffener intended to reduce the sensitivity of the sensor with respect to forces that are not of interest. Ein Versteifer kann zum Beispiel ein ganzes Bahnenmuster oder Abschnitte davon abdecken, um seine Empfindlichkeit gegenüber einem Berührungsereignis zugunsten der Erfassung von Kräften, die das Substrat verzerren und/oder verformen, zu verringern. A stiffener may cover, for example, a whole track pattern, or portions thereof, to reduce its sensitivity to a touch event for the benefit of the detection of forces that distort the substrate and / or deform.
  • Die Sensorreaktion kann auch anhand geeigneter Auswahl von Materialien, aus welchen das biegsame Substrat und/oder die leitfähigen Bahnen hergestellt werden, manipuliert werden. The sensor response can be made of which the flexible substrate and / or the conductive traces also using appropriate selection of materials, be manipulated. Das biegsame Substrat kann zum Beispiel irgendeines einer Vielfalt biegsamer Materialien sein (zum Beispiel Gummi oder ein dehnbares Textil, wie zum Beispiel Spandex, oder offene Maschentextile), die piezoresistive Eigenschaften haben. The flexible substrate may, for example, any of a variety of flexible materials (for example, rubber or a stretchable fabric, such as spandex, or open mesh textile) having piezoresistive properties.
  • Das Bilden von Sensoren auf biegsamem piezoresistivem Material, wie oben beschrieben und in der anhängigen Patentanmeldung, auf die oben verwiesen wurde, ermöglicht zahlreiche nützliche Vorrichtungen, wie zum Beispiel Steuervorrichtungen (zum Beispiel für mobile Vorrichtungen) auf dem Ärmel eines Kleidungsstücks, oder Raumsteuervorrichtungen (zum Beispiel Beleuchtung, Umgebung, Sicherheit, Unterhaltung usw.) in der Armlehne eines Möbelstücks. The formation of sensors on flexible piezoresistive material as described above and in copending patent application, has been referred to above enables many useful devices, such as control devices (for example, for mobile devices) on the sleeve of a garment, or space control devices (for for example lighting, environment, security, entertainment, etc.) in the armrest of a piece of furniture. Aber, wie man zu schätzen weiß, besteht ein Potenzial für solche Sensoren, fehlerhafte Werte zu melden, falls das Material, in das die Sensoren integriert sind, verzogen oder geknittert wird, wie das der Fall in vielen normalen Nutzungssituationen sein könnte. But how to appreciate, there is a potential for such sensors to report incorrect values ​​if the material into which the sensors are integrated, is warped or wrinkled, as might be the case in many normal use situations. Die hier beschriebenen Techniken machen biegsame Sensoranordnungen gegenüber solchen Zuständen robuster. The techniques described herein make flexible sensor assemblies to such conditions robust.
  • Spezifische Umsetzungen werden nun unter Bezugnahme auf die Specific implementations are now described with reference to the 30 30 bis to 24 24 beschrieben. described. Wie man versteht, sind die spezifischen Einzelheiten dieser Umsetzungen nur Beispiele zum Zweck der Veranschaulichung der Techniken, die durch diese Offenbarung ermöglicht werden. As will be appreciated, the specific details of these transformations are only examples for purposes of illustration of the techniques that are enabled by this disclosure. 30 30 zeigt ein Beispiel einer Anordnung shows an example of arrangement 3000 3000 von Sensoren, die in ein biegsames Substrat of sensors in a flexible substrate 3002 3002 integriert ist. is integrated. Jeder Sensor weist ein Paar leitfähiger Bahnen auf, von welchen eine (die Bahn Each sensor has a pair of conductive traces, one of which (the web 3004 3004 ) ein Sensorsignal zu assoziierten Schaltungen (nicht gezeigt) bereitstellt, und von welchen die andere (zum Beispiel die Bahn ) A sensor signal to associated circuitry (not shown) provides, and the other of which (for example the web 3006 3006 ) mit der Erdung oder einer geeigneten Referenz verbunden ist. ) Is connected to the ground or a suitable reference. Einige repräsentative Beispiele anderer geeigneter Bahnenmuster Some representative examples of other suitable path pattern 3008 3008 bis to 3016 3016 sind gezeigt. are shown.
  • Bei einigen Umsetzungen können die Bahnen In some implementations, the tracks can 3004 3004 und and 3006 3006 direkt, zum Beispiel durch Siebdrucken oder Drucken auf dem Substrat directly, for example by screen printing or printing on the substrate 3002 3002 , das ein piezoresistives Textil ist, gebildet oder anderswie integriert werden. Which is a piezoresistive textile formed or some other way integrated. Man muss jedoch darauf hinweisen, dass die Geometrien der einzelnen Sensorbahnmuster, die Anzahl von Bahnen, die mit jedem Sensor assoziiert ist, die Anzahl, Beabstandung oder Anordnung von Sensoren, die Beziehung der Sensoren zu dem Substrat, die Anzahl von Schichten oder Substrate sowie die Beschaffenheit des/der Substrate von Anwendung zu Anwendung beträchtlich variieren können, und dass die abgebildete Konfiguration nur ein Beispiel zu veranschaulichenden Zwecken ist. However, one must point out that the geometries of the individual sensor trace patterns, the number of tracks which is associated with each sensor, the number, spacing or arrangement of sensors, the relationship of the sensors to the substrate, the number of layers or substrates as well as the nature of / the substrates of application may vary considerably application, and that the configuration shown is just an example for illustrative purposes. Wie man dank der folgenden Beschreibung zu schätzen weiß, können die hier beschriebenen Techniken verwendet werden, um die Leistung einer umfangreichen Reihe biegsame Sensoranordnungen zu verbessern. How to appreciate thanks to the following description, the techniques described herein can be used to improve the performance of a wide range flexible sensor arrays.
