DE112016000408B4 - Befestigen von elektronischen komponenten an interaktiven textilien - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Befestigen einer elektronischen Komponente an einer interaktiven Textilie, wobei das Verfahren umfasst:
Erhalten einer interaktiven Textilie, die leitfähige Fäden umfasst, die in die interaktive Textilie verflochten sind, wobei jeder leitfähige Faden einen oder mehrere flexible Fäden und einen leitfähigen Draht umfasst;
Ablösen von Gewebe der interaktiven Textilie und der flexiblen Fäden der leitfähigen Fäden, um ein Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen, in der die leitfähigen Drähte freigelegt sind, wobei das Ablösen des Gewebes der interaktiven Textilie und der flexiblen Fäden der leitfähigen Fäden das Anwenden eines Heizelements auf die interaktive Textilie umfasst, um das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden zu verbrennen oder zu schmelzen und das Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen; und
Befestigen einer elektronischen Komponente an den freigelegten leitfähigen Drähten des leitfähigen Fadens im Fenster der interaktiven Textilie.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Zurzeit kann das Herstellen von Berührungssensoren komplex und kostspielig sein, speziell, wenn der Berührungssensor dazu beabsichtigt ist, leicht, flexibel oder an verschiedene unterschiedliche Arten von Gebrauch anpassbar zu sein. Konventionell sind Touchpads beispielsweise generell nicht flexibel und verhältnismäßig kostspielig, um sie herzustellen und in Objekte zu integrieren.
  • Die DE 101 55 935 A1 offenbart ein intelligentes Etikett mit zumindest einem textilen Träger, zumindest einem flexiblen draht- und/oder fadenartigen elektrischen Leiter, welcher zumindest eine Anschlussstelle für ein elektronisches Bauelement aufweist, und zumindest ein elektronisches Bauelement, welches mit der Anschlussstelle des Leiters elektrisch verbunden ist, wobei der Leiter an oder in dem textilen Träger angeordnet ist. In der EP 1 722 614 B1 ist eine hochflexible Leiterplatte mit elektrisch nicht-leitfähigen und elektrisch leitfähigen Fäden offenbart. Die US 2004 / 0 009 729 A1 offenbart einen gewebten Artikel umfassend eine Vielzahl von elektrisch isolierenden und/oder elektrisch leitenden Garnen in der Kette und eine Vielzahl von elektrisch isolierenden und/oder elektrisch leitenden Garnen im Schuss, die mit dem Garn in der Kette verwoben sind. Ein funktionelles Garn in der Kette und/oder im Schuss umfasst ein längliches Substrat mit mindestens einem elektrischen Leiter und mindestens einer elektronischen Vorrichtung darauf, wobei der mindestens eine elektrische Leiter direkt und/oder indirekt einen elektrischen Kontakt zur Verbindung mit der elektronischen Vorrichtung bereitstellt.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Dieses Dokument beschreibt Techniken und Vorrichtungen zum Befestigen von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien. Eine interaktive Textilie umfasst in die interaktive Textilie verwebten leitfähigen Faden, um einen kapazitiven Berührungssensor zu bilden, der konfiguriert ist, eine Fingereingabe zu detektieren. Die interaktive Textilie kann die Fingereingabe verarbeiten, um Berührungsdaten zu erzeugen, die verwendbar sind, um Funktionalität an verschiedenen Remotevorrichtungen zu initiieren, die drahtlos mit der interaktiven Textilie gekoppelt sind. Die interaktive Textilie kann einen Benutzer beispielsweise beim Steuern der Lautstärke an einer Stereoanlage, Pausieren eines Films, der an einem Fernseher abgespielt wird oder Auswählen einer Internetseite auf einem Desktopcomputer unterstützen. Aufgrund der Flexibilität von Textilien kann die interaktive Textilie leicht innerhalb von flexiblen Objekten wie Kleidung, Handtaschen, Gewebeumhüllungen, Hüten und so weiter integriert werden.
  • Bei verschiedenen Implementierungen wird eine interaktive Textilie, die in die interaktive Textilie verflochtene leitfähige Fäden umfasst, erhalten. Der leitfähige Faden umfasst einen leitfähigen Draht (z. B. einen Kupferdraht), der mit einem oder mehreren flexiblen Fäden (z. B. Polyester- oder Baumwollfäden) verdrillt, umflochten oder umwickelt ist. Ein Gewebeablöseverfahren wird auf die interaktive Textilie angewandt, um Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden abzulösen, um ein Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen, in welchem der leitfähige Draht freigelegt ist.
  • Bei einigen Implementierungen wendet das Gewebeablöseverfahren einen Laserstrahl auf die interaktive Textilie an, um das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden im Fenster der interaktiven Textilie abzutragen. Eine Absorption des Lasers ist niedrig, um zu bewirken, dass der Laserstrahl das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden abträgt, ohne die leitfähigen Drähte abzutragen. Das Gewebeablöseverfahren kann wechselweise ein Heizelement auf die interaktive Textilie anwenden, um das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden im Fenster der interaktiven Textilie zu verbrennen oder zu schmelzen. In diesem Fall ist eine Temperatur des Heizelements konfiguriert, das Gewebe der interaktiven Textilie und des flexiblen Fadens zu schmelzen oder zu verbrennen, ohne den leitfähigen Draht zu schmelzen oder zu verbrennen.
  • Nach dem Freilegen der leitfähigen Drähte im Fenster der interaktiven Textilie wird eine elektronische Komponente (z. B. eine flexible Leiterplatte) am freigelegten leitfähigen Draht des leitfähigen Fadens im Fenster der interaktiven Textilie befestigt. Dazu werden elektronische Platinen der elektronischen Komponente zu dem freigelegten leitfähigen Draht ausgerichtet, und Wärme angewandt, um zu bewirken, dass die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente mit dem freigelegten leitfähigen Draht verbunden werden.
  • Diese Zusammenfassung wird bereitgestellt, um vereinfachte Konzepte bezüglich des Befestigens von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien einzuführen, die in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung weitergehend beschrieben werden. Diese Kurzdarstellung dient weder der Identifizierung von Schlüsselmerkmalen oder wesentlichen Merkmalen des beanspruchten Gegenstandes, noch ist sie zur Verwendung beim Festlegen des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstandes beabsichtigt.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen von Techniken und Vorrichtungen zum Verbinden einer elektronischen Komponente mit einer interaktiven Textilie werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es werden in allen Zeichnungen die gleichen Nummern verwendet, um sich auf gleiche Merkmale und Komponenten zu beziehen:
    • 1 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Umgebung, in der Techniken, die eine interaktive Textilie verwenden, und Objekte, die diese umfassen, verkörpert sein können.
    • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes System, das eine interaktive Textilie und einen Gestenmanager umfasst.
    • 3 veranschaulicht ein Beispiel einer interaktiven Textilie gemäß einer oder mehreren Implementierungen.
    • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Umgebung, in der ein Gewebeablöseverfahren zum Freilegen leitfähiger Drähte einer interaktiven Textilie implementiert sein kann.
    • 5, die eine beispielhafte Umgebung veranschaulicht, in der ein Befestigungsprozess zum Befestigen einer elektronischen Komponente an freigelegten leitfähigen Drähten einer interaktiven Textilie implementiert werden kann.
    • 6 veranschaulicht ein beispielhaftes System, in das eine Textilmaschine zum Befestigen einer elektronischen Komponente an einer interaktiven Textilie implementiert sein kann.
    • 7 veranschaulicht ein Beispiel des Befestigens einer elektronischen Komponente an einer interaktiven Textilie.
    • 8 veranschaulicht verschiedene Komponenten eines beispielhaften Computersystems, das als irgendein Typ von Client, Server und/oder Computervorrichtung wie beschrieben unter Bezugnahme auf die vorhergehenden 1 bis 7 implementiert werden kann, um das Befestigen von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien zu implementieren.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Überblick
  • Eine interaktive Textilie umfasst in die interaktive Textilie verwebten leitfähigen Faden, um einen kapazitiven Berührungssensor zu bilden, der konfiguriert ist, eine Fingereingabe zu detektieren. Die interaktive Textilie kann die Fingereingabe verarbeiten, um Berührungsdaten zu erzeugen, die verwendbar sind, um Funktionalität an verschiedenen Remotevorrichtungen zu initiieren, die drahtlos mit der interaktiven Textilie gekoppelt sind. Die interaktive Textilie kann einen Benutzer beispielsweise beim Steuern der Lautstärke an einer Stereoanlage, Pausieren eines Films, der an einem Fernseher abgespielt wird oder Auswählen einer Internetseite auf einem Desktopcomputer unterstützen. Aufgrund der Flexibilität von Textilien kann die interaktive Textilie leicht innerhalb von flexiblen Objekten wie Kleidung, Handtaschen, Gewebeumhüllungen, Hüten und so weiter integriert werden.
