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将电子组件连接到交互式织物

摘要

公开了将电子组件连接到交互式织物。本文描述了用于将电子组件连接到交互式织物的技术和装置。收集交互式织物的松散导电丝线并将所述松散导电丝线组织成带状物,所述带状物具有与电子组件的连接点的对应节距匹配的节距。接下来,剥离带状物的导电丝线的非导电材料以使导电丝线的导电线暴露。在从带状物的导电丝线剥离非导电材料之后,将电子组件的连接点结合到带状物的导电线。然后使用UV可固化或热固性环氧树脂将接近于带状物的导电丝线密封,并且用防水材料(诸如塑料或聚合物)将电子组件和带状物密封到交互式织物。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-04-28

    授权

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  • 2018-01-19

    著录事项变更 IPC(主分类):G06F3/044 变更前: 变更后: 申请日:20161221

    著录事项变更

  • 2017-12-05

    实质审查的生效 IPC(主分类):G06F3/044 申请日:20161221

    实质审查的生效

  • 2017-11-10

    公开

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说明书

背景技术

交互式织物包括被编织到交互式织物内以形成被构造成检测触摸输入的电容式触摸传感器的导电丝线。交互式织物可以处理触摸输入以生成触摸数据,所述触摸数据可用来发起在被无线耦合到交互式织物的各种远程设备处功能。例如,交互式织物可帮助用户控制立体声上的音量、暂停在电视上播放的电影或者在台式计算机上选择网页。由于织物的柔性,交互式织物可被容易地整合在柔性物体内,诸如衣服、手提包、纺织品包装、帽子等。

交互式织物包括被编织到交互式织物中的导电丝线的网格或阵列。每个导电丝线包括被与一个或多个柔性丝线(例如,聚酯或棉丝线)扭绞、编结或缠绕的导电线(例如,铜线)。然而,制造商难以将单独的导电丝线附着到可包括电子装置的电子组件,所述电子装置诸如处理器、电池、无线单元、传感器等。

发明内容

本文描述了用于将电子组件连接到交互式织物的技术和装置。本交互式织物可包括被编织到交互式织物内以形成被构造成检测触摸输入的电容式触摸传感器的导电丝线。所述导电丝线包括被与一个或多个柔性丝线(例如,聚酯或棉丝线)扭绞、编结或缠绕的导电线(例如,铜线)。为了将电子组件连接到交互式织物的导电丝线,交互式织物的松散导电丝线被收集并被组织成带状物(ribbon),所述带状物具有与电子组件的连接点的对应节距(pitch)匹配的节距。接下来,剥离带状物的导电丝线的非导电材料以使导电丝线的导电线暴露。在从带状物的导电丝线剥离非导电材料之后,将电子组件的连接点结合到带状物的导电线。然后使用UV可固化或热固性环氧树脂将接近于带状物的导电丝线密封,并且用防水材料(诸如塑料或聚合物)将电子组件和带状物封装到交互式织物。

提供本概要是为了介绍下面在具体实施方式中进一步描述的与将电子组件连接到交互式织物有关的简化概念。本发明内容并不旨在识别要求保护主题的本质特征,其也不旨在在确定要求保护的主题的范围时使用。