  • Gemäß einer besonderen Klasse von Umsetzungen, um Sensorisolierung und/oder konsistentere Leistung zu fördern, werden Bereiche des biegsamen Substrats, in das die Sensorbahnen integriert sind, steifer gemacht, was in weniger Verzerrung der Sensorbahnen resultiert, wenn das Substratmaterial verzerrt wird, zum Beispiel durch Knittern, Verziehen oder Falten. According to a particular class of reactions in order to promote the sensor isolation and / or consistent performance, areas of the flexible substrate, in which the sensor tracks are integrated made more rigid, resulting in less distortion of the sensor tracks, when the substrate material is distorted, for example by wrinkling, warping or wrinkles. Das versteht man unter Bezugnahme auf This refers to with reference 31 31 , in der jedes Bahnenmuster In which each track pattern 3102 3102 mit einem Versteifer with a stiffener 3104 3104 übereinstimmt, der in das biegsame Substrat (zur Klarheit nicht gezeigt), in das die Bahnen integriert sind, integriert ist. matches, which is in the flexible substrate (not shown for clarity) into which the tracks are integrated integrated. Der Versteifer the stiffeners 3104 3104 , dessen Form mit der Form des entsprechenden Bahnenmusters Whose shape with the shape of the corresponding track pattern 3102 3102 wie gezeigt übereinstimmen oder von ihr bestimmt werden kann, kann auf eine Anzahl von Arten umgesetzt werden. can be identical as shown or determined from it, can be implemented in a number of ways. Wie man zu schätzen weiß, falls der Bereich jedes Sensors und seines Versteifers im Vergleich zu den typischen Verzerrungen des Substrats klein ist, bemerkt man die Gegenwart des Versteifers eventuell nicht, was ein besonderer Vorteil für tragbare Sensorsysteme ist. How to appreciate if the area of ​​each sensor and its stiffener is small compared to the typical distortion of the substrate, you may not notice the presence of the stiffener, which is a particular advantage for portable sensor systems.
  • Gemäß einigen Umsetzungen ist ein Versteifer ein zusätzliches Materialstück, das an dem biegsamen Substrat in der Nähe des entsprechenden Bahnenmusters angebracht ist. According to some implementations, a stiffener is an additional piece of material which is attached to the flexible substrate in the vicinity of the respective path pattern. Das Material kann zum Beispiel eine Kunststofffolie sein (zum Beispiel Polyethylenterephthalat oder PET), die an dem biegsamen Substrat in der Nähe des Bahnenmusters angebracht ist. The material may, for example, a plastic film (for example polyethylene terephthalate or PET) which is attached to the flexible substrate in the vicinity of the track pattern. Alternativ kann das Material ein anderes Textilteil sein, das an dem biegsamen Substrat in der Nähe des Bahnenmusters angebracht ist. Alternatively, the material may be another textile part, which is attached to the flexible substrate in the vicinity of the track pattern. Ein solches Textil könnte in der Stärke und Dichte dem Substrat ähnlich sein, stärker und/oder dichter sein als das Substrat oder sogar dünner und/oder weniger dicht sein als das Substrat (das heißt mit der Kombination des Substrats und dem zusätzlichen Material immer noch steifer als das Substrat und das Bahnenmuster allein). Such fabric could be similar to the substrate in the thickness and density, to be stronger and / or denser than the substrate or even thinner and / or less dense than the substrate (that is, with the combination of the substrate and the additional material is still stiffer as the substrate and the track pattern alone). Als noch eine andere Alternative kann ein Versteifungsmaterial, wie zum Beispiel DuPont 5036 Dielectric Tinte, auf das biegsame Substrat in der Nähe des Bahnenmusters siebgedruckt oder gedruckt werden. As yet another alternative, a reinforcing material such as, for example, DuPont 5036 Dielectric ink, screen printed on the flexible substrate in the vicinity of the track pattern or printed.
  • Zu bemerken ist, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen der Versteifer nicht ein einzelnes Materialstück ist und/oder nicht unbedingt zu der Form des Bahnenmusters auf dieselbe Art passt, wie zum Beispiel der Versteifer It should be noted that implementations are contemplated in which the stiffener is not a single piece of material and / or not necessarily match the shape of the track pattern in the same way as the stiffener 3104 3104 . , Stattdessen werden Umsetzungen in Betracht gezogen, bei welchen der Versteifer aus einem oder mehreren Stücken oder Ablagerungen von Material bestehen kann, die irgendeine einer Vielzahl von Formen haben können, die den gewünschten Effekt erzielen, das heißt, den Verzerrungen des Bahnenmusters in der Gegenwart von Verzerrung des biegsamen Substrats, in das das Bahnenmuster integriert ist, zu widerstehen. Instead, implementations are contemplated in which the stiffener may consist of one or more pieces or deposits of material that can have any of a variety of forms which achieve the desired effect, that is, the distortion of the track pattern in the presence of distortion to resist of the flexible substrate, in which the track pattern is integrated. Beispiele alternativer Versteiferkonfigurationen sind in Examples of alternative Versteiferkonfigurationen are 31 31 gezeigt (das heißt die Konfigurationen shown (that is, the configurations 3106 3106 bis to 3110 3110 ). ). Eine Vielfalt anderer geeigneter Alternativen weiß man aufgrund der Vielfalt dieser Beispiele zu schätzen. A variety of other suitable alternatives do you appreciate due to the diversity of these examples.
