觸敏膜、觸摸感測(cè)裝置以及電子裝置制造方法
【專利摘要】一種觸敏膜（1）包括具有一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域（3）的一個(gè)導(dǎo)電層（2），以及一個(gè)用戶輸入表面（4）。該觸敏膜的該用戶輸入表面包括偏離該用戶輸入表面（4）的一般性質(zhì)的一個(gè)觸覺可區(qū)分表面特征（5），以用于通過感測(cè)該觸覺可區(qū)分表面特征來(lái)確定該觸摸感測(cè)區(qū)域（3）的位置。
【專利說(shuō)明】觸敏膜、觸摸感測(cè)裝置以及電子裝置
發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及觸敏膜，并且涉及觸摸感測(cè)裝置和利用觸敏膜的電子裝置。
[0002]發(fā)明背景
[0003]現(xiàn)今，用于不同種類的電設(shè)備的用戶接口越來(lái)越經(jīng)常地借助于基于觸敏膜而不是常規(guī)的機(jī)械按鈕的不同類型的觸摸感測(cè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。此處，機(jī)械按鈕是指相關(guān)的機(jī)械致動(dòng)器，如開/關(guān)按鈕、觸發(fā)器、刻度盤、滾輪、滑塊以及開關(guān)。例如移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)以及類似的裝置的不同種類的觸摸板和觸摸屏是這些用戶接口的眾所周知的示例。除了可實(shí)現(xiàn)高級(jí)的乃至奢侈的用戶體驗(yàn)以外，基于觸敏膜的觸摸感測(cè)裝置還為不斷努力尋找功能上更通用、更小、更便宜、更輕以及在視覺上也更有吸引力的裝置的設(shè)計(jì)者提供較多的自由。
[0004]這類觸摸感測(cè)裝置中的一個(gè)關(guān)鍵元件是一個(gè)觸敏膜(TSF)，該觸敏膜包括被配置成用作一個(gè)或多個(gè)感測(cè)電極的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層。這種膜的一般操作原理是用戶通過例如指尖或某種特定的指針裝置的觸摸改變?cè)揟SF連接到其上的一個(gè)電測(cè)量電路的電特性。實(shí)際的測(cè)量原理可以是例如電阻式的或電容式的，現(xiàn)今后者通常被認(rèn)為是在最苛刻的應(yīng)用中提供最佳性能的最先進(jìn)的替代方案。
[0005]在由網(wǎng)絡(luò)化的納米結(jié)構(gòu)形成的或包括這些網(wǎng)絡(luò)化的納米結(jié)構(gòu)的層中發(fā)現(xiàn)了 一種用于TSF的有希望的新方法。除了合適的導(dǎo)電性能以外，由例如碳納米管(CNT)網(wǎng)絡(luò)或具
有共價(jià)地鍵合到一個(gè)管狀碳分子的一側(cè)的富勒烯或類富勒烯分子的碳NANOBUD?網(wǎng)
絡(luò)(NANOBUD?是卡娜圖沃伊(Canatu Oy)的一個(gè)注冊(cè)商標(biāo))組成的一個(gè)層比例如透明
的導(dǎo)電氧化物(如ITO (銦錫氧化物))對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)顯然更不可見。此外，如眾所周知的，與例如ITO相比，基于納米結(jié)構(gòu)的層可以擁有更優(yōu)越的柔性、拉伸性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。基于納米結(jié)構(gòu)的層的這些特性為設(shè)計(jì)基于觸摸的用戶接口提供了全新的可能性。例如，TSF的柔性或熱穩(wěn)定性使得能夠在三維表面上實(shí)施TSF。例如，在一個(gè)移動(dòng)電子裝置中，該TSF可以不僅在典型呈平面的正表面上延伸，而且延伸到這種裝置的側(cè)面。這種TSF可以具有多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域。然后，該TSF還可以用于(例如)替代常規(guī)上位于該裝置側(cè)面上的機(jī)械按鈕(即，相關(guān)的機(jī)械致動(dòng)器，如開/關(guān)按鈕、觸發(fā)器、刻度盤、滾輪、滑塊以及開關(guān))。
[0006]然而，在市場(chǎng)上仍然存在對(duì)進(jìn)一步增強(qiáng)的TSF和觸摸感測(cè)裝置的強(qiáng)烈需求。具體而言，從常規(guī)機(jī)械元件到完全依賴于TSF的用戶接口的轉(zhuǎn)移要求用于改善用戶體驗(yàn)的新的解決方案。
[0007]發(fā)明目的
[0008]本發(fā)明的目的是為上面定義的需求提供新穎的解決方案。
[0009]發(fā)明概述
[0010]本發(fā)明的特征在于權(quán)利要求1、15以及16中所提出的內(nèi)容。
[0011]本發(fā)明的第一方面集中于一種觸敏膜(下文又稱為“TSF”)，該觸敏膜包括具有一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域(下文又稱為“TSR”)的一個(gè)導(dǎo)電層，以及一個(gè)用戶輸入表面(下文又稱為“UIS”)。
[0012]一般而言，觸敏膜指的是可以用作觸摸感測(cè)裝置中的觸敏元件的一種膜。此處觸摸感測(cè)裝置被寬泛地理解成涵蓋通過例如經(jīng)由指尖或觸筆來(lái)觸摸該裝置進(jìn)行操作的所有用戶接口裝置，以及用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)這類手指、指針或其他對(duì)象的存在、位置和/或移動(dòng)的其他類型的裝置。
[0013]在本發(fā)明的上下文中，詞語(yǔ)“觸摸”被寬泛地解釋成除了涵蓋手指、觸筆或其他指針與該觸敏膜之間的真實(shí)的物理接觸之外，還涵蓋使這種指針足夠緊密接近該TSF以使得該指針被該TSF檢測(cè)到的情況。
[0014]在操作中，當(dāng)TSF被連接作為觸摸感測(cè)裝置的適當(dāng)配置的電測(cè)量電路的一部分時(shí)，一個(gè)或多個(gè)對(duì)象在該膜上的一個(gè)觸摸，或者一個(gè)或多個(gè)對(duì)象存在于該膜附近引起該電路的一個(gè)或多個(gè)電特性的變化，基于此可以檢測(cè)到該觸摸，并且取決于應(yīng)用，優(yōu)選地還可以確定該觸摸在該觸摸感測(cè)區(qū)域上的位置、與該觸摸感測(cè)區(qū)域的接近度和/或該觸摸在該觸摸感測(cè)區(qū)域上的移動(dòng)。在實(shí)踐中，這種變化通過向該TSF提供一個(gè)激勵(lì)信號(hào)并且從該TSF接收一個(gè)響應(yīng)信號(hào)并且監(jiān)測(cè)后者的變化來(lái)檢測(cè)。
[0015]一般而言，本發(fā)明的該TSF可以形成任何類型的觸摸傳感器或結(jié)合一個(gè)TSF(不限于以下描述的示例)的觸摸感測(cè)裝置的全部或一部分。
[0016]該TSF可以是一個(gè)電容式TSF。電容式TSF此處指的是觸敏元件，通過使用該觸敏元件，觸摸的檢測(cè)可以主要基于一種電容式感測(cè)原理。TSF的電容式感測(cè)原理或電容式操作指的是當(dāng)該TSF連接到一個(gè)適當(dāng)?shù)母袦y(cè)電路時(shí)，可以基于所述觸摸引起的該TSF與周圍環(huán)境之間或者該TSF的不同點(diǎn)之間的電容耦合的變化來(lái)檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)觸摸。
