DE60218749T2

DE60218749T2 - Folientastatur

Info

Publication number: DE60218749T2
Application number: DE60218749T
Authority: DE
Inventors: Bogdan Serban
Original assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Current assignee: IEE International Electronics and Engineering SA
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2007-12-06
Also published as: EP1474737A1; DE60218749D1; EP1474737B1; DE60218749T8; AU2002352252A1; ATE356381T1; US7091436B2; WO2003056416A1; LU90871B1; US20050095934A1; JP2005513668A

Description

Einleitung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein flexibles Dateneingabegerät wie beispielsweise eine flexible Tastatur.
Um die Dateneingabe in die Taschencomputer (PDA-Computer) zu erleichtern, lässt sich an dem Taschencomputer eine tragbare, alphanumerische Tastatur anschließen. Diese tragbaren Tastaturen umfassen häufig mehrere starre Tastaturelemente, die untereinander durch Scharniere so verbunden sind, dass sie sich zusammenklappen lassen. Eine solche Tastatur ist z.B. im Dokument WO-A-00/60438 beschrieben.
Um die Unterbringungsgröße einer Tastatur weiter zu verringern, wurden Tastaturen aus textilem Faserstoff entwickelt. Eine solche Tastatur umfasst eine erste und eine zweite, elektrisch leitende Schicht aus textilem Faserstoff (Textilschicht), die mit Hilfe eines Abstandshalter-Gewebes in einem bestimmten Abstand angeordnet sind. Die Textilschichten sind beispielsweise unter Verwendung von elektrisch leitenden Fäden und isolierenden Fäden gewebt oder gestrickt. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen zwei Klemmen von einer der Schichten bildet sich ein elektrischer Gradient zwischen den zwei Klemmen der elektrisch leitenden Textilschicht. Wenn eine Kraft auf eine der Textilschichten ausgeübt ist, berühren sich die zwei Schichten und die gemessene elektrische Spannung ist für den Ort der Kraftwechselwirkung repräsentativ. Ein textiler Positionsdetektor, der sich als Tastatur verwenden lässt, ist beispielsweise im Dokument EP-A-0 989 509 beschrieben. Der in diesem Dokument beschriebene textile Positionsdetektor umfasst insbesondere ein erstes elektrisch leitendes, textiles Gebilde und ein zweites elektrisch leitendes, textiles Gebilde, die mit Hilfe eines Abstandshalters in einem Abstand übereinander angeordnet sind, wobei der Abstandshalter Öffnungen umfasst, die aktive Zonen des Lagedetektors begrenzen.
Auf diese Weise kann man eine einfache und billige Tastatur realisieren, die eine erhöhte Flexibilität aufweist, wodurch es beispielsweise möglich ist, sie um den Taschencomputer zu wickeln. Ein Nachteil einer solchen Tastatur zeigt sich bei der Nutzung auf einer gekrümmten Fläche. Denn wenn die Tastatur gekrümmt ist, berühren sich die zwei elektrisch leitenden Textilschichten leicht, ohne dass der Benutzer eine Betätigungskraft auf eine der Textilschichten ausübt. Da jeder Kontakt zwischen den Schichten als Aktivierung einer „Taste" gedeutet ist, folgt daraus, dass die Dateneingabe durch Signale gestört ist, die von einem fehlerhaften Kontakt zwischen den zwei elektrisch leitenden Schichten stammen.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein flexibles Dateneingabegerät vorzuschlagen, das das Risiko fehlerhafter Aktivierungen beträchtlich verringert.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe ist durch ein flexibles Dateneingabegerät gelöst, das eine erste Textilschicht und eine zweite Textilschicht umfasst, wobei die erste und die zweite Textilschicht mit Hilfe eines Abstandshalters in einem Abstand übereinander angeordnet sind, wobei der Abstandshalter Öffnungen umfasst, die aktive Zonen des Dateneingabegerätes begrenzen. Gemäß der Erfindung sind die erste und die zweite Textilschicht in den aktiven Zonen elektrisch leitend und ein Material, dessen Widerstand mit dem Druck. veränderlich ist, ist, in den aktiven Zonen, auf mindestens einer der Textilschichten aufgebracht. Dank dieses Materials mit druckveränderlichem Widerstand ändert sich der elektrische Widerstand zwischen den zwei Textilschichten mit dem Druck, der zwischen den zwei Schichten aufgebracht ist. Dieses Gerät gestattet folglich die Definition einer Druckschwelle, ab der eine „Taste", die durch eine der aktiven Zonen des Gerätes definiert ist, als von einem Benutzer betätigt betrachtet ist.