  • Um eine Mehrfingereingabe zu erfassen, muss der leitfähige Faden mit elektronischen Komponenten wie flexiblen Leiterplatten verbunden sein. Eine mögliche Herangehensweise besteht daraus, die interaktiven Textilien speziell mit losen leitfähigen Fäden, die als „flottierende Fäden“ bekannt sind, herzustellen, die sich von dem Gewebe erstrecken. Am Ende des Textilherstellungsverfahrens können die elektronischen Komponenten dann mit den flottierenden Fäden verbunden werden. Dieses Verfahren des Verbindens der elektronischen Komponenten erfordert jedoch, dass der Hersteller Produkte präzise konzipiert und daran denkt, wo die flottierenden Fäden mit der Elektronik verbunden werden. Designer und Hersteller möchten in der Lage sein, interaktive Textilien auszulegen und zu fertigen, ohne beachten zu müssen, wo die elektronischen Komponenten mit den Textilien verbunden werden sollen.
  • Bei verschiedenen Implementierungen wird ein Gewebeablöseverfahren auf eine interaktive Textilie angewandt, um zu ermöglichen, dass elektronische Komponenten an leitfähigen Fäden befestigt werden können, die vollständig in die interaktive Textilie 102 verflochten sind. Eine interaktive Textilie, die in die interaktive Textilie verflochtenen leitfähigen Faden umfasst, wird erhalten. Der leitfähige Faden umfasst einen leitfähigen Draht (z. B. einen Kupferdraht), der mit einem oder mehreren flexiblen Fäden (z. B. Polyester- oder Baumwollfäden) verdrillt, umflochten oder umwickelt ist. Ein Gewebeablöseverfahren wird auf die interaktive Textilie angewandt, um Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden abzulösen, um ein Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen, in welchem der leitfähige Draht freigelegt ist.
  • Bei einigen Implementierungen wendet das Gewebeablöseverfahren einen Laserstrahl auf die interaktive Textilie an, um das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden im Fenster der interaktiven Textilie abzutragen. Eine Absorption des Lasers ist niedrig, um zu bewirken, dass der Laserstrahl das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden abträgt, ohne die leitfähigen Drähte abzutragen. Das Gewebeablöseverfahren kann wechselweise ein Heizelement auf die interaktive Textilie anwenden, um das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden im Fenster der interaktiven Textilie zu verbrennen oder zu schmelzen. In diesem Fall ist eine Temperatur des Heizelements konfiguriert, das Gewebe der interaktiven Textilie und des flexiblen Fadens zu schmelzen oder zu verbrennen, ohne den leitfähigen Draht zu schmelzen oder zu verbrennen.
  • Nach dem Freilegen der leitfähigen Drähte im Fenster der interaktiven Textilie wird eine elektronische Komponente (z. B. eine flexible Leiterplatte) am freigelegten leitfähigen Draht des leitfähigen Fadens im Fenster der interaktiven Textilie befestigt. Dazu werden elektronische Platinen der elektronischen Komponente zu dem freigelegten leitfähigen Draht ausgerichtet, und Wärme angewandt, um zu bewirken, dass die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente mit dem freigelegten leitfähigen Draht verbunden werden.
  • Insbesondere ermöglichen die beschriebenen Techniken, interaktive Textilien auf eine standardgemäßere Art und Weise herzustellen, ohne das Auslegen unterschiedlicher Größen oder Produkte beachten zu müssen, damit die elektronischen Komponenten in einem bestimmten Bereich der Textilie verbunden werden können. Dies zu tun gibt Entwicklern von interaktiven Textilien die Freiheit, die interaktiven Textilien zu entwerfen, und dann herzugehen und elektronische Komponenten zu befestigen, wo auch immer sie diese benötigen, anstatt das Textillayout mit einem spezifischen Verbindungspunkt im Sinn auszulegen.
  • Beispielhafte Umgebung
  • 1 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Umgebung 100, in der Techniken, die eine interaktive Textilie verwenden, und Objekte, die eine interaktive Textilie umfassen, verkörpert sein können. Die Umgebung 100 umfasst eine interaktive Textilie 102, die als, innerhalb von verschiedenen Objekten 104 integriert gezeigt ist. Die interaktive Textilie 102 ist eine Textilie, die konfiguriert ist, Mehrfachberührungseingabe zu erfassen. Wie hierin beschrieben entspricht eine Textilie jedem Typ von flexiblem Gewebematerial, das aus einem Netzwerk von natürlichen oder künstlichen Fasern besteht, die häufig als Faden oder Garn bezeichnet werden. Textilien können durch Weben, Stricken, Häkeln, Verknoten oder Zusammenpressen von Fäden gebildet werden.
  • In der Umgebung 100 umfassen die Objekte 104 „flexible“ Objekte wie ein Hemd 104-1, einen Hut 104-2 und eine Handtasche 104-3. Es ist jedoch zu beachten, dass die interaktive Textilie 102 innerhalb jedes Typs von flexiblem Objekt integriert sein kann, das aus Gewebe oder einem ähnlichen flexiblen Material ausgeführt ist wie Kleidungsstücke, Decken, Duschvorhänge, Handtücher, Bettücher, Bettdecken oder Gewebehüllen von Möbeln, um nur einige zu nennen. Die interaktive Textilie 102 kann innerhalb von flexiblen Objekten 104 in einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten und Weisen, einschließlich Weben, Nähen, Kleben und so weiter integriert sein.
  • Bei diesem Beispiel umfassen die Objekte 104 weiter „harte“ Objekte wie einen Plastikbecher 104-4 und ein hartes Smartphonegehäuse 104-5. Es ist jedoch zu beachten, dass die harten Objekte 104 jeden Typ von „harten“ oder „starren“ Objekten umfassen können, die aus nichtflexiblen oder halbflexiblen Materialien wie Kunststoff, Metall, Aluminium und so weiter hergestellt sind. Die harten Objekte 104 können beispielsweise auch Kunststoffstühle, Wasserflaschen, Kunststoffkugeln oder Autoteile umfassen, um nur einige zu nennen. Die interaktive Textilie 102 kann innerhalb von harten Objekten 104 unter Verwendung einer Vielzahl von unterschiedlichen Herstellungsverfahren integriert sein. Bei einer oder mehreren Implementierungen wird Spritzgießen verwendet, um die interaktiven Textilien 102 in harte Objekte 104 zu integrieren.
  • Die interaktive Textilie 102 ermöglicht einem Benutzer, das Objekt 104, in das die interaktive Textilie 102 integriert ist, oder eine Vielzahl anderer Computervorrichtungen 106 über ein Netzwerk 108 zu steuern. Die Computervorrichtungen 106 sind mit verschiedenen nicht begrenzenden beispielhaften Vorrichtungen veranschaulicht: Server 106-1, Smartphone 106-2, Laptop 106-3, Computerbrille 106-4, Fernseher 106-5, Kamera 106-6, Tablet 106-7, Desktop 106-8 und Smartwatch 106-9, obwohl andere Vorrichtungen wie beispielsweise Automatisierung privater Haushalte und Steuersysteme, Sound- oder Unterhaltungssysteme, Haushaltsvorrichtungen, Sicherheitssysteme, Netbooks und e-Leser auch verwendet werden können. Zu beachten ist, dass die Computervorrichtung 106 tragbar (z. B. Computerbrillen und Smartwatches), nichttragbar aber mobil (z. B. Laptops und Tablets) oder verhältnismäßig immobil (z. B. Desktops und Server) sein kann.
  • Das Netzwerk 108 umfasst eine oder mehrere von vielen Arten von drahtlosen oder teilweise drahtlosen Kommunikationsnetzwerken wie ein lokales Netzwerk (LAN), ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), ein Personal Area Network (PAN), ein Wide Area Network (WAN), ein Intranet, das Internet, ein Peer-to-Peer-Netzwerk, Punkt-zu-Punkt-Netzwerk, Maschennetzwerk und so weiter.