[0017]在另一方面，本發(fā)明的該TSF也可以電感式地操作。所謂電感式操作此處指的是一個(gè)對(duì)象在該TSF與周圍環(huán)境之間或者在該TSF的不同點(diǎn)之間引起電感耦合。換言之，電容或電感耦合也可以分別被視為將一個(gè)外部電容或電感耦合至該TSF。
[0018]另外，本發(fā)明的該TSF可以電阻式地操作。所謂電阻式操作此處指的是一個(gè)對(duì)象引起包括一個(gè)或多個(gè)電阻膜的一個(gè)裝置中的一個(gè)電通路或一些通路的電阻率/電流或電壓的一個(gè)可檢測(cè)的變化，并且然后可以將這個(gè)可檢測(cè)的變化轉(zhuǎn)換成一個(gè)位置。其他結(jié)合觸敏膜的觸摸傳感器在本領(lǐng)域中是已知的。
[0019]另外，本發(fā)明的該TSF不限于任何特定的檢測(cè)原理，而是可以基于以導(dǎo)電層的利用為根據(jù)的任何檢測(cè)原理。因此，該TSF還可以被配置成用于檢測(cè)觸摸引起的例如電阻、電壓、相位角、電容、電感或電流的變化。該檢測(cè)可以基于(例如)由一個(gè)觸摸對(duì)象引起的絕對(duì)或相對(duì)的位置或速度或壓力。
[0020]導(dǎo)電層是由一種或多種導(dǎo)電材料形成的一個(gè)層。所謂“導(dǎo)電”此處指的是能夠允許電荷在材料中流動(dòng)的任何材料，而不考慮該材料的導(dǎo)電機(jī)制或?qū)щ婎愋?。因此，“?dǎo)電”此處還涵蓋(例如)半導(dǎo)電或半導(dǎo)體材料。在該TSF作為一個(gè)觸摸感測(cè)裝置的一部分的操作中，激勵(lì)信號(hào)被提供給一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層，并且從該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層測(cè)得響應(yīng)信號(hào)。
[0021 ] 優(yōu)選地，該觸摸感測(cè)區(qū)域中的該導(dǎo)電層的薄層電阻高于或等于3k Ω，甚至更優(yōu)選地在5kQ至IOOkQ的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在IOkQ至50kQ的范圍內(nèi)。如在本 申請(qǐng)人:的早先的申請(qǐng)W02011/107666中所披露的，那些電阻值提供了該TSF的優(yōu)異的靈敏度和觸摸位置分辨率性能，并且還使得能夠電感式地檢測(cè)該TSF上和附近的觸摸。另外，所述電阻率范圍的有利之處在于它允許(特別是在包括一個(gè)或多個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)導(dǎo)電層的情況下)使得該觸敏膜的透明度非常高。
[0022]用于該導(dǎo)電層的可能的材料組(例如)由不同的導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物形成。在另一方面，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該導(dǎo)電層包括一個(gè)高縱橫比分子結(jié)構(gòu)(HARMS)網(wǎng)絡(luò)。所謂HARMS或HARM結(jié)構(gòu)此處指的是具有納米尺度上的特征尺寸，即小于或等于約100納米的尺寸的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)的示例包括碳納米管(CNT)、碳NANOBUD'K (CNB)、金屬(例如，銀、金或銅)納米線、以及碳納米帶。在一個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)中，大量的這種單一結(jié)構(gòu)(例如CNT)彼此互連。換言之，在納米尺度上，這些HARM結(jié)構(gòu)不形成諸如像導(dǎo)電聚合物或ITO之類的真正連續(xù)的材料，而是形成一個(gè)電互連的多個(gè)分子或結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。然而，正如在宏觀尺度考慮的，一個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)形成一種實(shí)心的整體材料。作為一個(gè)基本特征，HARMS網(wǎng)絡(luò)可以被制造成一個(gè)薄層的形式。
[0023]借助于該導(dǎo)電層中的一個(gè)或多個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括在要求光學(xué)透明的TSF的應(yīng)用中有用的優(yōu)良的機(jī)械耐用性、拉伸性和熱穩(wěn)定性以及高光透射率，而且還有非常靈活可調(diào)的電特性。為了使這些優(yōu)點(diǎn)最大化，該導(dǎo)電層可以大致完全地由一個(gè)或多個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)形成。例如在卡娜圖沃伊的W02005/085130A2和W02007/101906A1中描述了用于產(chǎn)生包括碳納米結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)電層的合適的工藝。
[0024]該觸摸感測(cè)區(qū)域(TSR)(即，一個(gè)導(dǎo)電層內(nèi)的觸敏區(qū)域)是該導(dǎo)電層的“活動(dòng)”或操作部分，即有待在其內(nèi)執(zhí)行實(shí)際觸摸感測(cè)操作的區(qū)域。該TSR也可以覆蓋該導(dǎo)電層的整個(gè)區(qū)域。一個(gè)TSF中可以存在一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層，并且一個(gè)導(dǎo)電層可以具有一個(gè)或多個(gè)TSR。該導(dǎo)電層還可以存在可以感測(cè)觸摸但并未用于感測(cè)觸摸并且因此不被認(rèn)為是上面解釋意義上的TSR的多個(gè)區(qū)域。
[0025]除了該導(dǎo)電層以外，該TSF還可以包括實(shí)施整個(gè)工作觸敏元件所需的其他層和結(jié)構(gòu)。例如，可以存在一個(gè)襯底層和/或用于該膜的機(jī)械保護(hù)的一個(gè)或多個(gè)層。此外，還可以存在用于折射率或顏色匹配的一個(gè)或多個(gè)層和/或(例如)用于抗刮擦、層間隔、裝飾、自清潔或其他目的一個(gè)或多個(gè)涂層。根據(jù)本發(fā)明，這些層可以相對(duì)于該導(dǎo)電層處于任何順序或位置。這些額外層中的一個(gè)或多個(gè)可以僅部分地覆蓋該觸敏膜的區(qū)域，例如，僅在一個(gè)或多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)位置處覆蓋。
[0026]在利用根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觸敏膜的一個(gè)電子裝置中，該觸敏膜的一個(gè)或多個(gè)最外層實(shí)際上可以由該電子裝置自身的外殼或其他部分形成。在另一方面，集成為這種電子裝置的一部分的該觸敏膜的一個(gè)或多個(gè)最外層可以集成為該電子裝置外殼的一部分。因此，該觸敏膜應(yīng)被理解成包括參與的所有元件。