  • Bei einigen dieser Umsetzungen wird der Versteifer an dem biegsamen Substrat auf der entgegengesetzten Seite des Substrats von dem Bahnenmuster angebracht oder ausgebildet. In some of these implementations, the stiffener is attached to the flexible substrate on the opposite side of the substrate from the track pattern or formed. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen der Versteifer auf derselben Seite des biegsamen Substrats ist wie die Bahnenmuster oder sogar auf beiden Seiten des biegsamen Substrats. However, it must be pointed out that reactions are considered, in which the stiffeners on the same side of the flexible substrate as the web pattern or even on both sides of the flexible substrate. Für einige Umsetzungen, bei welchen der Versteifer auf derselben Seite des Substrats ist wie das Bahnenmuster, kann es vorzuziehen sein, dass das Material des Versteifers wenig oder kein direktes Überlappen mit den Bahnen hat, um die Sensorreaktion nicht zu verringern. For some reactions, in which the stiffeners on the same side of the substrate as the track pattern, it may be preferable that the material of the stiffener has little or no direct overlap with the tracks in order not to decrease the sensor response. Das Versteifermaterial könnte zum Beispiel in den Räumen zwischen den Bahnen platziert werden. The Versteifermaterial could for example be placed in the spaces between the webs. Gemäß einigen Umsetzungen kann ein Versteifer funktionieren, um das Sensoroberflächenprofil zu heben, wodurch die Selektivität oder Empfindlichkeit verbessert wird, falls eine Textilüberlagerung hoch komprimierbar ist, zum Beispiel Fleece oder dickes Strickmaterial, das man bei bestimmten Stilen von Bekleidung antrifft. According to some implementations, a stiffener can function to lift the sensor surface profile, whereby the selectivity or sensitivity is improved, if a textile overlay is highly compressible, for example fleece or thick knitted material encountered with certain styles of clothing. Angesichts dessen sollte der Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung nicht durch Verweis auf besondere der beschriebenen Beispiele begrenzt werden. Given the scope of the present disclosure should not be limited by reference to particular example described.
  • Gemäß einer anderen Klasse von Umsetzungen, werden eine oder mehrere zusätzliche Bahnen in das biegsame Substrat verbunden mit jedem Sensorbahnmuster integriert. In another class of reactions, one or more additional webs are in the flexible substrate connected to each sensor path pattern integrated. Die zusätzlichen Bahnen stellen Informationen über den Zustand des biegsamen Substrats bereit, die verwendet werden können, um die Sensorausgabe für die dazugehörenden Bahnenmuster auf eine Art zu ändern, die die Effekte von Verzerrung des biegsamen Substrats auf der Sensorausgabe kompensiert. The webs provide additional information about the state of the flexible substrate that can be used to change the sensor output for the corresponding track pattern in a way that compensates for the effects of distortion of the flexible substrate on the sensor output. Die Nähe der zusätzlichen Bahnen zu den assoziierten Bahnenmustern und die Konfiguration der zusätzlichen Bahnen sollten derart sein, dass die zusätzlichen Bahnen die Verzerrung des biegsamen Substrats auf eine ähnliche Art erfahren wie die assoziierten Bahnenmuster. The proximity of the additional traces to the associated web patterns and the configuration of the additional webs should be such that the additional paths experience the distortion of the flexible substrate in a similar manner as the associated track pattern.
  • Gemäß einer besonderen Umsetzung, die in According to a particular implementation, in 32 32 veranschaulicht ist, „ahmt” die zusätzliche Bahn is illustrated, "mimics" the additional web 3202 3202 die Geometrie des Sensorbahnmusters the geometry of the sensor track pattern 3204 3204 nach, indem das Bahnenmuster weit umgeben wird, so dass lokale Verzerrung des biegsamen Substrats (nicht gezeigt), die das Bahnenmuster erfährt, von der zusätzlichen Bahn ähnlich erfahren wird. to by the track pattern is widely surrounded, so that local distortion of the flexible substrate (not shown) which receives the track pattern is similar to learn from the additional track. Falls diese „Nachahmungs”-Bahn ein gemeinsames Signal (zum Beispiel der Erdungspfad oder ein Ansteuersignal) hat wie der aktive Sensor, würde seine Reaktion auf Verzerrung nahe mit der Reaktion des Sensorbahnmusters auf dieselbe Verzerrung übereinstimmen. If this "Imitation" lane a common signal (e.g., the ground path or a drive signal) has as the active sensor, its response to distortion would be consistent with the reaction near the sensor track pattern on the same distortion. Zu bemerken ist, dass die Bahn It should be noted that the web 3202 3202 nicht direkt elektrisch mit irgendeiner der Bahnen des Bahnenmusters not directly electrically connected to any of the tracks of the track pattern 3204 3204 verbunden ist (zum Beispiel durch die Verwendung des Isolators is connected (for example by the use of the insulator 3206 3206 ). ). Die Isolation (zum Beispiel The isolation (for example, 3208 3208 ) kann auch bereitgestellt werden, um Nebensprechen zwischen den Informationen auf der zusätzlichen Bahn und der Sensorausgabe zu vermeiden, insbesondere für Umsetzungen, die piezoresistives Material als das Substrat, in das die Bahnen integriert sind, verwendet. ) Can also be provided to prevent crosstalk between the information on the additional web, and the sensor output, particularly for reactions, the piezoresistive material is used as the substrate, in which the tracks are integrated.
  • Gemäß diversen Umsetzungen, ist/sind das/die Signale von jedem Satz zusätzlicher Bahn(en) ein getrennter Eingang zu den Verarbeitungsschaltungen (zum Beispiel AD-Wandler und Prozessor, nicht gezeigt), die die Sensorausgaben von den Bahnenmustern ebenfalls empfangen und verarbeiten. According to various implementations, is / are the / the signals of each set of additional rail (s) a separate input to the processing circuits (for example, AD converter and processor, not shown), which also receive the sensor outputs from the track patterns and process. Der Prozessor kann diese zusätzlichen Informationen auch verwenden, um Verzerrung des biegsamen Substrats auf eine Anzahl von Arten in Abhängigkeit von der besonderen Anwendung zu kompensieren. The processor may also use this additional information to compensate for distortion of the flexible substrate in a number of ways depending on the particular application. Das Verziehen eines Textilsubstrats hat zum Beispiel eine ähnliche elektrische Auswirkung auf Signale, die von dem Bahnenmuster und der Nachahmungsbahn empfangen werden. For example, the warp of a textile substrate has a similar electrical effect on signals received from the track pattern and the imitation of the web. In dem einfachen Fall kann der Prozessor einen Wert, der das Signal von der Nachahmungsbahn darstellt, von einem Wert abziehen, der das Signal von dem Primärbahnmuster darstellt, die effektiv wie ein Differenzialpaar wirken. In the simple case, the processor can subtract a value of a value representing the signal from the imitation web, which represents the signal from the primary web patterns which effectively act as a differential pair. Da das Sensorbahnmuster Signale erzeugt, wenn es durch angelegte Kraft, die die Nachahmungsbahn nicht erfasst, aktiviert wird, kann das Signal, das für das Sensorbahnmuster einzigartig ist, durch diese Subtraktion abgeleitet werden. Since the sensor track pattern generates signals when it is activated by applied force, which does not detect the copy sheet the signal that is unique to the sensor track pattern can be derived by this subtraction can. Zu bemerken ist, dass dieser Ansatz auch für Mehrquadrantensensoren gilt, die XY-Daten erzeugen. It should be noted that this approach also applies to multi-quadrant sensors which produce the XY data.