附图说明

参考附图来描述用于将电子组件连接到交互式织物的技术和设备的实施例。遍及各图使用相同的附图标记来引用相同特征和组件。

图1是其中可体现交互式织物的示例环境的图示。

图2图示出包括交互式织物的手势管理器的示例系统。

图3图示出根据一个或多个实施方式的交互式织物的示例。

图4图示出根据一个或多个实施方式的可被用来将电子组件连接到交互式织物的示例连接系统。

图5图示出其中实现图4的带状化组件以将交互式织物的松散导电丝线布置成带状物的系统。

图6A图示出根据各种实施方式的带状化组件的梳理工具的示例。

图6B图示出根据各种实施例的带状化组件的梳理工具的附加示例。

图6C图示出根据各种实施方式的带状化组件的加热元件的示例。

图7图示出根据一个或多个实施方式的其中图4的剥离组件以从带状物的导电丝线去除非导电材料的系统。

图8A图示出根据一个或多个实施方式的剥离组件的示例。

图8B图示出根据一个或多个实施方式的剥离组件的附加示例。

图8C图示出根据一个或多个实施方式的剥离组件的附加示例。

图9图示出其中实现图4的结合组件以将电子组件结合到带状物的导电丝线的系统。

图10图示出根据一个或多个实施方式的其中实现图4的密封组件以将导电丝线密封的系统。

图11图示出根据一个或多个实施方式的环氧树脂工具的示例。

图12图示出其中实现图4的封装组件以将被结合到交互式织物的电子组件封装的系统。

图13图示出将电子组件连接到交互式织物的示例方法。

图14图示出可以被实施为如参考先前的图1至图13所述的任何类型的客户端、服务器和/或计算设备以实现将电子组件连接到交互式织物的示例计算系统的各种组件。

具体实施方式

概述

交互式织物包括被编织到交互式织物内以形成被构造成检测触摸输入的电容式触摸传感器的导电丝线。交互式织物可以处理触摸输入以生成触摸数据,所述触摸数据可用来在被无线耦合到交互式纺织品的各种远程设备处发起功能。例如,交互式织物可帮助用户控制立体声上的音量、暂停在电视上播放的电影或者在台式计算机上选择网页。由于织物的柔性,交互式织物可被容易地整合在柔性物体内,诸如衣服、手提包、纺织品包装、帽子等。

为了使得交互式织物能够感测多触摸输入,应用连接过程以将布置成网格或阵列的导电丝线附着到电子组件,诸如柔性印刷电路板(“PCB”)。所述附着过程可包括带状化过程,在其中,利用梳理工具来收集从交互式织物的纺织品表面脱出的松散导电丝线并将其组织成与电子组件的连接点的对应节距匹配的节距。通过被构造成适当地将导电丝线间隔开使得其与电子组件的连接点的节距相对应,梳理工具增加了带状化过程的速度和效率。在一个或多个实施方式中,梳理工具的节距可以是可机械调整的以使得制造商能够将梳理工具调整到特定电子组件的连接点的节距。然后,通过使用热压膜(例如,胶带、模制聚合物硅树脂或热胶)将经组织的导电丝线固定来生成带状物。生成其中导电丝线被以与电子组件的连接点的节距相对应的方式布置的带状物使得电子组件的连接点与带状物的相应导电丝线容易对准。

每个导电丝线包括非导电材料(例如,丝、棉、聚酯或釉)和导电线(例如,铜)。必须将非导电材料去除以使得能够将导电丝线附着到电子组件的连接点。因此,在生成带状物之后,应用剥离过程以从带状物的导电丝线去除非导电材料,使得导电线被暴露。可以各种不同方式执行剥离过程,诸如通过使用烧灼或熔融非导电材料的加热元件(例如,热压刀)来将导电丝线热剥离。在这种情况下,加热元件的温度可被配置成熔融或烧灼导电丝线的非导电材料而不熔融或烧灼导电线。当使用热压刀时,可以一次性将非导电材料从带状物的导电丝线剥离,使得过程是高效的。作为另一示例,可以利用激光束来烧蚀非导电材料。在这种情况下,激光的吸收是低的以致使激光束在没有烧蚀导电线的情况下烧蚀非导电材料。

接下来,应用结合过程以将带状物的所暴露的导电线结合到电子组件的连接点。为此,用焊接将带状物的导电线与电子组件的连接点对准,并且施加热以将电子组件的连接点结合到带状物的导电丝线。由于带状物的导电线具有与电子组件的连接点相同的节距,所以此过程与附着标准线缆类似。

在某些实施例中,在将电子组件结合到带状物的已剥离导电丝线之后,可应用密封和封装过程来保护导电线和电子组件免于进水和腐蚀。在密封过程中,用UV可固化或热固性环氧树脂将邻近于带状物的导电丝线密封。然后,在封装过程中,通过用防水材料(诸如塑料或聚合物)来封装电子组件和带状物,而将被附着到导电丝线的电子组件永久地安装在交互式织物上。

示例环境

图1是其中可嵌入交互式织物的示例环境100的图示。环境100包括交互式织物102,其被示出为被整合在各种物体104内。交互式织物102是被构造为感测多触摸输入的织物。如本文中所述,织物与由常常称为丝线或纱线的天然或人造纤维的网组成的任何类型的柔性编织材料。可通过编织、针织、编织、编结或将丝线压在一起来形成织物。