[0027]除了這些分層的元件以外，該TSF還可以包括三維組織的結(jié)構(gòu)，例如延伸穿過該TSF或其一部分的多個(gè)接觸電極和其他接觸結(jié)構(gòu)或通路。雖然為簡(jiǎn)單起見在下面的詳細(xì)描述的所有附圖中并未示出這些額外的膜和結(jié)構(gòu)，但它們被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0028]所謂用戶輸入表面(UIS)(即用戶接口表面)指的是在使用中該TSF被配置成用于在其上感測(cè)觸摸的該TSF的表面。換言之，該UIS形成該TSF的實(shí)際的基于觸摸的用戶接口。典型地，該UIS是被安排在有待借助于該TSF進(jìn)行操作的一個(gè)電子裝置上或者集成在其中的該TSF的自由表面。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，該觸敏膜的該用戶輸入表面包括偏離該用戶輸入表面的一般性質(zhì)的一個(gè)觸覺可區(qū)分表面特征(下文又稱為“TDSF”)，以用于通過感測(cè)該觸覺可區(qū)分表面特征來(lái)確定該觸摸感測(cè)區(qū)域的位置。換言之，在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觸敏膜TSF中，該觸摸感測(cè)區(qū)域借助于一個(gè)TDSF來(lái)“標(biāo)記”以使得該觸敏膜或利用該觸敏膜的一個(gè)裝置的用戶可以基于由該TDSF產(chǎn)生的觸覺感受來(lái)確定(即識(shí)別)該觸摸感測(cè)區(qū)域的位置。因此，用戶確保他/她正觸摸該用戶輸入表面上的正確位置或區(qū)域(即該觸摸感測(cè)區(qū)域)。
[0030]允許通過感測(cè)該TDSF來(lái)確定該感測(cè)區(qū)域的位置的所述“標(biāo)記”自然使得該TDSF的位置必須如此鏈接至該TSR的該位置，以使該TSF的用戶能夠基于所述感測(cè)來(lái)確定用戶是否正觸摸該TSR內(nèi)的TSF。首先，該TDSF可以位于該TSR的區(qū)域上、部分地或完整地覆蓋該TSR?？商娲?，一個(gè)或多個(gè)TDSF可以位于該TSR的區(qū)域的附近。例如，一個(gè)TDSF或多個(gè)TDSF可以環(huán)繞該TSR的區(qū)域。
[0031]本發(fā)明的所述基本原理為設(shè)計(jì)基于TSF的用戶接口提供了極大的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的觸敏膜可以用于不僅實(shí)施其中該TSF疊覆在一個(gè)顯示器上的觸摸屏(其中，用戶基于該顯示器上呈現(xiàn)的信息來(lái)定位該UIS上的觸摸)，而且實(shí)施其他基于觸摸的用戶輸入安排。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)TSF可以用于替代各種常規(guī)的機(jī)械按鈕和致動(dòng)器，如本說(shuō)明書中稍后更詳細(xì)解釋。
[0032]該TDSF能夠以不同方式實(shí)施，以允許基于與由該nS產(chǎn)生的一般觸覺感受不同的觸覺感受來(lái)確定該TSR的位置。首先，該TDSF可以包括偏離該UIS的一般水平的一個(gè)或多個(gè)突起，以用于通過感測(cè)該一個(gè)或多個(gè)突起來(lái)確定該TSR的位置。在另一方面，該TDSF可以包括偏離該UIS的一般紋理的紋理，以用于通過感測(cè)該TDSF的紋理來(lái)確定該TSR的位置。取決于該UIS的一般性質(zhì)，這可以指一個(gè)紋理化表面、非紋理化表面或與該TDSF周圍的一般紋理不同以提供一個(gè)可區(qū)分觸覺感受的任何紋理。
[0033]一個(gè)nS可以包括任何組合形式的這類TDSF。例如，一個(gè)UIS可以包括若干個(gè)突起，這些突起可以一起形成一個(gè)TDSF或其一部分,或者具有一個(gè)較大區(qū)域的一個(gè)單一突起自身可以具有偏離該nS的一般紋理的一個(gè)紋理化表面來(lái)形成一個(gè)TDSF。當(dāng)然，除了突起和紋理以外，其他的解決方案也可以用于實(shí)施一個(gè)TDSF。
[0034]該突起可以具有偏離該nS的一般水平的任何形式，以使得該突起可以由用戶通過一個(gè)手指和/或借助于(例如)一個(gè)機(jī)械觸筆觸摸該TSF來(lái)感測(cè)。用于允許這種感測(cè)的足夠偏離取決于(例如)該突起相對(duì)于該UIS的一般水平的高度，并且取決于所述偏離的陡變程度，即，該UIS的表面在該突起的區(qū)域中變化的急劇程度。
[0035]作為一個(gè)非常簡(jiǎn)單的示例，該突起可以僅是從該nS的所述一般水平向外或向內(nèi)延伸的一個(gè)針狀突起。該突起還可以包括(例如)環(huán)繞該感測(cè)區(qū)域的一個(gè)向內(nèi)或向外突出的輪廓線、凸脊或凹谷。因此，為了避免混淆，“突起”此處也包括凹口、空腔或孔洞。
[0036]用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)TDSF、與該UIS的一般紋理不同的紋理的區(qū)域的簡(jiǎn)單示例可以包括孔隙度、粗糙度、光滑度、潤(rùn)滑度和/或粘度的變化。這可以通過本領(lǐng)域中本身已知的不同的表面處理或材料選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0037]—般而言，這些觸覺可區(qū)分表面特征(B卩，在觸覺上與該用戶輸入表面的其他區(qū)域可區(qū)分的表面修飾)可以通過使用任何合適的手段來(lái)實(shí)施。因此，它們不限于上面這些示例。在另一方面，TDSF設(shè)計(jì)的實(shí)際細(xì)節(jié)可能根據(jù)觸覺感測(cè)領(lǐng)域中已知的原理發(fā)生變化，因此此處不必解釋例如突起或表面結(jié)構(gòu)的合適高度和紋理的材料等細(xì)節(jié)。[0038]該觸覺可區(qū)分表面特征(例如，一個(gè)或多個(gè)突起或紋理)可以被配置成用于為觸摸該ns的用戶產(chǎn)生一種漸變的觸覺感受。所謂漸變的觸覺感受此處指的是該觸覺感受在該TDSF的區(qū)域各處是不均勻的，而是會(huì)取決于觸摸在該TDSF上的位置而發(fā)生變化。這種漸變可以(例如)給出一個(gè)尺度或位置指示。例如，在配置成用作滾動(dòng)條的一個(gè)TDSF和一個(gè)TSR中，該滾動(dòng)條的一端可以比該滾動(dòng)條的另一端更粗糙、更具粘性和/或具有與該另一端不同地成形和/或間隔的突起。因此，這些突起、紋理或其組合的差異可以用于指示觸摸在TDSF/TSR上的位置。
[0039]該nS上的一個(gè)突起可以用不同方式實(shí)施。首先，在該TSF的最外層的上表面中可以具有突起，所述最外層不同于該導(dǎo)電層。例如，該最外層可以是同樣用作一個(gè)保護(hù)性抗刮擦層或用于裝飾目的一個(gè)層。這種最外層的下表面可以是平坦的，或者該突起可以通過在具有一個(gè)對(duì)應(yīng)突起的一個(gè)下層上共形地形成所述最外層來(lái)實(shí)施。在另一方面，還可以使該突起位于該導(dǎo)電層自身之中。首先，該突起可以形成在導(dǎo)電上表面的上層上，即，在該UIS的側(cè)表面上。可替代地，該導(dǎo)電層可以被形成用于共形地跟隨該導(dǎo)電層下方的一個(gè)表面的一個(gè)三維形狀。
[0040]存在本領(lǐng)域中已知的產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的共形膜的許多方法。這些方法包括薄膜吹塑、擠出吹塑成型、型材擠出成型、注塑吹塑成型、注塑成型、氣體輔助注塑成型、注塑拉伸吹塑成型、鑲嵌成型、膨脹成型、旋轉(zhuǎn)成型、結(jié)構(gòu)泡沫成型、加熱/真空成形、拉擠成型、轉(zhuǎn)移成型、SMC/DMC成型、模具內(nèi)標(biāo)記以及模具內(nèi)裝飾。導(dǎo)電層還可以通過眾多的氣相和液相工藝來(lái)直接共形地沉積在已成形的表面上，這些氣相和液相工藝?yán)缧?，濕法和干法印刷如膠版印刷、絲網(wǎng)印刷、柔性版印刷或激光印刷，噴涂，噴墨印刷，CVD，以及經(jīng)由例如熱泳、撞擊、電泳和轉(zhuǎn)移印刷的氣溶膠的直接干法印刷。用于產(chǎn)生上面具有突起的膜的其他工藝包括但不限于例如沖壓和熱壓印。