  • Wenn das Bahnenmuster einen einfachen Ein-Ausschalter umsetzt, könnte das Signal von der zusätzlichen Bahn zum Beispiel verwendet werden, um den Schwellenwert einzustellen, den der Prozessor verwendet, um zu bestimmen, wann der Schalter aktiviert ist, das heißt entweder einschaltet oder ausschaltet. When the track pattern implements a simple on-off switch, the signal could be used by the additional web, for example, to set the threshold, the processor is used to determine when the switch is activated, that is, either turns on or off. Falls das Signal von der zusätzlichen Bahn daher um irgendeine Menge aufgrund von Verzerrung des biegsamen Substrats zunimmt, kann der Prozessor diese Informationen verwenden, um den Schalterschwellenwert entsprechend einzustellen, zum Beispiel den Schwellenwert um dieselbe Menge anteilsmäßig zu dem Signal von der zusätzlichen Bahn erhöht. If the signal from the additional web therefore increases by some amount due to distortion of the flexible substrate, the processor can use this information to set the switch threshold corresponding, for example, increases the threshold by the same amount in proportion to the signal from the additional track.
  • Bei einem anderen Beispiel, bei dem das Bahnenmuster einen Sensor umsetzt, der auf angelegte Kraft reagiert, kann das Signal von der zusätzlichen Bahn verwendet werden, um das Sensorsignal (zum Beispiel durch Subtraktion) zu verringern, um das Sensorsignal zu normalisieren. In another example, in which the track pattern reacting a sensor which responds to applied force, the signal can be used by the additional path in order to reduce the sensor signal (e.g., by subtraction) in order to normalize the sensor signal.
  • Bei noch einem anderen Beispiel können zweidimensionale Sensoranordnungen, die Signale von zusätzlichen Bahnen assoziiert mit einer Anordnung von Bahnenmustern, verwendet werden, um irgendwelche Beiträge von Verzerrung des biegsamen Substrats zu dem Bestimmen der Lage eines Berührungsereignisses auf der Anordnung zu kompensieren. In yet another example, two-dimensional sensor arrays can, the signals of additional webs associated with an array of path patterns are used to compensate for any distortion contributions of the flexible substrate to determine the location of a touch event on the array.
  • Gemäß noch einer anderen Klasse von Umsetzungen, werden Bahnenmuster, die in ein biegsames Substrat integriert sind, physisch von Verzerrungen des umgebenden Substrats anhand der Verwendung von Isolationsausschnitten in dem Substrat in der Nähe jedes Bahnenmusters isoliert. According to yet another class of reactions will track patterns, which are integrated in a flexible substrate physical distortions of the substrate surrounding each web pattern isolated by the use of insulation cut-outs in the substrate in the vicinity. Durch Isolieren des Abschnitts des Substrats, in das das Bahnenmuster integriert ist, von dem umgebenden Substrat, reagiert das Bahnenmuster weniger empfindlich auf Verzerrung des Basismaterials. By isolating the portion of the substrate, in which the track pattern is integrated, from the surrounding substrate, the track pattern is less sensitive to distortion of the base material.
  • Für Bahnenmuster, die zwei leitfähige Bahnen (zum Beispiel eine, die mit einer Referenz verbunden ist, und eine, die ein Sensorausgangssignal bereitstellt), kann das Routen der Leiter zu dem Bahnenmuster erfolgen, um die Isolation zu verbessern. For web patterns (a, which is for example connected to a reference, and provides a sensor output signal) two conductive paths, can be carried out the routing of the conductor to the track pattern, in order to improve the insulation. Das kann man unter Bezugnahme auf This can be seen on referring 33 33 verstehen, in der die Bahnenmuster understand where the web pattern 3302 3302 einen Sensorsignalausgang und Referenz-/Erdungsleiter haben, die sich von entgegengesetzten Kanten der Bahnenmuster a sensor signal output and reference / ground wire, which may differ from opposite edges of the web pattern 3302 3302 in entgegengesetzte Richtungen zu dem biegsamen Substrat (nicht gezeigt) erstrecken. in opposite directions to the flexible substrate (not shown) extend. Das erlaubt zwei Isolationsausschnitte This allows two isolation sections 3304 3304 und and 3306 3306 , um signifikante Isolierung zwischen dem Bahnenmuster To significant isolation between the track pattern 3102 3102 und dem umgebenden Substrat zu schaffen. and to create the surrounding substrate. Bei einem alternativen Beispiel erstrecken sich der Sensorsignalausgangs- und der Referenz-/Erdungsleiter von dem Bahnenmuster in dieselbe Richtung, was es einem einzigen isolierten Ausschnitt In an alternative example, the Sensorsignalausgangs- and reference / ground wire from the track pattern in the same direction extend what it one insulated cut 3314 3314 ermöglicht, signifikante Isolation zwischen dem Bahnenmuster allows significant isolation between the track pattern 3312 3312 und dem umgebenden Substrat zu schaffen. and to create the surrounding substrate. Solche Umsetzungen können von irgendeiner Form von Träger für das isolierte Bahnenmuster profitieren, wie zum Beispiel ein oder mehr Stücke Überbrückungsmaterial, die mit dem Rest des Substrats verbinden (zum Beispiel an der Lage Such reactions may benefit from some form of carrier for the isolated track pattern, such as one or more pieces bridging material which connect with the rest of the substrate (for example at the location 3315 3315 ), oder eine oder mehr zusätzliche Materialschichten über oder unter dem Substrat (nicht gezeigt). ), Or one or more additional layers of material above or below the substrate (not shown).