在环境100中,物体104包括“柔性”物体,诸如衬衫104-1、帽子104-2以及手提包104-3。然而,应注意的是交互式织物102可被整合在通过纺织品或类似柔性材料制成的任何类型的柔性物体内,诸如衣服、毯子、浴帘、毛巾、被单、床单或家具纺织品套,仅举几个例子。交互式织物102可被以各种不同的方式(包括编织、缝纫、胶合等)整合在柔性物体104内。

在本示例中,物体104进一步包括“硬质”物体,诸如塑料杯104-4和硬质智能电话外壳104-5。然而,应注意的是硬质物体104可包括由非柔性或半柔性材料(诸如塑料、金属、铝等)制成的任何类型的“硬质”或“刚性”物体。例如,硬质物体104还可包括塑料椅子、水瓶、塑料球或汽车零件,仅举几个例子。可使用各种不同的制造过程将交互式织物102整合在硬质物体104内。在一个或多个实施方式中,使用注入模制来将交互式织物102整合到硬质物体104中。

交互式织物102使得用户能够控制交互式织物102所整合的物体104或者经由网络108来控制各种其它计算设备106。用各种非限制性示例设备来图示说明计算设备106:服务器106-1、智能电话106-2、膝上型计算机106-3、计算眼镜106-4、电视106-5、相机106-6、平板计算机106-7、台式计算机106-8以及智能手表106-9,但还可使用其它设备,诸如家庭自动化和控制系统、音响或娱乐系统、家用电器、安全系统、上网本以及电子阅读器。请注意,计算设备106可以是可穿戴式的(例如,计算眼镜和智能手表)、不可穿戴但移动式的(例如,膝上计算机和平板计算机)或相对固定的(例如,台式计算机和服务器)。

网络108包括许多类型的无线或部分无线的通信网络中的一个或多个,诸如局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)、广域网(WAN)、内联网、互联网、对等网络、点到点网络、网状网络等。

交互式织物102可以通过经由网络108来传送触摸数据而与计算设备106相交互。计算设备106使用触摸数据来控制计算设备106或计算设备106处的应用。作为示例,考虑整合在衬衫104-1处的交互式织物102可被配置为控制用户的口袋中的用户的智能电话106-2、用户的家庭中的电视106-5、用户的手腕上的智能手表106-9或用户的房屋中的各种其它电器,诸如恒温器、灯、音乐等。例如,用户可能能够将整合在用户的衬衫104-1内的交互式织物102向上或向上滑动以致使电视106-5上的音量增大或减小,以致使被用户的房屋中的恒温器所控制的温度升高或降低,或者开启和关掉用户的房屋中的灯。请注意,任何类型的触摸、敲击、滑动、保持或击打手势都可被交互式织物102识别。

更详细地,考虑图2,其图示出包括交互式织物的手势管理器的示例系统200。在系统200中,交互式织物102被整合在物体104中,所述物体104可被实施为柔性物体(例如,衬衫104-1、帽子104-2或手提包104-3)或硬质物体(例如,塑料杯104-4或智能电话外壳104-5)。

交互式织物102被配置为当用户的手的一个或多个手指触摸到交互式织物102时感测来自用户的多触摸输入。交互式织物102还可被配置为感测来自用户的整只手的触摸输入,诸如当用户的整只手对交互式织物102进行触摸或滑动时。为了实现这一点,交互式织物102包括电容式触摸传感器202,其被耦合到一个或多个电子组件203,诸如柔性电路板、传感器、加热元件等。在某些情况下,电子组件203可包括织物控制器204和电源206。

电容式触摸传感器202被配置成当物体(诸如用户的手指、手或导电触针)接近电容式触摸传感器202或与之接触时感测触摸输入。不同于常规硬质触控板,电容式触摸传感器202使用被编织到交互式织物102中的导电丝线208来感测触摸输入。因此,电容式触摸传感器202不改变交互式织物102的柔性,这使得交互式织物102能够被容易地整合在物体104内。

电源206被耦合到织物控制器204以向织物控制器204提供电力,并且可被实施为小电池。织物控制器204被耦合到电容式触摸传感器202。例如,可使用柔性PCB、起皱、用导电胶来胶合、焊接等将来自导电丝线208的线连接到织物控制器204。

在一个或多个实施方式中,电子组件203还可包括一个或多个输出设备,诸如光源(例如,LED)、显示器或扬声器。在这种情况下,输出设备还可被连接到织物控制器204以使得织物控制器204能够控制其输出。