Die Ermittlung des Widerstandes zwischen den zwei Textilschichten für jede aktive Zone, d.h. für jede Taste, und die Auswertung dieses Ermittlungsvorganges kann durch den Taschencomputer selbst oder durch eine elektrische Schaltung einer Schnittstelle erfolgen, die an das Gerät angeschlossen ist. Die Schwelle ist so festzulegen, dass man zwischen einem zufälligen Kontakt zwischen den zwei Textilschichten, die durch eine Durchbiegung des Gerätes verursacht ist, und einem absichtlichen Kontakt, der der Betätigung einer der „Tasten" entspricht, unterscheiden kann. Für einen geringfügigen Druck, wie er bei einem zufälligen Kontakt zwischen den zwei Textilschichten vorkommt, ist diese Widerstandsschwelle nicht überschritten und der Kontakt ist von einer angeschlossenen elektronischen Schaltung nicht als Betätigung einer Taste gedeutet.
Es ist anzumerken, dass das Material mit veränderlichem Widerstand sowohl ein Material, von dem sich der innere Widerstand mit dem Druck ändert, als auch ein Material sein kann, von dem sich der Widerstand der Oberfläche mit den Textilschichten mit dem Druck ändert. Außerdem kann sich der veränderliche Widerstand mit dem Druck sowohl erhöhen als auch verringern.
Die Funktion des Materials mit veränderlichem Widerstand besteht darin, den elektrischen Widerstand zwischen den zwei Textilschichten bei einem zufälligen Kontakt von dem bei der Aktivierung einer Taste unterscheiden zu können. Um dies zu bewerkstelligen, reicht im Allgemeinen eine sehr dünne Schicht dieses Materials aus, vor allem im Falle des Materials, dessen veränderlicher Widerstand auf der oben beschriebenen Oberflächenwirkung beruht. Folglich ist die Flexibilität des Gerätes kaum durch die Aufbringung dieser dünnen Schicht beeinflusst.
Bei einer vorteilhaften Ausführung des Gerätes ist ein Material mit druckveränderlichem Widerstand, in den aktiven Zonen, auf jede der Textilschichten aufgebracht. Diese Ausführung gestattet es, die Dicke der Schichten aus dem Material mit veränderlichem Widerstand stärker zu verringern, und zwar bei gleichzeitiger Sicherstellung einer guten Dynamik des Gerätes.
Das Material mit veränderlichem Widerstand, vorzugsweise ein Halbleitermaterial, lässt sich durch ein Siebdruck- oder Zerstäubungsverfahren (Sprayverfahren) oder durch jedes sonstige Abscheidungsverfahren leicht auf die Textilschichten aufbringen. Es ist dann möglich, sie in Form einer durchgehenden Schicht oder aber in Form von beabstandeten Punkten auf die betreffende Textilschicht aufzubringen. Im zweiten Fall ist der Zwischenraum zwischen den verschiedenen Punkten klein genug zu wählen, um keinen direkten Kontakt der Textilschichten zu gestatten. Eine solche Gestaltung mit mehreren beabstandeten Punkten, weist im Vergleich zu einer durchgehenden Schicht eine bessere Flexibilität auf. Alternativ dazu und in Abhängigkeit vom gewählten Abscheidungsverfahren kann das Material mit veränderlichem Widerstand in Form von mikroskopischem Granulat aufgebracht sein. Diese Ausführung stellt eine maximale Flexibilität der Tastatur sicher.
Die Textilschichten weisen mindestens in den aktiven Zonen eine elektrische Leitfähigkeit auf. Diese elektrische Leitfähigkeit lässt sich beispielsweise durch den Einbau von leitenden Fasern in das Gewebe realisieren. Bei einer bevorzugten Ausführung des Gerätes umfassen die erste und die zweite Textilschicht einen metallischen Überzug im Bereich der aktiven Zonen. Die Abscheidungstechniken für einen solchen metallischen Überzug sind gut beherrscht und die Gewebe lassen sich mit geringen Kosten herstellen. Die aufgebrachten Schichten sind sehr dünn und die Flexibilität des Gewebes bleibt vollständig erhalten. Außerdem gestatten es die Metallisierungstechniken, die elektrisch leitenden Bereiche gut von den isolierenden Bereichen abzugrenzen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfassen die erste Textilschicht und die zweite Textilschicht jeweils einen metallischen Überzug in Form von benachbarten Streifen, wobei die Textilschichten so ausgerichtet sind, dass sich die Überzüge in Streifenform