  • Die interaktive Textilie 102 kann mit Computervorrichtungen 106 durch Übertragen von Berührungsdaten durch das Netzwerk 108 interagieren. Die Computervorrichtung 106 verwendet die Berührungsdaten, um die Computervorrichtung 106 oder Anwendungen an der Computervorrichtung 106 zu steuern. So kann beispielsweise diese interaktive Textilie 102, die in Hemd 104-1 integriert ist, konfiguriert sein, das Smartphone des Benutzers 106-2 in der Tasche des Benutzers, den Fernseher 106-5 im Haushalt des Benutzers, die Smartwatch 106-9 am Handgelenk des Benutzers oder verschiedene andere Vorrichtungen im Haus des Benutzers wie Thermostate, Lichter, Musik und so weiter zu steuern. Der Benutzer kann beispielsweise in der Lage sein, an der interaktiven Textilie 102, die innerhalb des Hemdes des Benutzers 104-1 integriert ist, nach oben oder nach unten zu wischen, um zu bewirken, dass sich die Lautstärke am Fernseher 106-5 verringert oder erhöht, um zu bewirken, dass sich die Temperatur, die durch einen Thermostat im Haus des Benutzers geregelt wird, erhöht oder verringert, oder um Lichter im Haus des Benutzers ein- und auszuschalten. Zu beachten ist, dass jede Art von Berührungs-, Tipp-, Wisch-, Halte- oder Streichgeste von der interaktiven Textilie 102 erkannt werden kann.
  • Dies ist ausführlicher in 2 zu ersehen, die ein beispielhaftes System 200 veranschaulicht, das eine interaktive Textilie und einen Gestenmanager umfasst. Im System 200 ist die interaktive Textilie 102 in einem Objekt 104 integriert, die als ein flexibles Objekt (z. B. Hemd 104-1, Hut 104-2 oder Handtasche 104-3) oder ein hartes Objekt (z. B. Plastikbecher 104-4 oder Smartphonegehäuse 104-5) implementiert sein kann.
  • Die interaktive Textilie 102 ist konfiguriert, eine Mehrfachberührungseingabe von einem Benutzer zu erfassen, wenn ein oder mehrere Finger der Hand des Benutzers die interaktive Textilie 102 berühren. Die interaktive Textilie 102 kann auch konfiguriert sein, eine Gesamthandberührungseingabe von einem Benutzer zu erfassen, wie beispielsweise, wenn eine gesamte Hand des Benutzers die interaktive Textilie 102 berührt oder darüberwischt. Um dies zu ermöglichen, umfasst die interaktive Textilie 102 einen kapazitiven Berührungssensor 202, der mit einem oder mehreren elektronischen Komponenten 203 wie flexiblen Leiterplatten, Sensoren, Heizelementen und so weiter gekoppelt ist. In einigen Fällen kann die elektronische Komponente 203 eine Textilsteuerung 204 und eine Stromquelle 206 umfassen.
  • Der kapazitive Berührungssensor 202 ist konfiguriert, eine Berührungseingabe zu erfassen, wenn ein Objekt wie ein Finger, eine Hand eines Benutzers oder ein leitfähiger Griffel sich dem kapazitiven Berührungssensor 202 nähert oder Kontakt damit herstellt. Im Gegensatz zu konventionellen harten Touchpads verwendet der kapazitive Berührungssensor 202 einen leitfähigen Faden 208, der in die interaktive Textilie 102 gewebt ist, um eine Fingereingabe zu erfassen. Daher verändert der kapazitive Berührungssensor 202 die Flexibilität der interaktiven Textilie 102 nicht, was ermöglicht, dass die interaktive Textilie 102 leicht innerhalb von Objekten 104 integriert werden kann.
  • Die Stromquelle 206 ist mit der Textilsteuerung 204 gekoppelt, um Strom an die Textilsteuerung 204 bereitzustellen, und sie kann als eine kleine Batterie implementiert sein. Die Textilsteuerung 204 ist mit dem kapazitiven Berührungssensor 202 gekoppelt. Drähte von den leitfähigen Fäden 208 können beispielsweise mit der Textilsteuerung 204 unter Verwendung von einer flexiblen PCB, Kreppen, Kleben mit leitfähigem Kleber, Löten und so weiter verbunden sein.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen können die elektronischen Bauteile 203 auch eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen wie Lichtquellen (z. B. LEDs), Displays oder Lautsprecher umfassen. In diesem Fall können die Ausgabevorrichtungen mit der Textilsteuerung 204 auch verbunden sein, um der Textilsteuerung 204 zu ermöglichen, ihre Ausgabe zu steuern.
  • Die Textilsteuerung 204 ist in Schaltungen implementiert, die konfiguriert sind, den Ort der Fingereingabe auf dem leitfähigen Faden 208 sowie Bewegung der Fingereingabe zu detektieren. Wenn ein Objekt wie ein Finger eines Benutzers den kapazitiven Berührungssensor 202 berührt, kann die Position der Berührung von der Steuerung 204 mittels Detektieren einer Kapazitätsänderung auf dem Gitter des leitfähigen Fadens 208 bestimmt werden. Die Textilsteuerung 204 verwendet die Berührungseingabe, um Berührungsdaten zu erzeugen, die verwendbar sind, um die Computervorrichtung 102 zu steuern. Die Berührungseingabe kann beispielsweise verwendet werden, um verschiedene Gesten wie Einzelfingerberührungen (z. B. Berührungen, Tippen und Halten), Mehrfingerberührungen (z. B. Zweifingerberührungen, Zweifingertippen, Zweifingerhalten und Auf- und Zuziehen), Einzelfinger- und Mehrfingerwischen (z. B. nach oben Wischen, nach unten Wischen, nach rechts Wischen, nach links Wischen) und Gesamthandinteraktionen (z. B. das Berühren der Textilie mit der gesamten Hand des Benutzers, das Abdecken der Textilie mit der gesamten Hand des Benutzers, das Pressen der Textilie mit der gesamten Hand des Benutzers, Handflächenberührungen und Rollen, Verdrehen oder Drehen der Hand des Benutzers während des Berührens der Textilie). Der kapazitive Berührungssensor 202 kann als ein Eigenkapazitätssensor oder ein projiziert-kapazitiver Sensor implementiert sein, der nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
  • Das Objekt 104 kann auch Netzwerkschnittstellen 210 umfassen, um Daten wie Berührungsdaten über verdrahtete, drahtlose oder optische Netzwerke zu Computervorrichtungen 106 zu kommunizieren. Beispielhaft und nicht darauf beschränkt können Netzwerkschnittstellen 210 Daten über ein lokales Netzwerk (LAN), ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), ein Personal Area Network (PAN) (z. B. Bluetooth™), ein Wide Area Network (WAN), ein Intranet, das Internet, ein Peer-to-Peer-Netzwerk, Punkt-zu-Punkt-Netzwerk, ein Maschennetzwerk und dergleichen (z. B. durch das Netzwerk 108 von 1) kommunizieren.
  • Bei diesem Beispiel umfasst die Computervorrichtung 106 einen oder mehrere Computerprozessoren 212 und das computerlesbare Speichermedium (Speichermedium) 214. Das Speichermedium 214 umfasst Anwendungen 216 und/oder ein Betriebssystem (nicht gezeigt), die als computerlesbare Befehle verkörpert sind, die durch Computerprozessoren 212 ausführbar sind, um in einigen Fällen hier beschriebene Funktionalitäten bereitzustellen. Das Speichermedium 214 umfasst zudem einen Gestenmanager 218 (nachfolgend beschrieben).
  • Die Computervorrichtung 106 kann auch ein Display 220 und Netzwerkschnittstellen 222 umfassen, um Daten über verdrahtete, drahtlose oder optische Netzwerke zu kommunizieren. Beispielsweise können die Netzwerkschnittstellen 222 Berührungsdaten empfangen, die von der interaktiven Textilie 102 von Netzwerkschnittstellen 210 des Objekts 104 erfasst werden. Beispielhaft und nicht darauf beschränkt kann Netzwerkschnittstelle 222 Daten über ein lokales Netzwerk (LAN), ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), ein Personal Area Network (PAN) (z. B. Bluetooth™), ein Wide Area Network (WAN), ein Intranet, das Internet, ein Peer-to-Peer-Netzwerk, Punkt-zu-Punkt-Netzwerk, ein Maschennetzwerk und dergleichen kommunizieren.
  • Der Gestenmanager 218 ist fähig mit Anwendungen 216 und der interaktiven Textilie 102 effektiv zu interagieren, um verschiedene Funktionalitäten, die mit der Computervorrichtung 106 und/oder Anwendungen 216 verbunden sind, durch eine Fingereingabe (z. B. Gesten), die von der interaktiven Textilie 102 empfangen wurde, zu aktivieren. Der Gestenmanager 218 kann in einer Computervorrichtung 106 implementiert sein, das sich lokal zum Objekt 104 oder entfernt von Objekt 104 befindet.
  • Nachdem ein System beschrieben wurde, in das die interaktive Textilie 102 implementiert werden kann, erfolgt jetzt eine detailliertere Beschreibung der interaktiven Textilie 102.