织物控制器204是利用被配置为检测导电丝线208上的触摸输入的位置以及触摸输入的运动的电路来实施的。当诸如用户的手指的物体触摸电容式触摸传感器202时,可由控制器204通过检测导电丝线208的网格上的电容变化来确定触摸的定位。织物控制器204使用触摸输入来生成可用来控制计算设备102的触摸数据。例如,可使用触摸输入来确定各种手势,诸如单指触摸(例如,触摸、敲击以及保持)、多指触摸(例如,两指触摸、两指敲击、两指保持以及捏)、单指和多指滑动(例如,向上滑动、向下滑动、向左滑动、向右滑动)以及整只手交互(例如,用用户的整只手触摸织物、用用户的整只手覆盖织物、用用户的整只手按压织物、手掌触摸以及在触摸织物的同时滚动、扭绞或旋转用户的手)。电容式触摸传感器202可被实施为自电容传感器或投射电容式传感器,下面更详细地对其进行讨论。

物体104还可包括用于通过有线、无线或光网络向计算设备106通信数据(诸如触摸数据)的网络接口210。通过示例而非限制的方式,网络接口210可通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)(例如,BluetoothTM)、广域网(WAN)、内联网、互联网、对等网络、点到点网络、网状网络等(例如,通过图1的网络108)来通信数据。

在本示例中,计算设备106包括一个或多个计算机处理器212和计算机可读存储介质(存储介质)214。存储介质214包括被体现为可由计算机处理器212执行以在某些情况下提供本文中所述功能的计算机可读指令的应用216和/或操作系统(未示出)。存储介质214还包括手势管理器218(下面描述)。

计算设备106还可包括显示器220和用于通过有线、无线或光学网络来通信数据的网络接口222。例如,网络接口222可以从物体104的网络接口210接收由交互式织物102所感测到的触摸数据。以示例而非限制的方式,网络接口222可通过局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、个域网(PAN)(例如,BluetoothTM)、广域网(WAN)、内联网、互联网、对等网络、点到点网络、网状网络等来通信数据。

手势管理器218能够有效地与应用216和交互式织物102相交互以通过由交互式织物102所接收的触摸输入(例如,手势)来激活与计算设备106和/或应用216相关联的各种功能。可在在物体104本地或位于物体104远程的计算设备106处实现手势管理器218。

已讨论了其中可以实现交互式织物102的系统,现在考虑交互式织物102的更详细讨论。

图3图示出根据一个或多个实施方式的交互式织物102的示例300。在本示例中,交互式织物102包括与导电丝线208一起编织以形成交互式织物102的非导电丝线302。非导电丝线302可与任何类型的非导电丝线、纤维或纺织品相对应,诸如棉、羊毛、丝、尼龙、聚酯等。

在304处,图示出导电丝线208的放大视图。导电丝线208包括与柔性丝线308扭绞、编结或缠绕在一起的导电线306。将导电线306与柔性丝线308扭绞在一起致使导电丝线208是柔性且有弹性的,这使得能够容易地将导电丝线208与非导电丝线302编织在一起以形成交互式织物102。

在一个或多个实施方式中,导电线306是细铜线。然而,应注意的是还可使用其它材料(诸如银、金或涂有导电聚合物的其它材料)来实施导电线306。柔性丝线308可被实施为任何类型的柔性丝线或纤维,诸如棉、羊毛、丝、尼龙、聚酯等。

在一个或多个实施方式中,导电丝线208包括包含至少一个导电线306(例如,一个或多个铜线)的导电芯和由柔性丝线308构成的被构造为覆盖导电芯的覆盖层。在某些情况下,导电芯的导电线306被绝缘。替选地,导电芯的导电线306未被绝缘。

在一个或多个实施方式中,可使用单个、笔直的导电线306来实施导电芯。替选地,可使用导电线306和一个或多个柔性丝线308来实施导电芯。例如,可通过将一个或多个柔性丝线308(例如,如图3的304处所示)与导电线306(例如,丝质丝线、聚酯丝线或棉丝线)扭绞在一起或者通过将柔性丝线308缠绕在导电线306周围来形成导电芯。

在一个或多个实施方式中,导电芯包括与导电线306编结在一起的柔性丝线308。可利用各种不同类型的柔性丝线308来与导电线306编结在一起,诸如聚酯或棉,以便形成导电芯。然而,在一个或多个实施方式中,将丝质丝线用于导电芯的编结构造。丝质丝线被略微扭绞,这使得丝质丝线能够“抓住”或保持于导电线306。因此,使用丝质丝线可增加可以制造编结导电芯的速度。相反地,类似于聚酯的柔性丝线是光滑的,并且因此不会“抓住”导电线以及丝。因此,光滑的丝线更加难以与导电线编结在一起,这可能减慢制造过程。