[0041]在包括一個(gè)HARM結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)選導(dǎo)電層的情況下，卡娜圖沃伊的W02011/107665中描述了一種制作共形地覆蓋三維表面的導(dǎo)電層的合適的方法。
[0042]該TSR和該TDSF可以位于該TSF的一個(gè)平面部分上，其中上面提及的該WS的一般水平指的是該平面表面的水平?？商娲兀揟SF可以包括一個(gè)彎曲部分，其中該TSR和該TDSF中的至少一個(gè)可以位于該TSF的所述彎曲部分上。在這種情況下，上面提及的該UIS的一般水平指的是該連續(xù)彎曲的表面的切線水平。包括一個(gè)彎曲部分的一個(gè)TSF進(jìn)一步增強(qiáng)了本發(fā)明的通用性。
[0043]存在多種可能性來(lái)實(shí)施包括一個(gè)彎曲部分的一個(gè)TSF。一個(gè)優(yōu)選選擇再次是包括一個(gè)或多個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)的基于TSF的一個(gè)導(dǎo)電層，這使得能夠十分自由地選擇該導(dǎo)電層的形式。
[0044]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)TSF可以用于例如替代不同電子裝置中的常規(guī)機(jī)械按鈕(如開/關(guān)按鈕和相關(guān)的機(jī)械致動(dòng)器如觸發(fā)器、刻度盤、滑塊以及開關(guān))。換言之，替代一個(gè)或多個(gè)機(jī)械按鈕，可以存在具有“被標(biāo)記的”，即借助于形成這種裝置的一部分表面或整個(gè)表面的該UIS上的一個(gè)或多個(gè)TDSF可確定的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)區(qū)域的一個(gè)TSF。因此，替代有待按壓或以其他方式移位的一個(gè)按鈕，用戶然后可以通過僅觸摸該TSF的該TDSF來(lái)給出一個(gè)輸入。該用戶輸入表面上的該突起或其他TDSF允許用戶確保該觸摸在該TSR內(nèi)的正確位置。應(yīng)注意到，機(jī)械按鈕此處是指所有相關(guān)的機(jī)械致動(dòng)器，如開/關(guān)按鈕、觸發(fā)器、刻度盤、滑塊以及開關(guān)。
[0045]為了實(shí)施本發(fā)明的以上可能性，一個(gè)替代方案是該觸摸感測(cè)區(qū)域被配置成充當(dāng)一個(gè)滑塊(即，一個(gè)典型的細(xì)長(zhǎng)的用戶接口安排)，其中用戶通過觸摸的實(shí)際位置或通過觸摸沿著所述接口安排的移動(dòng)來(lái)控制輸入。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，被配置成充當(dāng)一個(gè)滑塊的一個(gè)TSR是大致U形的。如在詳細(xì)描述中更多解釋，這簡(jiǎn)化了滑塊狀TSR的實(shí)施。
[0046]在另一個(gè)替代方案中，該觸摸感測(cè)區(qū)域具有大致環(huán)形的形狀并且被配置成充當(dāng)一個(gè)刻度盤，其中與在該滑塊中一樣，該輸入是通過該觸摸的實(shí)際位置或通過該觸摸沿著所述環(huán)形TSR的移動(dòng)來(lái)控制。
[0047]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的該觸敏膜包括多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域。這樣，一個(gè)單一的TSF可以用于實(shí)施多個(gè)功能，這極大地簡(jiǎn)化了利用該TSF的一個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)和組裝。例如，一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域可以被配置成用于覆蓋一個(gè)電子裝置的一個(gè)顯示器的區(qū)域以便與該顯示器一起形成一個(gè)觸摸屏。其他一個(gè)或多個(gè)其他觸摸感測(cè)區(qū)域可以被配置成用作該電子裝置的一個(gè)或多個(gè)基于觸摸的用戶輸入元件，從而替代常規(guī)裝置的不同機(jī)械按鈕和致動(dòng)器。例如，一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域可以被配置成充當(dāng)該電子裝置的一個(gè)電源開關(guān)。
[0048]優(yōu)選地，該TSF形成為一個(gè)柔性結(jié)構(gòu)以便允許該TSF沿著一個(gè)三維表面彎曲。一個(gè)“柔性”結(jié)構(gòu)此處指的是允許在一個(gè)曲率半徑在IOmm以下、更優(yōu)選在5mm以下的至少一個(gè)方向上彎曲、優(yōu)選反復(fù)彎曲的一個(gè)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，該TSF同時(shí)在至少兩個(gè)方向上是柔性的。
[0049]替代柔性或除了柔性以外，該TSF還可以形成為一個(gè)可變形結(jié)構(gòu)，以便允許例如通過使用加熱成形(例如通過真空或其他形式)使該TSF共形地沿著一個(gè)三維表面變形。
[0050]該TSF的柔性和/或可變形性、連同用于確定該TSR的一個(gè)或多個(gè)TDSF打開了實(shí)施觸摸感測(cè)裝置的完全新穎的可能性。例如，用作一個(gè)移動(dòng)裝置的用戶接口的一個(gè)TSF可以彎曲成或形成為延伸到裝置邊緣，以使得該TSF甚至可以覆蓋該裝置的整個(gè)表面。在覆蓋一個(gè)三維裝置表面的不同表面并且包括多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域的一個(gè)TSF中，這些若干個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域可以被配置用于不同的目的。在一個(gè)有利的實(shí)施例中，一個(gè)感測(cè)區(qū)域覆蓋一個(gè)顯示器的區(qū)域以便形成一個(gè)觸摸屏。例如該裝置側(cè)面處的其他感測(cè)區(qū)域可以根據(jù)本發(fā)明的核心原理被配置成用作如上所述替代常規(guī)機(jī)械致動(dòng)器(例如，電源開關(guān)或屏幕亮度滑塊)的觸敏元件。
[0051]此外，該可變形性還可以通過使該TSF在具有一個(gè)對(duì)應(yīng)突出部分的一個(gè)表面上變形來(lái)允許形成該UIS的突起。
[0052]同樣從柔性和/或可變形TSF的觀點(diǎn)來(lái)看，該導(dǎo)電層的一個(gè)優(yōu)選選擇是包括一個(gè)或多個(gè)HARMS網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)導(dǎo)電層。HARM結(jié)構(gòu)和其網(wǎng)絡(luò)固有地是柔性的，因此能夠使得該TSF可彎曲和/或可變形。