  • 3 veranschaulicht ein Beispiel 300 der interaktiven Textilie 102 gemäß einer oder mehreren Implementierungen. Bei diesem Beispiel umfasst die interaktive Textilie 102 nicht leitfähige Fäden 302, die mit den leitfähigen Fäden 208 verwebt sind, um die interaktive Textilie 102 zu bilden. Die nicht leitfähigen Fäden 302 können jedem Typ von nicht leitfähigem Faden, Faser oder Gewebe wie Baumwolle, Wolle, Seide, Nylon, Polyester und so weiter entsprechen.
  • Bei 304 ist eine vergrößerte Ansicht des leitfähigen Fadens 208 veranschaulicht. Der leitfähige Faden 208 umfasst einen leitfähigen Draht 306, der mit einem flexiblen Faden 308 verdrillt, umflochten oder umwickelt ist. Das Verdrillen des leitfähigen Drahtes 306 mit dem flexiblen Faden 308 bewirkt, dass der leitfähige Faden 208, flexibel und dehnbar ist, was ermöglicht, dass der leitfähige Faden 208 leicht mit den nicht leitfähigen Fäden 302 verwebt werden kann, um die interaktive Textilie 102 zu bilden.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen ist der leitfähige Draht 306 ein dünner Kupferdraht. Es ist jedoch zu beachten, dass der leitfähige Draht 306 auch unter Verwendung anderer Materialien wie Silber, Gold oder anderer Materialien, die mit einem elektrisch leitfähigen Polymer beschichtet sind, implementiert werden kann. Der flexible Faden 308 kann als jeder Typ von flexiblem Faden oder flexibler Faser wie Baumwolle, Wolle, Seide, Nylon, Polyester und so weiter implementiert werden.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen umfasst der leitfähige Faden 208 einen leitfähigen Kern, der mindestens einen leitfähigen Draht 306 (z. B. einen oder mehrere Kupferdrähte) und eine Deckschicht, die konfiguriert ist, den leitfähigen Kern abzudecken, der aus flexiblen Fäden 308 hergestellt ist. In einigen Fällen ist der leitfähige Draht 306 des leitfähigen Kerns isoliert. Alternativ ist der leitfähige Draht 306 des leitfähigen Kerns nicht isoliert.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen kann der leitfähige Kern unter Verwendung eines einzelnen geraden leitfähigen Drahts 306 implementiert sein. Alternativ kann der leitfähige Kern unter Verwendung eines leitfähigen Drahts 306 und von einem oder mehreren flexiblen Fäden 308 implementiert sein. Der leitfähige Kern kann beispielsweise durch Verdrillen von einem oder mehreren flexiblen Fäden 308 (z. B. Seidenfäden, Polyesterfäden oder Baumwollfäden) mit dem leitfähigen Draht 306 (z. B. wie gezeigt bei 304 von 3) oder durch Wickeln von flexiblen Fäden 308 um den leitfähigen Draht 306 gebildet werden.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen umfasst der leitfähige Kern flexible Fäden 308, die mit dem leitfähigen Draht 306 umflochten sind. Eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten von flexiblen Fäden 308 kann zum Umflechten mit dem leitfähigen Draht 306 verwendet werden, wie beispielsweise Polyester oder Baumwolle, um den leitfähigen Kern zu bilden. Bei einer oder mehreren Implementierungen werden jedoch Seidenfäden für den umflochtenen Aufbau des leitfähigen Kerns verwendet. Die Seidenfäden sind geringfügig verdrillt, was ermöglicht, dass die Seidenfäden den leitfähigen Draht 306 „greifen“ oder daran festhalten. Daher kann das Verwenden von Seidenfäden die Geschwindigkeit erhöhen, mit der der umflochtene leitfähige Kern hergestellt werden kann. Im Gegensatz dazu ist ein flexibler Faden wie Polyester schlüpfrig und „greift“ daher den leitfähigen Draht nicht so gut wie Seide. Daher ist ein schlüpfriger Faden schwieriger mit dem leitfähigen Draht zu umflechten, was das Herstellungsverfahren verlangsamen kann.
  • Ein zusätzlicher Vorteil von der Verwendung von Seidenfäden, um den umflochtenen leitfähigen Kern zu erzeugen, ist, dass Seide sowohl dünn als auch robust ist, was das Herstellen eines dünnen leitfähigen Kerns ermöglicht, der während des Webprozesses der interaktiven Textilie nicht bricht. Ein dünner leitfähiger Kern ist vorteilhaft, da er dem Hersteller ermöglicht, jede gewünschte Dicke zu erzeugen, die er für den leitfähigen Faden 208 haben möchte (z. B. dick oder dünn), wenn er den leitfähigen Kern mit der zweiten Schicht abdeckt.
  • Nach dem Bilden des leitfähigen Kerns wird eine Deckschicht erstellt, um den leitfähigen Kern abzudecken. Bei einer oder mehreren Implementierungen wird die Deckschicht durch Wickeln von flexiblen Fäden (z. B. Polyesterfäden, Baumwollfäden, Wollfäden oder Seidenfäden) um den leitfähigen Kern erstellt. Die Deckschicht kann beispielsweise durch Wickeln von Polyesterfäden um den leitfähigen Kern bei annähernd 1900 Umdrehungen pro Yard gebildet werden.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen umfasst die Deckschicht flexible Fäden, die um den leitfähigen Kern herum geflochten sind. Die umflochtene Deckschicht kann unter Verwendung des gleichen Typs von Umflechtung wie vorstehend beschrieben gebildet werden. Jeder Typ von flexiblem Faden 308 kann für die umflochtene Deckschicht verwendet werden. Die Dicke des flexiblen Fadens und die Anzahl an flexiblen Fäden, die um den leitfähigen Kern geflochten werden, können basierend auf der gewünschten Dicke des leitfähigen Fadens 208 ausgewählt werden. Wenn der leitfähige Faden 208 beispielsweise dazu beabsichtigt ist für Jeansgewebe verwendet zu werden, kann ein dickerer flexibler Faden (z. B. Baumwolle) und/oder eine größere Anzahl an flexiblen Fäden verwendet werden, um die Deckschicht zu bilden.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen wird der leitfähige Faden 208 mit einer „doppelt umflochtenen“ Struktur erstellt. In diesem Fall wird der leitfähige Kern durch Umflechten von flexiblen Fäden wie Seide mit einem leitfähigen Draht (z. B. Kupfer) wie vorstehend beschrieben gebildet. Dann wird die Deckschicht durch Flechten von flexiblen Fäden (z. B. Seidenstoff, Baumwolle oder Polyester) um den leitfähigen Kern herum gebildet. Die doppelt umflochtene Struktur ist robust und es ist daher unwahrscheinlich, dass sie bricht, wenn während des Webprozesses daran gezogen wird. Wenn an dem doppelt umflochtenen leitfähigen Faden gezogen wird, zieht sich die umflochtene Struktur zusammen und zwingt den umflochtenen Kern aus Kupfer, sich auch zusammenzuziehen, was die gesamte Struktur stärker macht. Weiter ist die doppelt umflochtene Struktur weich und sieht im Gegensatz zu einem Kabel wie normales Garn aus, was für die Ästhetik und das Gefühl wichtig ist.
  • Die interaktive Textilie 102 kann kostengünstig und effizient unter Verwendung von jedem konventionellen Webprozess (z. B. Jacquardweben oder 3D-Weben) gebildet werden, der das Verschachteln eines Satzes von längeren Fäden (genannt Webkette) mit einem Satz von kreuzenden Fäden (genannt Einschlag) einbezieht. Das Weben kann auf einem Rahmen oder einer Maschine implementiert werden, die als Webstuhl bekannt ist, von der es eine Anzahl von Arten gibt. Daher kann ein Webstuhl nicht leitfähige Fäden 302 mit leitfähigen Fäden 208 verweben, um die interaktive Textilie 102 zu erzeugen.
  • Im Beispiel 300 wird der leitfähige Faden 208 in die interaktive Textilie 102 gewebt, um ein Gitter zu bilden, das einen Satz von im Wesentlichen parallelen leitfähigen Fäden 208 und einen zweiten Satz von im Wesentlichen parallelen leitfähigen Fäden 208, der den ersten Satz von leitfähigen Fäden kreuzt, umfasst, um das Gitter zu bilden. Bei diesem Beispiel ist der erste Satz von leitfähigen Fäden 208 horizontal ausgerichtet und der zweite Satz von leitfähigen Fäden 208 ist vertikal ausgerichtet, sodass der erste Satz von leitfähigen Fäden 208 im Wesentlichen orthogonal zum zweiten Satz von leitfähigen Fäden 208 positioniert ist. Es ist jedoch denkbar, dass leitfähige Fäden 208 derart ausgerichtet sein können, dass kreuzende leitfähige Fäden 208 nicht orthogonal zueinander sind. In einigen Fällen können kreuzende leitfähige Fäden 208 ein diamantförmiges Gitter bilden. Während die leitfähigen Fäden 208 als voneinander beabstandet in 3 veranschaulicht sind, ist zu beachten, dass die leitfähigen Fäden 208 sehr eng miteinander verwebt sein können. Beispielsweise können in einigen Fällen zwei oder drei leitfähige Fäden eng miteinander in jeder Richtung verwebt sein. In einigen Fällen können die leitfähigen Fäden weiter als parallele Erfassungsleitungen ausgerichtet sein, die sich nicht kreuzen oder schneiden.