  • Für größere Anordnungen knapp beabstandeter Sensorbahnmuster stellt das Platzieren von Isolationsausschnitten an den Ecken der Anordnung Isolation vor Verzerrung des biegsamen Substrats entlang der zwei Hauptachsen des Basismaterials bereit. For larger arrays spaced close sensor track pattern represents the placement of insulation cut-outs at the corners of the device isolation before distortion of the flexible substrate along the two main axes of the base material ready. Ein Beispiel dafür ist durch das Bahnenmuster One example is through the track patterns 3316 3316 der the 33 33 dargestellt, dessen Bahnen einen Vierquadrantensensor umsetzen. shown, implement the paths a four-quadrant sensor. Isolationsausschnitte isolation excerpts 3318 3318 und and 3320 3320 können an den Ecken der Anordnung wie gezeigt platziert werden. can be placed at the corners of the array as shown. Bahnenmuster und Anordnungen von Bahnenmustern, die andere Geometrien haben, haben unterschiedliche Formen und Lagen für Isolationsausschnitte, die mit den Hauptverzerrungsmodi für das Basismaterial, der Konfiguration der einzelnen Bahnenmuster und/oder der Konfiguration der Anordnung von Bahnenmustern zusammenhängen. Track patterns and arrangements of track patterns that have different geometries have different shapes and positions for insulating cutouts associated with the Hauptverzerrungsmodi for the base material, the configuration of each track pattern and / or the configuration of the array of path patterns.
  • Man sollte auch bemerken, dass die hier beschriebenen Techniken in diversen Kombinationen verwendet werden können, um Sensorisolierung und/oder konsistentere Leistung der Sensorsysteme zu fördern. It should also be noted that the techniques described herein can be used in various combinations to promote sensor isolation and / or consistent performance of the sensor systems. 34 34 zeigt ein Beispiel, bei dem Versteifer shows an example in which stiffeners 3402 3402 , zusätzliche Bahnen Additional webs 3404 3404 und Isolationsausschnitte and isolation excerpts 3406 3406 und and 3408 3408 in der Nähe von Bahnenmustern near train patterns 3410 3410 bereitgestellt sind, um physische Isolierung der Bahnenmuster are provided to physically isolate the track pattern 3410 3410 von dem umgebenden biegsamen Substrat (nicht gezeigt) bereitzustellen. from the surrounding flexible substrate (not shown) provide. Bei dem Beispiel, das in In the example in 34 34 gezeigt ist, werden zusätzliche Bahnen is shown, additional pathways 3404 3404 innerhalb der Ausschnitte within the cut-outs 3406 3406 und and 3408 3408 vorgesehen und bestehen auch benachbarte Versteifer and provided also exist adjacent stiffeners 3402 3402 , um sicherzustellen, dass sie Verzerrung des Substrats auf eine Art ähnlich wie die entsprechenden Sensorbahnmuster erfahren. To ensure that they experience distortion of the substrate in a manner similar to the corresponding sensor track pattern.
  • Obwohl diverse spezifische Umsetzungen speziell gezeigt und beschrieben wurden, versteht der Fachmann, dass Änderungen der Form und Einzelheiten der offenbarten Umsetzungen erfolgen können, ohne vom Sinn oder Geltungsbereich dieser Offenbarung abzuweichen. Although several specific reactions were particularly shown and described, the skilled person understands that changes in form and details of the disclosed implementations may be made without departing from the spirit or scope of this disclosure. Es wurden hier zum Beispiel Umsetzungen beschrieben, bei welchen leitfähige Bahnen direkt auf einem biegsamen piezoresistiven Substrat ausgebildet oder anderswie darin integriert sind, um diverse Typen von Sensorsystemen zu bilden. There are here, for example, reactions described in which conductive tracks formed directly on a flexible substrate piezoresistive or otherwise incorporated therein to form various types of sensor systems. Der Geltungsbereich dieser Offenbarung ist jedoch nicht darauf begrenzt. However, the scope of this disclosure is not limited thereto. Man sollte daher festhalten, dass Umsetzungen in Betracht gezogen werden, bei welchen einige oder sogar alle der leitfähigen Bahnen eines Sensorsystems, die durch die vorliegende Offenbarung ermöglicht werden, nicht direkt auf einem biegsamen piezoresistiven Substrat ausgebildet sondern stattdessen auf einem anderen Substrat ausgebildet werden, das in Berührung mit einem piezoresistiven Substrat platziert wird. One should therefore be said that implementations are contemplated in which some or all of the conductive paths of a sensor system, which are made possible by the present disclosure is not formed directly on a flexible piezoresistive substrate but is instead formed on other substrate, the is placed in contact with a piezoresistive substrate. Die leitfähigen Bahnen, die eine Sensoranordnung bilden, können zum Beispiel auf einem nicht leitfähigen Substrat oder Substrat mit niedriger Leitfähigkeit (zum Beispiel ein Textil oder Gummi mit dielektrischen Eigenschaften) gebildet werden, das in Berührung mit einem biegsamen piezoresistiven Substrat in einer mehrschichtigen Struktur platziert wird, so dass die leitfähigen Bahnen mit dem piezoresistiven Substrat in Berührung sind. The conductive paths, which form a sensor array can be formed, for example, on a non-conductive substrate or substrate with low conductivity (for example, a textile or rubber having dielectric properties), which is placed in contact with a flexible piezoresistive substrate in a multilayer structure so that the conductive traces with the piezoresistive substrate are in contact. Wie der Fachmann versteht, kann eine solche Anordnung auf eine Art ähnlich wie Sensorsysteme funktionieren, bei welchen die leitfähigen Bahnen direkt auf dem piezoresistiven Substrat ausgebildet sind. As the skilled artisan will understand, such an arrangement may in a way similar to sensor systems work, in which the conductive tracks are formed directly on the piezoresistive substrate.