[0053]本發(fā)明的第二方面集中于一種包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的觸敏膜的觸摸感測(cè)裝置，該觸敏膜的原理和優(yōu)點(diǎn)已在上面論述。該裝置進(jìn)一步包括用于向該TSF提供一個(gè)電激勵(lì)信號(hào)并且從該TSF接收一個(gè)電響應(yīng)信號(hào)的電路裝置，以及用于處理從該TSF接收到的該電響應(yīng)信號(hào)以基于一個(gè)觸摸對(duì)該響應(yīng)信號(hào)的影響來(lái)檢測(cè)該觸摸的處理裝置。因此，所謂“觸摸感測(cè)裝置”此處指的是除了該TSF以外還包括執(zhí)行觸摸感測(cè)操作所必需的像測(cè)量電子元件之類的其他元件和其中的測(cè)量算法軟件的一個(gè)整體可操作的裝置。
[0054]該電路裝置可以包括不同類型的接觸電極、線路和其他形式的導(dǎo)體、開關(guān)、以及將該TSF和其中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層連接到該觸摸感測(cè)裝置的剩余部分所需的其他元件。對(duì)應(yīng)地，該處理裝置可以包括用于生成和控制在操作該TSF中所需的信號(hào)的任何硬件和電子元件以及軟件工具。它們還可以包括用于測(cè)量、采集以及處理響應(yīng)信號(hào)以便檢測(cè)和定位該TSF上的觸摸的任何裝置。該電路裝置和該控制裝置可以借助于已知的部件、元件以及原理來(lái)實(shí)施。
[0055]激勵(lì)信號(hào)此處指的是用于經(jīng)由該電路裝置耦合到該TSF的該導(dǎo)電層，并且提供適于監(jiān)測(cè)一個(gè)觸摸引起其變化的多個(gè)條件的任何電信號(hào)。該激勵(lì)信號(hào)也可以(例如)稱為一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)或一個(gè)刺激信號(hào)。典型的示例是AC電流和電壓。響應(yīng)信號(hào)相應(yīng)地是通過使用該電路裝置從一個(gè)導(dǎo)電層測(cè)得并且允許基于一個(gè)觸摸引起的這個(gè)信號(hào)的變化來(lái)檢測(cè)該觸摸的任何電信號(hào)。
[0056]本發(fā)明的該觸摸感測(cè)裝置可以被實(shí)施為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的或定制的獨(dú)立模塊，或者被實(shí)施為集成作為某個(gè)較大裝置(例如，移動(dòng)電話、便攜式計(jì)算機(jī)、電子閱讀器、電子導(dǎo)航儀、游戲控制臺(tái)、汽車的儀表板或方向盤等)的一部分的一個(gè)不可分離的單元。
[0057]本發(fā)明的第三方面集中于一種電子裝置，該電子裝置的特征在于該電子裝置包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的一種觸敏膜，該觸敏膜的原理和優(yōu)點(diǎn)已在上面論述，其中該觸敏膜被配置成用作該電子裝置的一個(gè)用戶接口。該電子裝置可以是例如一個(gè)移動(dòng)電子裝置(如移動(dòng)電話或智能手機(jī))。
[0058]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該觸敏膜包括多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域,該多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域包括至少部分地覆蓋該電子裝置的一個(gè)顯示器的區(qū)域的一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域以便形成一個(gè)觸摸屏。這種單一的多功能觸敏膜與單獨(dú)的觸摸屏和機(jī)械致動(dòng)器相比較可以極大地簡(jiǎn)化該電子裝置的組裝。這提供了對(duì)移動(dòng)電子裝置來(lái)說(shuō)特別有用的成本節(jié)約。
[0059]附圖簡(jiǎn)述
[0060]以下參考示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的示例的附圖更為詳細(xì)地論述了本發(fā)明。
[0061]圖1a表示現(xiàn)有技術(shù)。
[0062]圖1b至圖1d示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)觸敏膜和一個(gè)電子裝置的示意圖。
[0063]圖2a和圖2b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觸敏膜的多個(gè)部分的示意圖。
[0064]圖3a至圖3e、圖4a至圖4e、圖5a至圖5b、圖6a至圖6b、圖7a至圖7c、圖8a至圖8c以及圖9a至圖9d是用于產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的觸敏膜的不同方法的示意圖。
[0065]圖10至圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觸敏膜的觸摸感測(cè)區(qū)域的不同配置。
[0066]圖14以方框圖呈現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觸摸感測(cè)裝置的一般結(jié)構(gòu)。
[0067]在附圖中，對(duì)應(yīng)元件在附圖中由相同的參考數(shù)字表示。
[0068]發(fā)明詳細(xì)描述
[0069]圖1a示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)移動(dòng)電子裝置的示意圖。移動(dòng)電子裝置70 (例如，移動(dòng)手機(jī))包括一個(gè)顯示器78以向該移動(dòng)電子裝置的用戶顯示不同信息。疊覆在該顯示器上的是一個(gè)觸敏膜71。該顯示器和該觸敏膜一起形成用作該移動(dòng)電子裝置的用戶接口的一部分的一個(gè)觸摸屏。另外，在移動(dòng)電子裝置外殼的不同位置處存在用作用于不同目的多個(gè)另外的用戶輸入元件的不同機(jī)械致動(dòng)器73。在現(xiàn)有技術(shù)裝置中，這類機(jī)械致動(dòng)器例如用作電源開關(guān)、揚(yáng)聲器控制器、將裝置調(diào)到待機(jī)模式的開關(guān)等。[0070]圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觸敏膜I。在該觸敏膜的核心中是一個(gè)導(dǎo)電層(在圖1b至圖1d的附圖中作為一個(gè)單獨(dú)的層不可見)。這些附圖中可見的該觸敏膜的表面形成用于接收用戶對(duì)該觸敏膜的觸摸的用戶輸入表面4。在該導(dǎo)電層中、位于該觸敏膜的外周附近存在五個(gè)相對(duì)小的觸摸感測(cè)區(qū)域3。在該觸敏膜的上表面(即，用戶輸入表面4)上，存在觸覺可區(qū)分表面特征5(S卩，提供與由該用戶輸入表面的周圍區(qū)域提供的觸覺感受不同的一個(gè)觸覺感受的表面特征)的多個(gè)區(qū)域。
[0071]觸覺可區(qū)分表面特征5可以包括偏離該用戶輸入表面的一般水平并且因此在觸覺上可檢測(cè)的例如一個(gè)或多個(gè)突起、凹口、凹槽、凸脊、凹谷等。另外，替代這些特征或除了這些特征之外，這些觸覺可區(qū)分表面特征還可以包括與用戶輸入表面的一般紋理不同以便使這些特征在觸覺上可區(qū)分的一個(gè)或多個(gè)類型的紋理。