im Bereich der aktiven Zonen des Gerätes kreuzen. Auf diese Weise wird eine „Matrix"-Anordnung realisiert, bei der die Streifen der ersten Textilschicht die Spalten bilden und die Streifen der zweiten Schicht die Zeilen bilden. So ist jede aktive Zone und folglich jede Taste der Tastatur zwischen einem „Spalten"-Streifen der ersten Textilschicht und einem „Zeilen"-Streifen der zweiten Textilschicht ausgebildet. Eine solche Anordnung begrenzt vorteilhaft die Anzahl der erforderlichen Verbindungen für die Adressierung der verschiedenen aktiven Zonen. Denn jede aktive Zone lässt sich durch Messen des Widerstandes zwischen den zwei jeweiligen Streifen, die die Taste bilden, überwachen.
Es ist anzumerken, dass eine solche Anordnung auch den Anschluss des Gerätes erleichtert, weil die metallisierten Streifen für eine Crimpverbindung gut gerüstet sind.
Bei einer alternativen Ausführung umfasst die erste Textilschicht einen durchgehenden metallischen Überzug und die zweite Textilschicht umfasst einen metallischen Überzug in Form von einzelnen Abschnitten, die am Ort der aktiven Zonen angeordnet sind. Bei einer solchen Bauart bildet der Metallüberzug der ersten Textilschicht die gemeinsame Elektrode für jede der aktiven Zonen des Gerätes. Die einzelnen Abschnitte der zweiten Textilschicht müssen bei dieser Bauart einzeln kontaktiert sein. Die Leiterbahnen, die zum Kontaktieren der metallischen Überzüge dienen, sind vorzugsweise auf der jeweiligen Textilschicht abgeschieden.
Es wird begrüßt, dass bei den zwei Bauarten das Gerät diskrete aktive Zonen umfasst, von denen sich der Widerstand einzeln ermitteln lässt.
Im Gegensatz zu den Tastaturen von der Art eines Digitalisiertabletts (X-Y-Pad) gestattet eine solche Tastatur mittels einer Taste „Shift" eine Mehrfachzuweisung von Tasten.
Der Abstandshalter des Gerätes umfasst je nach Verwendung ein Gewebe oder einen zusammendrückbaren oder nicht zusammendrückbaren Vliesstoff. Es wird begrüßt, dass bei einer alternativen Ausführung der Abstandshalter ein isolierendes Granulatmaterial umfasst, das auf eine der Textilschichten aufgebracht ist. In diesem Fall ist die Körnergröße des granulierten Materials so zu wählen, dass sie größer ist als die Dicke der Schicht aus dem Material mit veränderlichem Widerstand bzw. die Größe der Granulatkörner aus dem Material mit veränderlichem Widerstand.
Der Zusammenbau des Gerätes kann gemäß mehrerer bekannter Techniken erfolgen. Die Textilschichten sind z.B. auf den Abstandshalter laminiert oder aber auf denselben genäht.
Beschreibung mit Hilfe der Figuren
Sonstige Besonderheiten und Merkmale der Erfindung gehen aus der detaillierten Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform hervor, die nachstehend, zum Zwecke der Veranschaulichung, unter Bezugnahme auf die beigefügte 1 vorgestellt ist. Diese 1 zeigt einen Schnitt quer durch eine aktive Zone einer flexiblen Tastatur.
Die Tastatur 10 ist durch eine erste Textilschicht 12 und eine zweite Textilschicht 14 gebildet, die mit Hilfe eines Abstandshalters 16 in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Der Abstandshalter, der aus einem Vliesstoff gebildet sein kann, umfasst Öffnungen 18, die eine aktive Zone 20 der Tastatur begrenzen. Im Innern der aktiven Zone 20 ist jede der Textilschichten, 12 und 14, mit einer dünnen Metallschicht 22 bzw. 24 überzogen. Die Metallisierungen, 22 und 24, der Textilschichten, 12 und 14, bilden die Elektroden der durch die aktive Zone 20 definierten „Taste".
Um zufällige Kontakte der zwei Elektroden durch eine Durchbiegung der Tastatur zu vermeiden, ist ein Material mit druckveränderlichem Widerstand, 26 und 28, jeweils auf die zwei Metallisierungen 22 und 24 aufgebracht. Das Material ist, beispielsweise in einem Siebdruckverfahren, in Form von beabstandeten Punkten aufgebracht, wobei der Zwischenraum zwischen den Punkten klein genug ist, um den direkten Kontakt der zwei Metallisierungen zu vermeiden. So bleibt die Flexibilität der Textilschichten vorteilhaft erhalten.
Alternativ dazu kann das Material mit veränderlichem Widerstand in Form einer durchgehenden Schicht aufgebracht sein. Eine solche Ausführung ist in der 1 mit Hilfe einer Strichlinie dargestellt.