  • Schließlich und obwohl diverse Vorteile, Aspekte und Aufgaben hier unter Bezugnahme auf diverse Umsetzungen besprochen wurden, versteht man, dass der Geltungsbereich dieser Offenbarung nicht durch Verweis auf solche Vorteile, Aspekte und Aufgaben eingeschränkt werden sollte. Finally, and although various advantages, aspects and tasks were discussed herein with reference to various implementations, it is understood that the scope of this disclosure should not be limited by reference to such advantages, aspects and tasks.

Claims (25)

  1. Sensor, der Folgendes umfasst: ein biegsames piezoresistives Substrat und zwei oder mehr leitfähige Bahnen, die direkt auf dem piezoresistiven Substrat gebildet sind, wobei Widerstand zwischen den leitfähigen Bahnen mit der Kraft variiert, die an das piezoresistive Substrat angelegt wird. Sensor, comprising: a flexible piezoresistive substrate and two or more conductive tracks formed directly on the piezoresistive substrate, resistance between the conductive tracks varies with the force applied to the piezoresistive substrate.
  2. Sensor nach Anspruch 1, wobei das piezoresistive Substrat ein piezoresistives Textil ist. Sensor according to claim 1, wherein the substrate is a piezoresistive piezoresistive textile.
  3. Sensor nach Anspruch 2, wobei das piezoresistive Textil ein Gewebe oder nicht-gewebt ist. The sensor of claim 2, wherein the piezoresistive textile is a woven or non-woven.
  4. Sensor nach Anspruch 1, wobei das piezoresistive Substrat ein piezoresistiver Gummi ist. Sensor according to claim 1, wherein said piezoresistive substrate is a piezoresistive rubber.
  5. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die leitfähigen Bahnen leitfähige Tinte umfassen, die auf das piezoresistive Substrat gedruckt ist. Sensor according to one of claims 1 to 4, wherein the conductive traces comprise conductive ink printed on said piezoresistive substrate.
  6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die leitfähige Tinte eine Silikontinte umfasst, in der leitfähige Teilchen suspendiert sind. Sensor according to one of claims 1 to 5, wherein the conductive ink comprises a silicone ink suspended in the conductive particles.
  7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die leitfähigen Bahnen leitfähigen Lack umfassen, der auf dem piezoresistiven Substrat abgelagert ist. Sensor according to one of claims 1 to 4, wherein said conductive traces include conductive paint which is deposited on the piezoresistive substrate.
  8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die leitfähigen Bahnen nur auf einer Seite des piezoresistiven Substrats ausgebildet sind. Sensor according to one of claims 1 to 7, wherein the conductive tracks are formed on only one side of the piezoresistive substrate.
  9. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die leitfähigen Bahnen auf zwei entgegengesetzten Seiten des piezoresistiven Substrats ausgebildet sind. Sensor according to one of claims 1 to 7, wherein the conductive tracks are formed on two opposite sides of the piezoresistive substrate.
  10. Sensor nach Anspruch 9, wobei eine erste der leitfähigen Bahnen auf einer Seite des piezoresistiven Substrats elektrisch mit einer zweiten der leitfähigen Bahnen auf einer entgegengesetzten Seite des piezoresistiven Substrats unter Verwenden einer Durchkontaktierung, durch die man leitfähiges Material fließen lässt, unter Verwenden einer metallischen Durchkontaktierung oder Verwenden einer Metallniete verbunden ist. Sensor according to claim 9, wherein a first one of the conductive tracks on one side of the piezoresistive substrate electrically connected to a second one of the conductive paths on an opposite side of the piezoresistive substrate using a via hole through which is flowed conductive material, using a metallic via or use is connected to a metal rivet.
  11. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, der ferner ein isolierendes Material umfasst, das über einer ersten der leitfähigen Bahnen ausgebildet ist, wobei mindestens ein Abschnitt einer zweiten der leitfähigen Bahnen über dem isolierenden Material und der ersten leitfähigen Bahn ausgebildet ist. Sensor according to one of claims 1 to 10, further comprising an insulating material which is formed over a first one of the conductive tracks, wherein at least a portion of a second one of the conductive tracks is formed on the insulating material and the first conductive track.
  12. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei mindestens einige der leitfähigen Bahnen elektrisch mit entsprechenden Leitern in einem Steckverbinder an einer Kante des piezoresistiven Substrats verbunden sind. Sensor according to one of claims 1 to 11 wherein at least some of the conductive traces are electrically connected to respective conductors in a connector at one edge of the piezoresistive substrate.
  13. Sensor nach Anspruch 12, wobei der Steckverbinder einen Elastomersteckverbinder umfasst, der leitfähigen und nicht leitfähigen Gummi abwechselt, eine biegsame Leiterplatte, leitfähige Fäden, die zur Verbindung mit einer externen Baugruppe konfiguriert sind, oder ein Bündel von Leitern, das mit dem piezoresistiven Substrat mit einem leitfähigen Klebstoff und/oder leitfähigen Nieten verbunden ist, wobei der leitfähige Klebstoff und/oder die leitfähigen Nieten elektrische Verbindungen zu den leitfähigen Bahnen herstellen. The sensor of claim 12, wherein the connector comprises an elastomeric connector, the conductive and non-conductive rubber alternated, a flexible PCB, conductive threads, which are configured for connection to an external component, or a bundle of conductors, which with the piezo-resistive substrate having a is connected to the conductive adhesive and / or conductive rivets, wherein the conductive adhesive and / or conductive rivets make electrical connections to the conductive traces.