[0072]具有觸覺可區(qū)分表面特征5的這些區(qū)域的目的是提供用于在觸覺上確定觸摸感測(cè)區(qū)域3的位置的手段，以使得用戶可以確保觸摸的正確位置。在圖1b至圖1d的示例中，具有觸覺可區(qū)分表面特征5的這些區(qū)域與觸摸感測(cè)區(qū)域3的區(qū)域處于同一位置?？商娲兀粋€(gè)或多個(gè)觸覺可區(qū)分表面特征5可以位于觸摸感測(cè)區(qū)域3內(nèi)而不完全覆蓋住該觸摸感測(cè)區(qū)域，環(huán)繞該觸摸感測(cè)區(qū)域，或處于如此連接到該觸摸感測(cè)區(qū)域的位置上可以滿足確定該觸摸感測(cè)區(qū)域的目的任何位置內(nèi)。
[0073]觸摸感測(cè)區(qū)域3可以被配置成用于簡(jiǎn)單地檢測(cè)觸摸的存在而不界定該觸摸在該觸摸感測(cè)區(qū)域內(nèi)的精確位置。然而，也可以具有被配置成用于同樣檢測(cè)一個(gè)觸摸或甚至是多個(gè)觸摸的位置以及一個(gè)或多個(gè)觸摸沿著該觸摸感測(cè)區(qū)域的移動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)那些觸摸感測(cè)區(qū)域。這種觸摸感測(cè)區(qū)域可以被配置成充當(dāng)例如一個(gè)滑塊或一個(gè)刻度盤。
[0074]除了上文所述的觸摸感測(cè)區(qū)域3以外，圖1b至圖1d的觸敏膜I還包括覆蓋觸敏膜I的中間區(qū)域的一個(gè)另外的觸摸感測(cè)區(qū)域6。這個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域大于其他觸摸感測(cè)區(qū)域3并且未被(盡管可以被)任何觸覺可區(qū)分表面特征標(biāo)記。這個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域6被配置成用于與一個(gè)顯不器一起形成一個(gè)觸摸屏。在一個(gè)觸摸屏中，用戶基于該顯不器上顯不的信息來(lái)選擇觸摸的位置，所以通過觸覺可區(qū)分表面特征來(lái)標(biāo)記一個(gè)觸摸屏的觸摸感測(cè)區(qū)域是不必要的。當(dāng)然，作為一個(gè)觸摸屏的一部分進(jìn)行操作使得該觸敏膜至少在這個(gè)特定的觸摸感測(cè)區(qū)域6的區(qū)域中是透明的成為必需。
[0075]如圖1c中所示，觸敏膜I可以發(fā)生彎曲或變形以便覆蓋三維表面。換言之，該觸敏膜是柔性的和/或是例如經(jīng)由加熱成形可變形的。得益于具有一個(gè)三維形狀的能力，觸敏膜I還能夠使得觸摸感測(cè)區(qū)域3位于該膜的一個(gè)彎曲部分上，如圖1c中可以看到。
[0076]在圖1d的移動(dòng)電子裝置中，柔性/可變形性的有利特性被用于一個(gè)移動(dòng)電子裝置7中，根據(jù)圖1a至圖1c的一個(gè)觸敏膜I已集成作為該移動(dòng)電子裝置的一部分。該觸敏膜覆蓋移動(dòng)電子裝置7的大部分正表面，并且還延伸到該移動(dòng)電子裝置的邊緣和其側(cè)表面。最大的觸摸感測(cè)區(qū)域6與該裝置的顯示器8 —起形成一個(gè)觸摸屏。移動(dòng)電子裝置外殼上用觸覺可區(qū)分表面特征5的區(qū)域標(biāo)記的其他觸摸感測(cè)區(qū)域3用作替代圖1a的現(xiàn)有技術(shù)裝置中所示的這些機(jī)械致動(dòng)器的用戶接口元件。這些觸摸感測(cè)區(qū)域中的三個(gè)位于該移動(dòng)電子裝置的正表面上，并且這些觸摸感測(cè)區(qū)域中的另兩個(gè)位于該移動(dòng)電子裝置的側(cè)表面上。
[0077]圖2a和圖2b示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的觸敏膜的導(dǎo)電層3和相關(guān)結(jié)構(gòu)。圖2a的導(dǎo)電層2表示其中觸摸感測(cè)區(qū)域3中的每一個(gè)是經(jīng)由自身的電極9來(lái)接觸的一種方法。換言之，該TSF的導(dǎo)電層2被分段以使得該導(dǎo)電層僅沉積或以其他形式形成在TSR3的區(qū)域中，并且電極9根據(jù)觸摸感測(cè)裝置設(shè)計(jì)的需要連接到每個(gè)TSR上。
[0078]圖2b示出了未分段的一個(gè)導(dǎo)電層2，S卩，該導(dǎo)電層在觸摸感測(cè)區(qū)域3、6的外部同樣是連續(xù)的。在這種配置中，電極9僅根據(jù)觸摸傳感器設(shè)計(jì)的需要而附接到該TSF的外周上，并且觸摸感測(cè)區(qū)域3由整個(gè)觸摸感測(cè)裝置的軟件、算法以及電子元件來(lái)限定，導(dǎo)電層2和該觸敏膜的其他部分形成該整個(gè)觸摸感測(cè)裝置的一部分。因此，這些TSR外部的區(qū)域可能能夠感測(cè)觸摸，但該觸敏膜被配置成用于僅對(duì)所限定的TSR中的觸摸作出響應(yīng)。這種觸敏膜和觸摸感測(cè)裝置的詳細(xì)配置和操作原理可以與卡娜圖沃伊的W02011/107666中描述的那些相似。導(dǎo)電層2的薄片電阻率因此優(yōu)選地高于或等于3k Ω，甚至更優(yōu)選地在5k Ω至IOOkQ的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在IOkQ至50的范圍內(nèi)。
[0079]圖3a至圖3e示意性地示出了利用壓花來(lái)在一個(gè)觸敏膜I的一個(gè)導(dǎo)電層2的一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域3的區(qū)域中形成多個(gè)突起5。一個(gè)沖壓工具10用于在該觸敏膜的襯底層11和其上的導(dǎo)電層2中產(chǎn)生一系列突起5。在產(chǎn)生形成在觸覺上與該TSF中觸摸感測(cè)區(qū)域3外部的其他部分可區(qū)分的表面特征的突起5之后，可以將沖壓的TSF附接到一個(gè)對(duì)象表面12 (例如，一個(gè)移動(dòng)電子裝置外殼中的一個(gè)表面)上以便用作這個(gè)裝置的用戶接口。在這個(gè)示例中，突起5形成在襯底層11中，而大致更薄的導(dǎo)電層2在它的厚度上仍保持大致均勻。作為移動(dòng)電子裝置的一個(gè)替代方案，該對(duì)象表面還可以是例如汽車的方向盤或中央控制臺(tái)、冰箱或電爐的用戶接口、或希望基于觸摸的用戶接口的任何其他裝置或?qū)ο蟮谋砻妗?br> [0080]圖4a至圖4d示意性地示出了利用壓花來(lái)僅在襯底層11的自由表面中形成突起5，該襯底層的與導(dǎo)電層2相鄰的表面仍保持平坦。
[0081]圖5a和圖5b示意性地示出了利用真空加熱成形來(lái)在TSFl的用戶輸入表面4上形成多個(gè)觸覺可區(qū)分突起5。熱和真空用于使TSFl共形地變形并且將TSFl附接到具有一系列突起5的一個(gè)對(duì)象表面12上。
[0082]圖6a和圖6b示意性地示出了圖5a和圖5b的工藝的一個(gè)變體，其中與象表面12相鄰的層是襯底層11而不是導(dǎo)電層2。
[0083]圖7a至圖7c示意性地示出了利用直接沉積來(lái)將導(dǎo)電層2直接沉積在上面具有多個(gè)突起5的一個(gè)襯底表面12上。將例如處于氣體、液體或氣溶膠形式的導(dǎo)電層材料13直接沉積在對(duì)象表面12上而不使用一個(gè)單獨(dú)的襯底層。如在常規(guī)ITO工藝中一樣，該沉積可以發(fā)生在真空中。
[0084]圖8a至圖8c示意性地示出了圖7a至圖7c的工藝的一個(gè)變體。在圖8a和圖8b的工藝中，沉積了一個(gè)分段的導(dǎo)電層2，其中導(dǎo)電層材料僅沉積在觸摸感測(cè)區(qū)域3的區(qū)域處。