Claims

Flexibles Dateneingabegerät (10), das eine erste Textilschicht (12) und eine zweite Textilschicht (14) umfasst, wobei die erste und die zweite Textilschicht (12, 14) mit Hilfe eines Abstandshalters (16) in einem Abstand übereinander angeordnet sind, wobei der Abstandshalter (16) Öffnungen (18) umfasst, die die aktiven Zonen (20) des Dateneingabegerätes (10) begrenzen, wobei die erste und die zweite Textilschicht (12, 14) in den aktiven Zonen (20) elektrisch leitend sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material mit druckveränderlichem Widerstand (26, 28), in den aktiven Zonen (20), auf mindestens eine der Textilschichten (12, 14) aufgebracht ist.
Gerät (10) nach Anspruch 1, bei dem ein Material mit druckveränderlichem Widerstand (26, 28), in den aktiven Zonen (20), auf jede der Textilschichten (12, 14) aufgebracht ist.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Material mit druckveränderlichem Widerstand (26, 28) in Form einer durchgehenden Schicht auf die Textilschicht (12, 14) aufgebracht ist.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Material mit druckveränderlichem Widerstand (26, 28) in Form von beabstandeten Punkten auf die Textilschicht (12, 14) aufgebracht ist.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem das Material mit druckveränderlichem Widerstand (26, 28) in Form von mikroskopischem Granulat aufgebracht ist.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die erste und die zweite Textilschicht (12, 14) einen metallischen Überzug (22, 24) im Bereich der aktiven Zonen (20) umfassen.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste Textilschicht (12) und die zweite Textilschicht (14) jeweils einen metallischen Überzug (22, 24) in Form von benachbarten Streifen umfassen, wobei die Textilschichten (12, 14) so ausgerichtet sind, dass die Überzüge in Streifenform sich im Bereich der aktiven Zonen (20) des Gerätes (10) kreuzen.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die erste Textilschicht (12) einen durchgehenden metallischen Überzug (22) umfasst und die zweite Textilschicht einen metallischen Überzug (24) in Form von einzelnen Abschnitten umfasst, die am Ort der aktiven Zonen (20) angeordnet sind.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Abstandshalter (16) ein Gewebe oder einen zusammendrückbaren Vliesstoff umfasst.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Abstandshalter (16) ein Gewebe oder einen nicht zusammendrückbaren Vliesstoff umfasst.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Abstandshalter (16) ein Granulatmaterial umfasst, das auf eine der Textilschichten (12, 14) aufgebracht ist.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Textilschichten (12, 14) auf den Abstandshalter (16) laminiert sind.
Gerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Textilschichten (12, 14) auf den Abstandshalter (16) genäht sind.
Gerät (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Leiterbahnen, die zum Kontaktieren der metallischen Überzüge (22, 24) dienen, auf die jeweilige Textilschicht (12, 14) abgeschieden sind.