  14. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zwei oder mehr leitfähigen Bahnen eine erste leitfähige Bahn aufweisen, die durch eine erste Leitfähigkeit gekennzeichnet ist, und eine zweite leitfähige Bahn, die durch eine zweite Leitfähigkeit gekennzeichnet ist, die niedriger ist als die erste Leitfähigkeit, wobei der Sensor ferner Schaltungen umfasst, die konfiguriert sind, um ein Ende der zweiten leitfähigen Bahn mit einem ersten Signal anzusteuern, das durch einen ersten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, und ein entgegengesetztes Ende der zweiten leitfähigen Bahn mit einem zweiten Signal anzusteuern, das durch einen zweiten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um ein gemischtes Signal von der ersten leitfähigen Bahn zu empfangen, wobei das gemischte Signal Beiträge von dem ersten und zweiten Signal über das piezoresistive Substrat aufweist, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um eine Lage eines Berührungserei Sensor according to one of claims 1 to 13, wherein the two or more conductive tracks include a first conductive path that is characterized by a first conductivity, and a second conductive sheet which is characterized by a second conductivity which is lower than the first to control conductivity, wherein the sensor further comprises circuitry configured to drive an end of the second conductive path having a first signal that is characterized by a first duty cycle, and an opposite end of the second conductive path having a second signal obtained by is in a second duty cycle, wherein the circuitry is further configured to receive a mixed signal of the first conductive trace, wherein the mixed signal comprising contributions from the first and second signal over the piezoresistive substrate, the circuits are further configured to a layer of Berührungserei gnis entlang einer ersten Achse der zweiten leitfähigen Bahn in Zusammenhang mit den Beiträgen des ersten und zweiten Signals zu dem gemischten Signal zu erfassen. to detect GNIS along a first axis of the second conductive path in connection with the contribution of the first and second signal to the mixed signal.
  15. Sensor nach Anspruch 14, wobei die zwei oder mehr leitfähigen Bahnen eine dritte leitfähige Bahn aufweisen, die durch die zweite Leitfähigkeit gekennzeichnet ist, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um ein Ende der dritten leitfähigen Bahn mit einem dritten Signal, das durch einen dritten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, anzusteuern, und ein entgegengesetztes Ende der dritten leitfähigen Bahn mit einem vierten Signal, das durch einen vierten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, anzusteuern, wobei das gemischte Signal Beiträge von dem dritten und vierten Signal über das piezoresistive Substrat aufweist, und wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um die Lage des Berührungsereignisses entlang einer zweiten Achse der zweiten und dritten leitfähigen Bahn in Zusammenhang mit den Beiträgen des dritten und vierten Signals zu dem gemischten Signal zu erfassen. The sensor of claim 14, wherein the two or more conductive tracks include a third conductive path, characterized by the second conductivity, the circuits are further configured to receive an end of the third conductive path with a third signal with a third duty cycle characterized to control, and with a fourth signal that is characterized by a fourth operating cycle to drive an opposite end of the third conductive trace, wherein the mixed signal comprising contributions from the third and fourth signal over the piezoresistive substrate, and wherein the circuit further comprises are configured to detect the position of the touch event along a second axis of the second and third conductive trace in conjunction with the contributions of the third and fourth signal to the mixed signal.
  16. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 15, der ferner Schaltungen aufweist, die konfiguriert sind, um ein oder mehr Signale von den leitfähigen Bahnen zu empfangen und ein Berührungsereignis in Zusammenhang mit dem einen oder mehr Signalen zu erfassen. Sensor according to one of claims 1 to 15, further comprising circuitry configured to receive one or more signals from the conductive tracks and to detect a touch event associated with the one or more signals.
  17. Sensor nach Anspruch 16, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um die Lage des Berührungsereignisses und/oder eine Größe der Kraft des Berührungsereignisses zu bestimmen. The sensor of claim 16, wherein the circuitry is further configured to determine the location of the touch event and / or a size of the force of the touch event.
  18. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 17, wobei die leitfähigen Bahnen in einer ersten parallelen Anordnung der leitfähigen Bahnen angeordnet sind, die in eine erste Richtung ausgerichtet ist, die auf einer Seite des piezoresistiven Substrats ausgebildet ist, und in einer zweiten parallelen Anordnung der leitfähigen Bahnen, die an 90 Grad zu der ersten Anordnung ausgerichtet ist, die auf einem entgegengesetzten Ende des piezoresistiven Substrats ausgebildet ist, wobei der Sensor ferner Schaltungen umfasst, die konfiguriert sind, um sequenziell die erste Anordnung leitfähiger Bahnen anzusteuern und sequenziell die zweite Anordnung leitfähiger Bahnen abzutasten, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um eine Lage und eine Kraftgröße eines Berührungsereignisses in Zusammenhang mit Signalen, die von der zweiten Anordnung leitfähiger Bahnen empfangen werden, zu bestimmen. Sensor according to one of claims 1 to 7 and 9 to 17, wherein the conductive tracks are arranged in a first parallel arrangement of the conductive tracks, which is aligned in a first direction, which is formed on one side of the piezo-resistive substrate, and in a second parallel arrangement of the conductive tracks, which is aligned at 90 degrees to said first assembly, which is formed on an opposite end of the piezoresistive substrate, wherein the sensor further comprises circuitry configured to sequentially drive the first array of conductive tracks and sequentially the sampling second array of conductive paths, wherein the circuitry is further configured to determine a location and size of a force of a touch event associated with signals received from said second array of conductive paths.
  19. Sensor nach Anspruch 18, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um eine oder mehr zusätzliche Lagen und eine oder mehr zusätzliche Größen von Kraft von einem oder mehr zusätzlichen Berührungsereignissen, die im Wesentlichen mit dem Berührungsereignis gleichzeitig sind, zu bestimmen. To determine sensor according to claim 18, wherein the circuitry is further configured one or more additional layers and one or more additional quantities of power of one or more additional touch events that are substantially identical to the touch event at the same time.
  20. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die leitfähigen Bahnen in Quadranten angeordnet sind, wobei der Sensor ferner Schaltungen umfasst, die konfiguriert sind, um ein Berührungsereignis in Zusammenhang mit Signalen zu erfassen, die von den leitfähigen Bahnen der Quadranten empfangen werden, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um eine Lage des Berührungsereignisses, eine Kraftgröße des Berührungsereignisses, eine Bewegungsgeschwindigkeit des Berührungsereignisses und eine Bewegungsrichtung des Berührungsereignisses zu bestimmen. Sensor according to one of claims 1 to 19, wherein the conductive tracks are arranged in quadrants, wherein the sensor further comprises circuitry configured to detect a touch event in connection with signals which are received by the conductive paths of the quadrants, the circuits are further configured to determine a location of the touch event, a force size of the touch event, a moving speed of the touch event and a motion direction of the touch event.