  • Der leitfähige Draht 306 kann isoliert sein, um direkten Kontakt zwischen kreuzenden leitfähigen Fäden 208 zu verhindern. Um dies zu tun, kann der leitfähige Draht 306 mit einem Material wie Email oder Nylon beschichtet werden. Alternativ kann die interaktive Textilie anstatt mit isolierendem leitfähigem Draht 306 mit drei separaten Textilschichten erzeugt werden, um sicherzustellen, dass kreuzende leitfähige Fäden 208 keinen direkten Kontakt miteinander herstellen. Die drei Textilschichten können (z. B. durch Zusammennähen oder miteinander Verkleben der Schichten) kombiniert werden, um die interaktive Textilie 102 zu bilden. Bei diesem Beispiel kann eine erste Textilschicht horizontale leitfähige Fäden 208 umfassen und eine zweite Textilschicht kann vertikale leitfähige Fäden 208 umfassen. Eine dritte Textilschicht, die keine leitfähigen Fäden umfasst, kann zwischen den ersten und zweiten Textilschichten positioniert sein, um vertikale leitfähige Fäden davon abzuhalten, direkten Kontakt mit horizontalen leitfähigen Fäden 208 herzustellen.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen umfasst die interaktive Textilie 102 eine obere Textilschicht und eine untere Textilschicht. Die obere Textilschicht umfasst leitfähige Fäden 208, die in die obere Textilschicht gewebt sind, und die untere Textilschicht umfasst auch leitfähige Fäden, die in die untere Textilschicht gewebt sind. Wenn die obere Textilschicht mit der unteren Textilschicht kombiniert wird, bilden die leitfähigen Fäden von jeder Schicht den kapazitiven Berührungssensor 202. Die obere Textilschicht und die untere Textilschicht können in einer Vielzahl von unterschiedlichen Arten und Weisen wie durch Weben, Vernähen oder Verkleben der Schichten kombiniert werden, um die interaktive Textilie 102 zu bilden. Bei einer oder mehreren Implementierungen werden die oberen und unteren Textilschichten unter Verwendung eines Jacquardwebprozesses oder irgendeinem Typ von 3D-Webprozess kombiniert. Wenn die oberen und unteren Textilschichten kombiniert werden, koppeln die leitfähigen Fäden der Oberschicht mit den leitfähigen Fäden der Unterschicht, um den kapazitiven Berührungssensor 202 wie vorstehend beschrieben zu bilden.
  • Während des Betriebs kann der kapazitive Berührungssensor 202 konfiguriert sein, Positionen einer Fingereingabe auf dem Gitter aus leitfähigem Faden 208 unter Verwendung von Eigenkapazitätserfassung oder projizierend-kapazitiver Erfassung zu bestimmen.
  • Wenn die Textilsteuerung 204 als ein Eigenkapazitätssensor konfiguriert ist, lädt sie kreuzende leitfähige Fäden 208 (z. B. horizontale und vertikale leitfähige Fäden) durch Anlegen eines Steuersignals (z. B. eines Sinussignals) an jedem leitfähigen Faden 208. Wenn ein Objekt wie der Finger des Benutzers das Gitter aus leitfähigem Faden 208 berührt, werden die berührten leitfähigen Fäden 208 geerdet, was die Kapazität auf den berührten leitfähigen Fäden 208 ändert (die Kapazität z. B. erhöht oder verringert).
  • Die Textilsteuerung 204 verwendet die Kapazitätsänderung, um das Vorhandensein des Objekts zu identifizieren. Um dies zu tun, detektiert die Textilsteuerung 204 eine Position der Fingereingabe durch Detektieren, welcher horizontaler leitfähiger Faden 208 berührt wurde und welcher vertikaler leitfähiger Faden 208 berührt wurde durch Detektieren von Kapazitätsänderungen von jedem entsprechenden leitfähigen Faden 208. Die Textilsteuerung 204 verwendet den Schnittpunkt der kreuzenden leitfähigen Fäden 208, die berührt wurden, um die Position der Berührungseingabe am kapazitiven Berührungssensor 202 zu bestimmen. Die Textilsteuerung 204 kann Berührungsdaten durch Bestimmen der Position von jeder Berührung als X,Y-Koordinaten auf dem Gitter aus leitfähigem Faden 208 bestimmen.
  • Bei Implementieren als ein Eigenkapazitätssensor können „Geisterbilder“ auftreten, wenn eine Mehrfingereingabe empfangen wird. Nehmen wir an, dass ein Benutzer das Gitter aus leitfähigem Faden 208 beispielsweise mit zwei Fingern berührt. Wenn dies erfolgt, bestimmt die Textilsteuerung 204 X- und Y-Koordinaten für jede der zwei Berührungen. Die Textilsteuerung 204 kann jedoch unfähig sein, zu bestimmen, wie die X-Koordinate mit ihrer entsprechenden Y-Koordinate abzugleichen ist. Wenn beispielsweise eine erste Berührung die Koordinaten X1, Y1 aufweist und eine zweite Berührung die Koordinaten X4, Y4 aufweist, kann die Textilsteuerung 204 auch „Geister“-Koordinaten X1, Y4 und X4, Y 1 detektieren.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen ist die Textilsteuerung 204 konfiguriert, „Bereiche“ von Fingereingabe, die zwei oder mehr Fingereingabepunkten auf dem Gitter aus leitfähigem Faden 208 entsprechen, zu detektieren. Die leitfähigen Fäden 208 können eng miteinander verwebt sein, sodass, wenn ein Objekt das Gitter aus leitfähigem Faden 208 berührt, die Kapazität für mehrere horizontale leitfähige Fäden 208 und/oder mehrere vertikale leitfähige Fäden 208 geändert wird. Eine einzelne Berührung mit einem einzelnen Finger kann beispielsweise die Koordinaten X1, Y1 und X2, Y1 erzeugen. Daher kann die Textilsteuerung 204 konfiguriert sein, Fingereingabe zu detektieren, wenn die Kapazität für mehrere horizontale leitfähige Fäden 208 und/oder mehrere vertikale leitfähige Fäden 208 geändert wird. Zu beachten ist, dass dies den Effekt von Geisterbildern entfernt, da die Textilsteuerung 204 keine Fingereingabe detektiert, wenn zwei Einzelpunktperührungen detektiert werden, die voneinander beabstandet sind.
  • Alternativ lädt die Textilsteuerung 204 einen einzelnen Satz von leitfähigen Fäden 208 (z. B. horizontale leitfähige Fäden 208) durch Anlegen eines Steuersignals (z. B. ein Sinussignal) an den einzelnen Satz von leitfähigen Fäden 208, wenn sie als ein projizierend-kapazitiver Sensor implementiert ist. Dann erfasst die Textilsteuerung 204 Änderungen in der Kapazität in dem anderen Satz von leitfähigen Fäden 208 (z. B. vertikale leitfähige Fäden 208).
  • Bei dieser Implementierung sind vertikale leitfähige Fäden 208 ungeladen und agieren daher als eine virtuelle Masse. Wenn die horizontalen leitfähigen Fäden 208 jedoch geladen sind, koppeln die horizontalen leitfähigen Fäden kapazitiv mit vertikalen leitfähigen Fäden 208. Wenn ein Objekt, wie der Finger des Benutzers, das Gitter aus leitfähigem Faden 208 berührt, ändert sich daher die Kapazität an den vertikalen leitfähigen Fäden (sie nimmt z. B. zu oder ab). Die Textilsteuerung 204 verwendet die Kapazitätsänderung an vertikalen leitfähigen Fäden 208, um das Vorhandensein des Objekts zu identifizieren. Um dies zu tun, detektiert die Textilsteuerung 204 eine Position der Fingereingabe durch Scannen vertikaler leitfähiger Fäden 208, um Änderungen in der Kapazität zu detektieren. Die Textilsteuerung 204 bestimmt die Position der Fingereingabe als den Kreuzungspunkt zwischen dem vertikalen leitfähigen Faden 208 mit der geänderten Kapazität und dem horizontalen leitfähigen Faden 208, auf dem das Steuersignal gesendet wurde. Die Textilsteuerung 204 kann Berührungsdaten durch Bestimmen der Position von jeder Berührung als X,Y-Koordinaten auf dem Gitter aus leitfähigem Faden 208 bestimmen.