使用丝质丝线来创造编结导电芯的附加益处是丝是细且坚固的,这使得能够制造将不会在交互式织物编织过程期间断裂的细导电芯。细导电芯是有益的,因为其使得制造商能够在用第二层覆盖导电芯时创造其针对导电丝线208想要的无论什么粗度(例如,粗或细)。

在形成导电芯之后,构造覆盖层以覆盖导电芯。在一个或多个实施方式中,通过将柔性丝线(例如,聚酯丝线、棉丝线、毛纱或丝质丝线)缠绕在导电芯周围来构造覆盖层。例如,可通过以每码约1900匝在导电芯周围缠绕聚酯丝线来形成覆盖层。

在一个或多个实施方式中,覆盖层包括围绕着导电芯编结的柔性丝线。可使用与如上所述相同类型的编结来形成所编结的覆盖层。可将任何类型的柔性丝线308用于所编结的覆盖层。可以基于导电丝线208的期望粗度来选择在导电芯周围编结的柔性丝线的粗度和柔性丝线的数目。例如,如果导电丝线208预计被用于粗斜纹布,则可使用较粗的柔性丝线(例如,棉)和/或更大数目的柔性丝线来形成覆盖层。

在一个或多个实施方式中,用“双编结”结构来构造导电丝线208。在这种情况下,通过如上所述地将柔性丝线(诸如丝)与导电线(例如,铜)编结在一起来形成导电芯。然后,通过在编结导电芯周围编结柔性丝线(例如,丝、棉或聚酯)来形成覆盖层。双编结结构是坚固的,并且因此当在编织过程期间被拉动时不会断裂。例如,当双编结导电丝线被拉动时,编结结构收缩并迫使铜的编结芯也收缩,还使得整个结构更坚固。进一步地,双编结结构是软的,并且看起来像正常的纱线,与线缆相反,这对于美观和感觉而言是重要的。

可以使用任何常规的编织过程(例如,提花编织或3D编织)来便宜地且高效地形成交互式织物102,所述编织过程涉及到将较长的纱线(称为经纱)的集合与纬线(称为纬纱)的集合交织。可在称为织布机(其有许多类型)的框架或机器上实现编织。因此,织布机可以将非导电丝线302与导电丝线208编织在一起来创造交互式织物102。

在示例300中,将导电丝线208编织到交互式织物102内以形成网格,所述网格包括基本上平行的导电丝线208的集合和基本上平行的导电丝线208的第二集合,其与导电丝线的第一集合交叉而形成网格。在本示例中,导电丝线208的第一集合水平地取向,并且导电丝线208的第二集合垂直地取向,使得导电丝线208的第一集合与导电丝线208的第二集合基本上正交地定位。然而,应注意的是导电丝线208可被取向成使得交叉的导电丝线208并不是彼此正交的。例如,在某些情况下,交叉的导电丝线208可形成菱形网格。虽然导电丝线208在图3中被图示为彼此间隔开,但应注意的是导电丝线208可被非常紧密地编织在一起。例如,在某些情况下,可在每个方向上将两个或三个导电丝线紧密地编织在一起。进一步地,在某些情况下,可将导电丝线取向为相互不交叉或横穿的平行感测行。

可将导电线306绝缘以防止交叉导电丝线208之间的直接接触。为此,可用诸如釉或尼龙的材料涂抹导电线306。替选地,可用三个分离的织物层生成交互式织物以确保交叉的导电丝线208不会相互进行直接接触,而不是将导电线306绝缘。可将三个织物层组合(例如,通过将层缝合或胶合在一起)以形成交互式织物102。在本示例中,第一织物层可包括水平导电丝线208,并且第二织物层可包括垂直导电丝线208。不包括任何导电丝线的第三织物层可被定位于第一和第二织物层之间以防止垂直导电丝线与水平导电丝线208进行直接接触。