  21. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei die leitfähigen Bahnen in einer Vielzahl leitfähiger Gruppen von Bahnen angeordnet sind, wobei jede der Gruppen leitfähiger Bahnen zwei oder mehr der leitfähigen Bahnen aufweist, wobei der Widerstand zwischen den leitfähigen Bahnen in jeder der Gruppen leitfähiger Bahnen mit der Kraft variiert, die an das piezoresistive Substrat in einer Nähe der Gruppe leitfähiger Bahnen angelegt wird, wobei der Sensor ferner Schaltungen umfasst, die konfiguriert sind, um ein oder mehr Signale von jeder der Gruppen leitfähiger Bahnen zu empfangen und Steuerinformationen als Reaktion darauf zu erzeugen, wobei die Steuerinformationen zum Steuern des Betriebs eines oder mehrerer Prozesse oder Vorrichtungen in Kommunikation mit den Schaltungen dienen. Sensor according to one of claims 1 to 20, wherein the conductive tracks are arranged in a plurality of conductive groups of tracks, each of said groups of conductive traces two or more of the conductive traces, wherein the resistance between the conductive tracks in each of said groups of conductive traces varies with the force applied to the piezoresistive substrate in a vicinity of the group of conductive traces, wherein the sensor further comprises circuitry configured to receive one or more signals from each of the groups of conductive tracks and control information in response to produce, wherein the control information for controlling the operation serve one or more processes or devices in communication with the circuits.
  22. Bekleidungsartikel, der den Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 21 aufweist, wobei das piezoresistive Substrat piezoresistives Textil ist, das in den Bekleidungsartikel eingebaut ist. Clothing article comprising the sensor according to one of claims 1 to 21, wherein said piezoresistive substrate is piezoresistive textile that is incorporated in the clothing item.
  23. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei das piezoresistive Substrat ein oder mehr Stücke piezoresistiven Textils ist, das/die in eine Kappe zum Tragen auf dem Kopf eines Menschen integriert ist/sind, wobei jedes der Stücke piezoresistiven Textils eine Anordnung der leitfähigen Bahnen trägt, wobei der Sensor ferner Schaltungen umfasst, die konfiguriert sind, um ein Berührungsereignis in Zusammenhang mit Signalen zu erfassen, die von den leitfähigen Bahnen empfangen werden, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um eine Lage des Berührungsereignisses und eine Kraftgröße des Berührungsereignisses zu bestimmen. Sensor according to one of claims 1 to 22, wherein said piezoresistive substrate is one or more pieces piezoresistive textile, the / is integrated in a cap to bear on the head of a human / are, each of said pieces piezoresistive fabric an arrangement of the conductive tracks carries, wherein the sensor further comprises circuitry configured to detect a touch event in connection with signals which are received by the conductive traces, wherein the circuitry is further configured to determine a location of the touch event and a force size of the touch event ,
  24. Sensor nach Anspruch 23, wobei die Anordnung leitfähiger Bahnen auf jedem der Stücke piezoresistiven Textils erste leitfähige Bahnen aufweist, die durch eine erste Leitfähigkeit gekennzeichnet sind, abwechselnd mit zweiten leitfähigen Bahnen, die durch eine zweite Leitfähigkeit, die niedriger ist als die erste Leitfähigkeit, gekennzeichnet sind, wobei die Schaltungen konfiguriert sind, um ein Ende jeder der zweiten leitfähigen Bahnen mit einem ersten Signal anzusteuern, das durch einen ersten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, und ein entgegengesetztes Ende jeder der zweiten leitfähigen Bahnen mit einem zweiten Signal anzusteuern, das durch einen zweiten Arbeitszyklus gekennzeichnet ist, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um ein gemischtes Signal von jeder der ersten leitfähigen Bahnen zu empfangen, wobei das gemischte Signal Beiträge von den ersten und zweiten Signalen auf benachbarten zweiten leitfähigen Bahnen über das piezoresistive Substrat aufweist, wobei The sensor of claim 23, wherein the array of conductive tracks includes first conductive traces on each of the pieces piezoresistive fabric, which are characterized by a first conductivity, alternately labeled with the second conductive traces, by a second conductivity which is lower than the first conductivity, are, the circuits are configured to drive one end of each of the second conductive lines with a first signal, which is characterized by a first work cycle, and to control an opposite end of each of the second conductive traces with a second signal generated by a second working cycle is characterized, wherein the circuitry is further configured to receive a mixed signal of each of the first conductive traces, wherein the mixed signal contributions from the first and second signals on adjacent second conductive paths over the piezoresistive substrate, die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um eine Lage eines Berührungsereignisses entlang einer ersten Achse der zweiten leitfähigen Bahnen in Zusammenhang mit den Beiträgen des ersten und zweiten Signals zu dem gemischten Signal zu erfassen. the circuits are further configured to detect a position of a touch event along a first axis of the second conductive traces associated with the contributions of the first and second signal to the mixed signal.
  25. Sensor nach Anspruch 24, wobei die zwei oder mehr leitfähigen Bahnen eine Anordnung paralleler Bahnen auf jedem der Stücke piezoresistiven Textils aufweisen, die im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Achse der zweiten leitfähigen Bahnen ausgerichtet sind, wobei die Schaltungen ferner konfiguriert sind, um zwischen mehreren Berührungsereignissen auf ein und demselben Stück piezoresistiven Textils in Zusammenhang mit Signalen, die von der Anordnung paralleler Bahnen empfangen werden, zu unterscheiden. The sensor of claim 24, wherein the two or more conductive paths having an array of parallel tracks on each of the pieces piezoresistive fabric that are oriented substantially perpendicular to the first axis of the second conductive traces, wherein the circuitry is further configured to switch between multiple touch events to be distinguished from one and the same piece of textile piezoresistive in conjunction with signals received from the array of parallel paths.
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