  • Egal ob der kapazitive Sensor 208 als ein Eigenkapazitätssensor oder als ein projizierend-kapazitiver Sensor implementiert ist, ist dieser konfiguriert, die Berührungsdaten zum Gestenmanager 218 zu kommunizieren, um dem Gestenmanager 218 zu ermöglichen, Gesten basierend auf den Berührungsdaten zu bestimmen, die verwendet werden können, um das Objekt 104, Computervorrichtung 106 oder die Anwendungen 216 an der Computervorrichtung 106 zu steuern.
  • Der Gestenmanager 218 kann implementiert werden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Gesten wie Berührungen, Tippen, Wischen, Halten und Abdecken der interaktiven Textilie 102 ausgeführt werden. Um die verschiedenen unterschiedlichen Arten von Gesten zu erkennen, ist der Gestenmanager 218 konfiguriert, eine Zeitdauer der Berührung, des Wischens oder Haltens (z. B. eine Sekunde oder zwei Sekunden), von mehreren Berührungen, Wischen oder Halten (z. B. ein Einzeltippen, ein Doppeltippen oder ein Dreifachtippen), eine Anzahl der Finger des Berührens, Wischens oder Haltens (z. B. eine Einfingerberührung oder ein Einfingerwischen, eine Zweifingerberührung oder ein Zweifingerwischen oder eine Dreifingerberührung oder ein Dreifingerwischen), eine Häufigkeit der Berührung und eine dynamische Richtung einer Berührung oder eines Wischens (z. B. nach oben, nach unten, links, rechts). Hinsichtlich eines Haltens kann der Gestenmanager 218 auch einen Bereich des kapazitiven Berührungssensors 202 der interaktiven Textilie 102 bestimmen, der gehalten wird (z. B. Oberseite, Unterseite, links, rechts oder oben und unten. Daher kann der Gestenmanager 218 eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten von Halten erkennen, wie beispielsweise ein Abdecken, ein Abdecken und Halten, ein Fünffingerhalten ein Fünffingerabdecken und ein Dreifingerziehen und -halten und so weiter.
  • Befestigen von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien
  • Um eine Mehrfingereingabe zu erfassen, müssen die leitfähigen Fäden 208 mit elektronischen Komponenten 203 wie flexiblen Leiterplatten verbunden sein. Wenn der leitfähige Faden 208 in die interaktive Textilie 102 verflochten ist, kann der leitfähige Draht 306 jedoch nicht sichtbar sein und es kann nicht darauf zugegriffen werden, da dieser mit flexiblen Fäden 308 umhüllt und in das Gewebe der Textilie verflochten ist. Daher wurden die interaktiven Textilien früher speziell ausgeführt, sodass sie lose leitfähige Fäden aufwiesen, die als „flottierende Fäden“ bekannt sind, welche sich von dem Gewebe erstrecken. Am Ende des Textilherstellungsverfahrens konnten die elektronischen Komponenten dann mit den flottierenden Fäden verbunden werden. Dieses Verfahren zum Verbinden der elektronischen Komponenten erforderte jedoch, dass der Hersteller Produkte präzise konzipiert und daran denkt, wo die flottierenden Fäden mit der Elektronik zu verbinden waren. Designer und Hersteller möchten in der Lage sein, interaktive Textilien auszulegen und zu fertigen, ohne beachten zu müssen, wo die elektronischen Komponenten mit den Textilien verbunden werden sollen.
  • Bei verschiedenen Implementierungen wird ein Gewebeablöseverfahren auf die interaktive Textilie 102 angewandt, um zu ermöglichen, dass elektronische Komponenten 203, die an leitfähigen Fäden 208 zu befestigen sind, die vollständig in die interaktive Textilie 102 verflochten sind, befestigt werden können. Siehe beispielsweise 4, die eine beispielhafte Umgebung 400 veranschaulicht, in der ein Gewebeablöseverfahren zum Freilegen leitfähiger Drähte einer interaktiven Textilie implementiert sein kann.
  • Die Umgebung 400 umfasst eine Gewebeablösungskomponente 402, die einen Laser 404 und/oder ein Heizelement 406 umfassen kann. Die Gewebeablösungskomponente 402 ist konfiguriert, das Gewebe der interaktiven Textilie 102 um die leitfähigen Fäden 208 herum abzulösen, und die flexiblen Fäden 308 von den leitfähigen Fäden 208 abzulösen, ohne die leitfähigen Drähte 306 zu entfernen. Am Ende des Gewebeablöseverfahrens ist daher ein Fenster 408 in der interaktiven Textilie geöffnet, in der die leitfähigen Drähte 306 freigelegt sind. Zu beachten ist, dass im Fenster 408 das Gewebe der interaktiven Textilie 102 und der flexible Faden 308 des leitfähigen Fadens 208 entfernt ist, und alles was übrig bleibt, ist der freigelegte leitfähige Draht 306. Bei diesem Beispiel sind die freigelegten leitfähigen Drähte 306 als parallele Leitungen gezeigt, jedoch könnten die freigelegten Drähte auch ein Gitter sein, oder eine andere Art von Muster wie eine Raute.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen verwendet die Gewebeablösungskomponente 402 einen Laserabtragungsprozess, um die leitfähigen Drähte 306 im Fenster 408 der interaktiven Textilie 102 freizulegen. Laserabtragung ist der Prozess, Material durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl zu entfernen. Bei niedrigem Laserfluss wird das Material durch die absorbierte Laserenergie erwärmt und verdampft oder sublimiert. Bei hohem Laserfluss wird das Material typischerweise in ein Plasma umgewandelt. Laserabtragung kann Techniken umfassen, die Material mit einem Impulslaser entfernen, sowie Techniken, in denen das Material mit einem Dauerstrichlaserstrahl abgetragen wird, wenn die Laserintensität hoch genug ist.
  • Die Gewebeablösungskomponente 402 kann einen fokussierten Laserstrahl von dem Laser 404 auf das Fenster 408 anwenden, um die flexiblen Fäden 308 und das Gewebe der Textilie 102 im Fenster 408 abzutragen, ohne den leitfähigen Draht 306 abzutragen. Die Absorption von Laser 404 ist niedrig, was dem fokussierten Laserstrahl ermöglicht, das Gewebe der interaktiven Textilie 102 und den flexiblen Faden 308 abzutragen, ohne den leitfähigen Draht 306 abzutragen. Die Absorption des Lasers kann beispielsweise konfiguriert sein, Materialien wie Baumwolle oder Polyester abzutragen, ohne Metalle wie Kupfer oder Silber abzutragen.
  • Alternativ kann die Gewebeablösungskomponente 402 einen Erwärmungsprozess verwenden, um das Gewebe der interaktiven Textilie 102 und den flexiblen Faden 308 wegzuschmelzen oder wegzubrennen, um die leitfähigen Drähte 306 im Fenster 408 freizulegen. Die Gewebeablösungskomponente 402 kann beispielsweise das Heizelement 406 auf die interaktive Textilie 102 anwenden, um das Gewebe der Textilie 102 und den flexiblen Faden 308 im Fenster 408 wegzuschmelzen oder wegzubrennen. Eine Temperatur des Heizelements 406 ist konfiguriert, das Gewebe der interaktiven Textilie 102 und den flexiblen Faden 308 zu schmelzen oder zu verbrennen, ohne den leitfähigen Draht 306 zu schmelzen oder zu verbrennen. Bei einer oder mehreren Implementierungen umfasst das Heizelement 406 einen heißen Stab, obwohl andere Typen von Heizelementen auch verwendet werden könnten.
  • Nach dem Freilegen der leitfähigen Drähte 306 im Fenster 408 wird ein Befestigungsprozess angewandt, um eine elektronische Komponente 203 an den freigelegten leitfähigen Drähten zu befestigen. Siehe beispielsweise 5, die eine beispielhafte Umgebung 500 veranschaulicht, in der ein Befestigungsprozess zum Befestigen einer elektronischen Komponente an freigelegten leitfähigen Drähten einer interaktiven Textilie implementiert sein kann.
  • Die Umgebung 500 umfasst eine Befestigungskomponente 502, die eine Heizplatte 504 umfasst. Die Befestigungskomponente 502 ist konfiguriert, eine elektronische Komponente 203 (z. B. eine flexible Leiterplatte) an den freigelegten leitfähigen Drähten 306 der interaktiven Textilie 102 im Fenster 408 zu befestigen.