[0085]圖9a至圖9d示意性地示出了利用沖壓來(lái)在TSFl的用戶輸入表面4上形成多個(gè)觸覺可區(qū)分突起5。在圖9a至圖9d的工藝中，將上面具有一個(gè)分段導(dǎo)電層2的一個(gè)觸敏膜I附接到具有一系列突起的一個(gè)對(duì)象表面12上，并且使用一個(gè)沖壓工具10緊靠該對(duì)象表面對(duì)該觸敏膜進(jìn)行沖壓以使得這些突起被復(fù)制到該觸敏膜上。具有該對(duì)象上的這些突起的相反突起的沖壓工具10用于在一個(gè)TSF中產(chǎn)生一系列突起并且用于將該TSF附接到該對(duì)象表面上。
[0086]本領(lǐng)域中還可獲得其他技術(shù)以用于產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的具有觸覺可區(qū)分表面特征的觸敏膜，因此上面的這些示例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0087]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)觸敏膜I的頂視圖和側(cè)視圖。TSFl具有被配置成充當(dāng)一個(gè)滑塊的一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域3，S卩，其中用戶通過沿著該觸摸感測(cè)區(qū)域滑動(dòng)觸摸位置來(lái)控制他的/她的輸入的一個(gè)用戶接口元件。圖10的觸摸感測(cè)區(qū)域3具有一個(gè)“U”形的配置。在這個(gè)實(shí)施例中，輸入和輸出連接器電極9連接在該U的“頂”端處。傳感器根據(jù)卡娜圖沃伊的W02011/107666中描述的方法和設(shè)備的原理來(lái)操作。該U形結(jié)構(gòu)提供了多個(gè)優(yōu)點(diǎn)以使得這些輸入和輸出電極位于觸摸感測(cè)區(qū)域3的同一側(cè)(在U的頂部處)上，從而使得該觸敏膜集成在一個(gè)電子裝置中更為簡(jiǎn)單。U形傳感器配置比圖11中所示的替代直線傳感器配置更緊湊。通過創(chuàng)建一個(gè)U形傳感器，手指或其他指針增大了電耦合并且因此增大了一個(gè)觸摸所致的信號(hào)強(qiáng)度。U的“支腿”之間的距離不是關(guān)鍵性的，但在優(yōu)選實(shí)施例中，一個(gè)手指應(yīng)同時(shí)能夠觸摸U的兩個(gè)支腿，雖然觸摸一側(cè)也能起作用。
[0088]在圖11的筆直滑塊配置中，突起15的高度有所不同以使得這些突起在觸摸感測(cè)區(qū)域3的邊緣處低于中間處。這提供了一種漸變的觸覺感受并且因此使得用戶能夠更準(zhǔn)確地確定觸摸的位置以及觸摸沿著該觸摸感測(cè)區(qū)域的移動(dòng)。
[0089]圖12中示出了一個(gè)彎曲的觸摸感測(cè)區(qū)域的一個(gè)變體，該圖示出了一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域3被配置成充當(dāng)一個(gè)刻度盤，例如其中用戶通過沿著環(huán)形觸摸感測(cè)區(qū)域滑動(dòng)觸摸位置來(lái)控制他的/她的輸入的一個(gè)用戶干擾元件。
[0090]在下文中，簡(jiǎn)短地論述了可以根據(jù)上面實(shí)施例產(chǎn)生和配置的本發(fā)明的不同實(shí)施例的四個(gè)示例A)至D)。示例A和C僅利用了一個(gè)較大TSF上的多個(gè)分段TSR，這些TSR與希望的“按鈕”和滑塊的位置對(duì)齊。在示例B和D中，該TSF不具有圖案或分段，并且軟件被用于確定活動(dòng)區(qū)域而忽略剩余部分。
[0091]示例 A:
[0092]根據(jù)本發(fā)明的一種滑塊裝置通過例如以下步驟來(lái)制造:產(chǎn)生具有具備到感測(cè)電路的所需連接的一個(gè)TSR的一個(gè)TSF ;將所述TSR加熱成形在具有例如一個(gè)TSR的一個(gè)對(duì)象上，該TSR在滑塊功能有待在其中執(zhí)行的區(qū)域中包括一個(gè)凸脊或凸塊區(qū)域。該TSR與具有凸脊或凸塊的區(qū)域?qū)R。在這種情況下，僅可以在該對(duì)象的滑塊區(qū)域中檢測(cè)到觸摸輸入。
[0093]示例B:
[0094]根據(jù)本發(fā)明的一種滑塊裝置通過例如以下步驟來(lái)制造:產(chǎn)生具有具備到感測(cè)電路的所需連接的一個(gè)TSR的一個(gè)TSF ;將所述TSF加熱成形在一個(gè)對(duì)象上，該對(duì)象在滑塊功能有待在其中執(zhí)行的區(qū)域中具有例如一個(gè)凸脊或凸塊區(qū)域。然后，控制軟件被編程用于僅記錄該對(duì)象的具有凸脊或凸塊的該滑塊區(qū)域中的觸摸。
[0095]示例C:
[0096]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)滑塊和開/關(guān)按鈕裝置通過例如以下步驟來(lái)制造:產(chǎn)生具有具備到感測(cè)電路的所需連接的多個(gè)TSR的一個(gè)TSF ;將所述TSF加熱成形在一個(gè)形狀上，該形狀在滑塊功能有待在其中執(zhí)行的區(qū)域中具有例如一個(gè)凸脊區(qū)域，并且在開/關(guān)按鈕功能有待在其中執(zhí)行的區(qū)域中具有一個(gè)凸起塊區(qū)域。這些TSR與具有凸脊或凸塊的這些區(qū)域?qū)R。在這種情況下，僅可以在該對(duì)象的該滑塊區(qū)域內(nèi)和該對(duì)象的該開/關(guān)按鈕區(qū)域中檢測(cè)到觸摸輸入。
[0097]示例D:[0098]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)滑塊和開/關(guān)按鈕裝置通過例如以下步驟來(lái)制造:產(chǎn)生具有具備到感測(cè)電路的所需連接的多個(gè)TSR的一個(gè)TSF ;將所述TSF加熱成形在一個(gè)對(duì)象上，該對(duì)象在滑塊功能有待在其中執(zhí)行的區(qū)域中具有例如一個(gè)凸脊區(qū)域，并且在開/關(guān)按鈕功能有待在其中執(zhí)行的區(qū)域中具有一個(gè)凸起塊區(qū)域。然后，控制軟件被編程用于單獨(dú)記錄僅具有凸脊的該滑塊區(qū)域和具有一個(gè)凸塊的該開/關(guān)按鈕區(qū)域中的觸摸。
[0099]圖13中示出了將用于例如替代電子裝置中的常規(guī)開/關(guān)按鈕的不同的觸覺可區(qū)分表面特征(TDSF)。在最左側(cè)情況下，用戶輸入表面4的觸摸感測(cè)區(qū)域3上方的光滑的中心區(qū)域由一個(gè)粗糙化的表面區(qū)域13包圍。在最左側(cè)第二種情況下，該nS在觸摸感測(cè)區(qū)域3的整個(gè)區(qū)域上具有一個(gè)粗糙化的表面。在最中間的情況下，一個(gè)升高的環(huán)形圈14包圍該UIS的觸摸感測(cè)區(qū)域3上方的一個(gè)較低的中心區(qū)域。在最右側(cè)第二種情況下，升高的形式由從該UIS的一般水平向下延伸的一個(gè)鏡像拓?fù)涮娲?。最右?cè)情況示出了一個(gè)升高的TDSF與TDSF的觸摸感測(cè)區(qū)域3上方的中間區(qū)域中的一個(gè)粗糙化的區(qū)域的一個(gè)組合。粗糙化的表面區(qū)域可以例如通過用一種粗糙的表面材料涂覆該TSF來(lái)產(chǎn)生?？商娲?，特別處理可以用于使一個(gè)初始光滑的表面粗糙化。