  • Die Befestigungskomponente 502 nimmt die interaktive Textilie 102 von der Gewebeablösungskomponente 402 auf, nachdem ein oder mehrere Fenster 408 in der Textilie geöffnet wurden, und platziert die elektronische Komponente 203 oben auf dem geöffneten Fenster 408 der interaktiven Textilie 102, sodass die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente 203 zu den freigelegten leitfähigen Drähten 306 ausgerichtet sind. Bei einer oder mehreren Implementierungen können die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente 203 mit Lot vorbereitet sein.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen verbindet die Befestigungskomponente 502 ein speziell vorbereitetes Verbindungsband 506 mit den freigelegten leitfähigen Drähten 306 im Fenster 408 der interaktiven Textilie 102. Das Verbindungsband 506 kann sowohl mit elektrischen Kontaktstellen, die mit Lot vorverzinnt sind, als auch mit hitzeaktivierbarem Klebstoff vorbereitet sein.
  • Nachdem die elektronische Komponente 203 oben auf das geöffnete Fenster 408 aufgebracht wurde, wendet die Befestigungskomponente 502 über die Heizplatte 504 durch Drücken der Heizplatte 504 gegen die Verbindung Wärme an, sodass das Lot des Verbindungsbandes oder das Lot, das auf die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente 203 angewandt wird, schmilzt und sich mit den freigelegten leitfähigen Drähten 306 der interaktiven Textilie 102 verbindet. Gleichzeitig bewirkt die Anwendung der Heizplatte, dass eine mechanische Verbindung zwischen dem freigelegten leitfähigen Draht 306 und der elektronischen Komponente 203 über den hitzeaktivierbaren Klebstoff des Verbindungsbandes 506 gebildet wird.
  • Während die 4 und 5 ein einfaches Fenster 408 veranschaulichen, versteht es sich, dass jegliche Anzahl an Fenstern 408 in der interaktiven Textilie 102 geöffnet sein kann, um jeglicher Anzahl an elektronischen Komponenten 203 zu ermöglichen, an der interaktiven Textilie 102 mit einer Vielzahl unterschiedlicher Positionen befestigt zu werden.
  • Bei einer oder mehreren Implementierungen wird das Gewebeablöseverfahren und der Befestigungsprozess durch eine Maschine implementiert. Siehe beispielsweise 6, die ein beispielhaftes System 600 veranschaulicht, in das eine Textilmaschine 602 implementiert sein kann, um eine elektronische Komponente an der interaktiven Textilie 102 zu befestigen.
  • Die Textilmaschine 602 umfasst eine Steuerung 604, die mittels computerausführbaren Befehlen implementiert und konfiguriert sein kann, um die Textilmaschine 602 zu steuern und die elektronische Komponente 203 an der interaktiven Textilie 102 zu befestigen. Die Textilmaschine 602 umfasst weiter die Gewebeablösungskomponente 402 und die Befestigungskomponente 502.
  • Die Steuerung 604 ist konfiguriert, Maschinerie der Textilmaschine 602 zu steuern, um die interaktiven Textilien 102 nahe der Gewebeablösungskomponente 402 zu positionieren. Die Steuerung 604 steuert dann die Gewebeablösungskomponente, um das Gewebe der interaktiven Textilie 102 um die leitfähigen Fäden 208 herum abzulösen und die flexiblen Fäden 308 abzulösen, um ein Fenster 408 zu öffnen, in dem die leitfähigen Drähte 306 wie bezüglich 4 beschrieben freigelegt sind. Nachdem das Fenster 408 in der interaktiven Textilie 102 geöffnet ist, steuert die Steuerung 604 die Befestigungskomponente 502, um die elektronische Komponente 203 wie vorstehend bezüglich 5 beschrieben an den freigelegten Drähten 306 im geöffneten Fenster der interaktiven Textilie 102 zu befestigen.
  • Beispielhafte Verfahren
  • 7 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 700 des Befestigens einer elektronischen Komponente an einer interaktiven Textilie. Dieses Verfahren ist als Sätze von Blöcken gezeigt, die Arbeitsvorgänge spezifizieren, die ausgeführt werden, welche aber nicht zwangsläufig auf die Reihenfolge oder Kombinationen begrenzt sind, die zum Ausführen der Arbeitsvorgänge durch die entsprechenden Blöcke gezeigt sind. Die Techniken sind nicht auf die Leistung von einer Einheit oder von mehreren Einheiten begrenzt, die bei einer Vorrichtung arbeiten.
  • Bei 702 wird eine interaktive Textilie, die in die interaktive Textilie verflochtene leitfähige Fäden umfasst, erhalten. Die Gewebeablösungskomponente 402 empfängt beispielsweise die interaktive Textilie 102. Die interaktive Textilie 102 umfasst die in die interaktive Textilie verflochtenen leitfähigen Fäden 208, wobei jeder leitfähige Faden 208 einen leitfähigen Draht 306 umfasst, der mit einem oder mehreren flexiblen Fäden 308 verdrillt, umflochten oder umwickelt ist.
  • Bei 704 werden das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden der leitfähigen Fäden abgelöst, um ein Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen, in dem leitfähige Drähte der leitfähigen Fäden freigelegt sind. Die Gewebeablösungskomponente 402 löst beispielsweise Gewebe der interaktiven Textilie 102 und flexible Fäden 308 von den leitfähigen Fäden 208 ab, um das Fenster 408 in der interaktiven Textilie 102 zu öffnen, in dem die leitfähigen Drähte 306 freigelegt sind.
  • Bei 706 wird eine elektronische Komponente an den freigelegten leitfähigen Drähten im Fenster der interaktiven Textilie befestigt. Die Befestigungskomponente 502 befestigt beispielsweise die elektronische Komponente 203 an den freigelegten leitfähigen Drähten 306 im Fenster 408 der interaktiven Textilie 102.
  • Beispielhaftes Computersystem
  • 8 veranschaulicht verschiedene Komponenten eines beispielhaften Computersystems 800, das als irgendein Typ von Client, Server und/oder Computervorrichtung wie beschrieben unter Bezugnahme auf die vorhergehenden 1 bis 7 implementiert werden kann, um das Befestigen von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien zu implementieren. Bei Ausführungsformen kann das Computersystem 800 als eine oder eine Kombination von einer verdrahteten und/oder drahtlosen tragbaren Vorrichtung, System-On-Chip (SoC) und/oder als eine andere Vorrichtungsart oder Teil davon implementiert sein. Das Computersystem 800 kann auch mit einem Benutzer (z. B. einer Person) und/oder einer Entität verbunden sein, der bzw. die die Vorrichtung derart betreibt, dass eine Vorrichtung logische Vorrichtungen beschreibt, die Benutzer, Software, Firmware und/oder eine Kombination von Vorrichtungen umfassen.
  • Das Computersystem 800 umfasst die Kommunikationsvorrichtungen 802, die verdrahtete und/oder drahtlose Kommunikation von Vorrichtungsdaten 804 ermöglichen (z. B. empfangene Daten, Daten, die empfangen werden, Daten, die für die Übertragung eingeplant sind, Datenpakete von Daten usw.). Die Vorrichtungsdaten 804 oder anderer Vorrichtungsinhalt können Konfigurationseinstellungen der Vorrichtung, Medieninhalt, der in der Vorrichtung gespeichert ist, und/oder mit einem Benutzer der Vorrichtung verbundene Informationen umfassen. Der Medieninhalt, der auf dem Computersystem 800 gespeichert ist, kann jede Art von Audio-, Video- und/oder Bilddaten umfassen. Das Computersystem 800 umfasst eine oder mehrere Dateneingaben 806 über die jeder Typ von Daten, Medieninhalt und/oder Eingaben wie menschliche Äußerungen, Berührungsdaten, die durch die interaktive Textilie 102 erzeugt wurden, vom Benutzer wählbare Eingaben (explizit oder implizit), Nachrichten, Musik, Fernsehmedieninhalt, aufgezeichneter Videoinhalt und jeder andere Typ von irgendeiner Inhalts- und/oder Datenquelle empfangenen Audio-, Video- und/oder Bilddaten empfangen werden kann.
  • Das Computersystem 800 umfasst zudem Kommunikationsschnittstellen 808, die als irgendeine oder mehrere einer seriellen und/oder parallelen Schnittstelle, einer drahtlosen Schnittstelle, irgendeines Typs einer Netzwerkschnittstelle, eines Modems und als jede andere Art von Kommunikationsschnittstelle implementiert sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle 808 stellt eine Verbindung und/oder Kommunikationslinks zwischen dem Computersystem 800 und einem Kommunikationsnetz bereit, mittels dem andere elektronische, Computer- und Kommunikationsvorrichtungen Daten mit dem Computersystem 800 kommunizieren.
  • Das Computersystem 800 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 810 (z. B. irgendwelche von Mikroprozessoren, Steuerungen und dergleichen), die verschiedene computerausführbare Befehle verarbeiten, um den Betrieb des Computersystems 800 zu steuern und um Techniken für interaktive Textilien oder Techniken, in denen diese verkörpert werden können, zu ermöglichen. Alternativ oder außerdem kann das Computersystem 800 mit irgendeiner oder einer Kombination von Hardware, Firmware oder fester Logikschaltung implementiert sein, die in Verbindung mit Verarbeitungs- und Steuerschaltungen, die generell bei 812 identifiziert sind, implementiert ist. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann das Computersystem 800 einen Systembus oder ein Datenübertragungssystem umfassen, das die verschiedenen Komponenten innerhalb der Vorrichtung koppelt. Ein Systembus kann irgendeine oder eine Kombination von unterschiedlichen Busstrukturen wie einen Speicherbus oder Memory-Controller, einen Peripheriebus, einen universellen seriellen Bus und/oder einen Prozessor- oder lokalen Bus umfassen, der irgendwelche aus einer Vielzahl von Busarchitekturen verwendet.
  • Das Computersystem 800 umfasst zudem computerlesbare Medien 814 wie eine oder mehrere Speichervorrichtungen, die permanenten und/oder nicht flüchtigen Datenspeicher ermöglichen (d. h., im Gegensatz zu reiner Signalübertragung), wobei Beispiele dafür Random Access Memory (RAM), nicht flüchtiger Speicher (z. B. eines oder mehrere von einem Read Only Memory (ROM), Flash-Speicher, EPROM, EEPROM usw.) und eine Plattenspeichereinheit umfassen. Eine Plattenspeichereinheit kann als jeder Typ von magnetischer oder optischer Speichervorrichtung wie ein Festplattenlaufwerk, eine beschreibbare und/oder überschreibbare Compact Disc (CD), jeder Typ einer Digital Versatile Disc (DVD) und dergleichen implementiert werden. Das Computersystem 800 kann zudem eine Massenspeichermedienvorrichtung 816 umfassen.
  • Die computerlesbaren Medien 814 stellen Datenspeichermechanismen bereit, um Vorrichtungsdaten 804 zu speichern, sowie verschiedene Vorrichtungsanwendungen 818 und irgendwelche anderen Arten von Informationen und/oder Daten, die mit Betriebsaspekten des Computersystems 800 verbunden sind. Ein Betriebssystem 820 kann beispielsweise als eine Computeranwendung mit computerlesbaren Medien 814 aufrechterhalten und auf den Prozessoren 810 ausgeführt werden. Die Vorrichtungsanwendungen 818 können einen Vorrichtungsmanager wie irgendeinen von einer Steuerungsanwendung, Softwareanwendung, Signalverarbeitung und Steuermodul, Code, der einer bestimmten Vorrichtung eigen ist, eine Hardwareabstraktionsschicht für eine bestimmte Vorrichtung und so weiter umfassen.
  • Die Vorrichtungsanwendungen 818 umfassen zudem irgendwelche Systemkomponenten, Engines oder Manager, um das Befestigen von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien zu implementieren. Bei diesem Beispiel umfassen die Vorrichtungsanwendungen 818 den Gestenmanager 218 und die Steuerung 604.
  • Schlussfolgerung
  • Obwohl Ausführungsformen von Techniken, die das Befestigen von interaktiven Textilien verwenden, und Objekten, die dies umfassen, in Sprache beschrieben wurden, die für Merkmale und/oder Verfahren spezifisch ist, versteht es sich, dass der Gegenstand der angefügten Ansprüche nicht zwangsläufig auf die spezifischen beschriebenen Merkmale oder Verfahren begrenzt ist. Die spezifischen Merkmale und Verfahren sind vielmehr als beispielhafte Implementierungen des Befestigens von elektronischen Komponenten an interaktiven Textilien offenbart.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Befestigen einer elektronischen Komponente an einer interaktiven Textilie, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten einer interaktiven Textilie, die leitfähige Fäden umfasst, die in die interaktive Textilie verflochten sind, wobei jeder leitfähige Faden einen oder mehrere flexible Fäden und einen leitfähigen Draht umfasst; Ablösen von Gewebe der interaktiven Textilie und der flexiblen Fäden der leitfähigen Fäden, um ein Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen, in der die leitfähigen Drähte freigelegt sind, wobei das Ablösen des Gewebes der interaktiven Textilie und der flexiblen Fäden der leitfähigen Fäden das Anwenden eines Heizelements auf die interaktive Textilie umfasst, um das Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden zu verbrennen oder zu schmelzen und das Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen; und Befestigen einer elektronischen Komponente an den freigelegten leitfähigen Drähten des leitfähigen Fadens im Fenster der interaktiven Textilie.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Temperatur des Heizelements konfiguriert ist, das Gewebe der interaktiven Textilie und des flexiblen Fadens zu schmelzen oder zu verbrennen, ohne den leitfähigen Draht zu schmelzen oder zu verbrennen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Heizelement einen heißen Stab umfasst.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen der elektronischen Komponente weiter umfasst: Ausrichten elektronischer Platinen der elektronischen Komponente zu dem freigelegten leitfähigen Draht; und Erwärmen, um zu bewirken, dass sich die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente mit dem freigelegten leitfähigen Draht verbinden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente mit Lot vorbereitet werden, und wobei das Erwärmen bewirkt, dass das Lot schmilzt und sich mit den freigelegten leitfähigen Drähten verbindet.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, weiter umfassend: Verbinden von Verbindungsband mit den freigelegten leitfähigen Drähten im Fenster der interaktiven Textilie, wobei das Verbindungsband mit elektrischen Kontaktstellen, die mit Lot vorverzinnt sind, und mit einem hitzeaktivierbaren Klebstoff konfiguriert ist; und wobei das Erwärmen bewirkt, dass das Lot schmilzt und sich mit dem freigelegten leitfähigen Draht verbindet und bewirkt, dass der hitzeaktivierbare Klebstoff eine mechanische Verbindung zwischen den freigelegten leitfähigen Drähten und der elektronischen Komponente bildet.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektronische Komponente eine flexible Leiterplatte umfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Draht einen Kupferdraht umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der flexible Faden Polyesterfaden, Baumwollfaden oder Seidenfaden umfasst.
  10. System, umfassend: ein Heizelement; eine Heizplatte; mindestens einen Speicher und einen Prozessor, um eine Steuerung zu implementieren, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Positionieren einer interaktiven Textilie nahe dem Heizelelement, wobei die interaktive Textilie leitfähige Fäden umfasst, die in die interaktive Textilie verflochten sind, und jeder leitfähige Faden einen oder mehrere flexible Fäden und einen leitfähigen Draht umfasst; Steuern des Heizelements, um Gewebe der interaktiven Textilie und die flexiblen Fäden der leitfähigen Fäden zu verbrennen oder zu schmelzen, um das Fenster in der interaktiven Textilie zu öffnen, in der die leitfähigen Drähte freigelegt sind; Positionieren einer elektronischen Komponente über den freigelegten leitfähigen Drähten im Fenster der interaktiven Textilie, sodass elektronische Platinen der elektronischen Komponente zu dem freigelegten leitfähigen Draht ausgerichtet sind; und Steuern der Heizplatte, um die elektronische Komponente zu erwärmen, um zu bewirken, dass sich die elektronischen Platinen der elektronischen Komponente mit den freigelegten leitfähigen Drähten verbinden.
  11. System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung weiter konfiguriert ist zum: Positionieren von Verbindungsband über den freigelegten leitfähigen Drähten im Fenster der interaktiven Textilie, wobei das Verbindungsband mit elektrischen Kontaktstellen, die mit Lot vorverzinnt sind, und mit einem hitzeaktivierbaren Klebstoff konfiguriert ist; und wobei die Steuerung konfiguriert ist, die Heizplatte zu steuern, um die elektronische Komponente zu erwärmen und zu bewirken, dass das Lot schmilzt und sich mit dem freigelegten leitfähigen Draht verbindet, und zu bewirken, dass der hitzeaktivierbare Klebstoff eine mechanische Verbindung zwischen den freigelegten leitfähigen Drähten und der elektronischen Komponente bildet.
  12. System nach Anspruch 10, wobei die elektronische Komponente eine flexible Leiterplatte umfasst.
  13. System nach Anspruch 10, wobei der leitfähige Draht einen Kupferdraht umfasst, und wobei der flexible Faden Polyesterfaden, Baumwollfaden oder Seidenfaden umfasst.
  14. System nach Anspruch 10, wobei eine Temperatur des Heizelements konfiguriert ist, das Gewebe der interaktiven Textilie und des flexiblen Fadens zu schmelzen oder zu verbrennen, ohne den leitfähigen Draht zu schmelzen oder zu verbrennen.
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