[0100]圖14的觸摸感測(cè)裝置16可以是例如根據(jù)圖1d的移動(dòng)電子裝置的一個(gè)移動(dòng)電子裝置的一個(gè)觸摸屏。該觸摸感測(cè)裝置包括一個(gè)觸敏膜I和一個(gè)信號(hào)處理單元17，該信號(hào)處理單元用于生成多個(gè)激勵(lì)信號(hào)18并且控制這些激勵(lì)信號(hào)向觸敏膜I的提供。信號(hào)處理單元17還負(fù)責(zé)接收從觸敏膜I測(cè)得的多個(gè)響應(yīng)信號(hào)19，并且負(fù)責(zé)基于這些信號(hào)來(lái)確定觸摸的存在并且可能還有位置。信號(hào)處理單元17和觸敏膜I借助于信號(hào)線路20來(lái)相互連接。根據(jù)圖14的該裝置被配置成用于將包括一個(gè)交流電流或電壓的一個(gè)激勵(lì)信號(hào)18經(jīng)由該觸敏膜的該導(dǎo)電層上的一個(gè)或多個(gè)接觸電極來(lái)耦合到該導(dǎo)電層上。這些接觸電極然后用作該觸敏膜的輸入點(diǎn)。該導(dǎo)電層上的一個(gè)或多個(gè)接觸電極用作用于測(cè)量一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)信號(hào)的輸出點(diǎn)。例如在卡娜圖沃伊的W02011/107666中給出了這種觸摸感測(cè)裝置的操作和優(yōu)選配置的更詳細(xì)的描述。
[0101]如本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的是，本發(fā)明不限于上面描述的這些實(shí)施例和示例，而是本發(fā)明的這些實(shí)施例可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)自由地變化。具體而言，上面這些實(shí)施例和示例中提出的不同特征可以任何組合存在于一個(gè)觸敏膜、觸摸感測(cè)裝置以及一個(gè)電子裝置之中。
【權(quán)利要求】
1.一種觸敏膜(I )，包括具有一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域(3)的一個(gè)導(dǎo)電層(2)和一個(gè)用戶輸入表面(4 ),其特征在于,該觸敏膜(I)的該用戶輸入表面(4 )包括偏離該用戶輸入表面的一般性質(zhì)的一個(gè)觸覺可區(qū)分表面特征(5，14，15)，以用于通過感測(cè)該觸覺可區(qū)分表面特征來(lái)確定該觸摸感測(cè)區(qū)域(3)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的觸敏膜(1)，其中該導(dǎo)電層(3)包括一個(gè)或多個(gè)高縱橫比分子結(jié)構(gòu)(HARMS)網(wǎng)絡(luò)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的觸敏膜(1)，其中該觸覺可區(qū)分表面特征包括偏離該用戶輸入表面(4)的一般水平的一個(gè)突起(5，15)。
4.如權(quán)利要求3所述的觸敏膜(1)，其中該觸敏膜包括多個(gè)相鄰的突起(5)。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(1)，其中該觸覺可區(qū)分表面特征包括偏離該用戶輸入表面(4)的一般紋理的紋理(14)。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(1)，其中該觸覺可區(qū)分表面特征(5，14)被配置成用于產(chǎn)生一種漸變的觸覺感受。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(I)，其中該觸敏膜包括一個(gè)彎曲部分，并且該觸摸感測(cè)區(qū)域(3)和該觸覺可區(qū)分表面特征(5)中的至少一個(gè)位于所述彎曲部分上。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(1)，其中該觸摸感測(cè)區(qū)域(3)被配置成充當(dāng)一個(gè)滑塊。
9.如權(quán)利要求8所述的觸敏膜(1)，其中被配置成充當(dāng)一個(gè)滑塊的該觸摸感測(cè)區(qū)域(3)是大致U形的。
10.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(1)，其中該觸摸感測(cè)區(qū)域(3)具有大致環(huán)形的形狀并且被配置成充當(dāng)一個(gè)刻度盤。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(I)，其中該觸敏膜(I)包括多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域(3，6)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(I)，其中該觸敏膜(I)形成為一個(gè)柔性結(jié)構(gòu)，以便允許該觸敏膜沿著一個(gè)三維表面彎曲。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(I)，其中該觸敏膜(I)形成為一個(gè)可變形結(jié)構(gòu)，以便允許該觸敏膜沿著一個(gè)三維表面發(fā)生共形變形。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(1)，其中該觸敏膜被配置成用于覆蓋一個(gè)三維裝置的不同表面，該多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域(3)包括被配置成用于覆蓋一個(gè)顯示器(8)的區(qū)域的一個(gè)觸 摸感測(cè)區(qū)域(6)以便形成一個(gè)觸摸屏。
15.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(I)的觸摸感測(cè)裝置(16)，該觸摸感測(cè)裝置進(jìn)一步包括: -用于向該觸敏膜提供一個(gè)電激勵(lì)信號(hào)并且從該觸敏膜接收一個(gè)電響應(yīng)信號(hào)的裝置，以及 -用于處理該電響應(yīng)信號(hào)以用于基于一個(gè)或多個(gè)觸摸對(duì)該響應(yīng)信號(hào)的影響來(lái)檢測(cè)該一個(gè)或多個(gè)觸摸的裝置。
16.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的觸敏膜(I)的電子裝置(7)，該觸敏膜被配置成用作該電子裝置的一個(gè)用戶接口。
17.如權(quán)利要求16所述的電子裝置(7)，其中該觸敏膜(I)包括多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域(3，6)，該多個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域包括覆蓋一個(gè)顯示器(8)的區(qū)域的一個(gè)觸摸感測(cè)區(qū)域(6)以便形成一個(gè)觸摸屏。
18.如權(quán)利要求16 或17所述的電子裝置(7)，該電子裝置是一個(gè)移動(dòng)電子裝置。
【文檔編號(hào)】C01B31/02GK103890699SQ201280051843
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年10月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】布拉德利·J·艾奇遜, 大衛(wèi)·P·布朗, 比約恩·弗里厄爾·米克拉達(dá)爾 申請(qǐng)人:卡納圖有限公司