在一个或多个实施方式中,交互式织物102包括顶部织物层和底部织物层。顶部织物层包括被编织到顶部织物层中的导电丝线208,并且底部织物层还包括被编织到底部织物层中的导电丝线。当顶部织物层与底部织物层组合时,来自每个层的导电丝线形成电容式触摸传感器202。可以各种不同方式(诸如通过将各层编织、缝合或胶合在一起而形成交互式织物102)将顶部织物层和底部织物层组合。在一个或多个实施方式中,使用提花织造过程或任何类型的3D编织过程将顶部织物层和底部织物层组合。当顶部织物层和底部织物层被组合时,顶层的导电丝线耦合到底部层的导电丝线而形成电容式触摸传感器202,如上所述。

在操作期间,电容式触摸传感器202可被构造成使用自电容感测或投射电容感测来确定导电丝线208的网格上的触摸输入的定位。

当被构造为自电容传感器时,织物控制器204通过向每个导电丝线208施加控制信号(例如,正弦信号)来对交叉的导电丝线208(例如,水平和垂直导电丝线)充电。当诸如用户的手指的物体触摸导电丝线208的网格时,被触摸的导电丝线208被接地,这改变被触摸导电丝线208上的电容(例如,增加或减小电容)。

织物控制器204使用电容的变化来识别物体的存在。为此,织物控制器204通过检测每个相应导电丝线208的电容变化来检测哪个水平导电丝线208被触摸和哪个垂直导电丝线208被触摸,从而检测触摸输入的定位。织物控制器204使用被触摸的交叉导电丝线208的相交点来确定电容式触摸传感器202上的触摸输入的定位。例如,织物控制器204可以通过将每个触摸的定位确定为导电丝线208的网格上的X、Y坐标来确定触摸数据。

当被实施为自电容传感器时,当接收到多触摸输入时可能发生“幻影”。例如,考虑用户用两个手指来触摸导电丝线208的网格。当这发生时,织物控制器204确定用于两个触摸中的每一个的X和Y坐标。然而,织物控制器204可能不能确定如何将每个X坐标与其对应的Y坐标匹配。例如,如果第一触摸具有坐标X1、Y1且第二触摸具有坐标X4、Y4,则织物控制器204还可检测“幻影”坐标X1、Y4和X4、Y1。

在一个或多个实施方式中,织物控制器204被配置成检测与导电丝线208的网格上的两个或更多触摸输入点相对应的触摸输入的“区域”。可将导电丝线208紧密地编织在一起,使得当物体触摸导电丝线208的网格时,对于多个水平导电丝线208和/或多个垂直导电丝线208而言电容将改变。例如,利用单个手指的单个触摸可生成坐标X1、Y1和X2、Y1。因此,织物控制器204可被配置为如果对于多个水平导电丝线208和/或多个垂直导电丝线208而言电容改变则检测到触摸输入。请注意,这去除了幻影效应,因为如果检测到间隔开的两个单点触摸,则织物控制器204将不会检测触摸输入。

替选地,当被实施为投射电容传感器时,织物控制器204通过向单个导电丝线208的集合施加控制信号(例如,正弦信号)来对单个导电丝线208(例如,水平导电丝线208)的集合充电。然后,织物控制器204感测导电丝线208(例如,垂直电容丝线208)的另一集合中的电容变化。

在本实施方式中,垂直导电丝线208未被充电,并且因此充当虚拟接地。然而,当水平导电丝线208被充电时,水平导电丝线电容耦合到垂直导电丝线208。因此,当诸如用户的手指的物体触摸到导电丝线208的网格时,电容在垂直导电丝线上改变(例如,增加或减小)。织物控制器204使用垂直导电丝线208上的电容变化来识别物体的存在。为此,织物控制器204通过扫描垂直导电丝线208以检测到电容变化来检测触摸输入的定位。织物控制器204将触摸输入的定位确定为具有已改变电容的垂直导电丝线208与在其上面发射控制信号的水平导电丝线208之间的交叉点。例如,织物控制器204可以通过将每个触摸的定位确定为导电丝线208的网格上的X、Y坐标来确定触摸数据。

无论被实施为自电容传感器还是投射电容传感器,电容传感器208被配置为将触摸数据通信到手势管理器218以使得手势管理器218能够基于触摸数据来确定手势,所述触摸数据可以被用来控制物体104、计算设备106或计算设备106处的应用216。

手势管理器218可以被实现成识别各种不同类型的手势,诸如对交互式织物102进行的触摸、敲击、滑动、保持以及覆盖。为了识别各种不同类型的手势,手势管理器218被配置为确定触摸、滑动或保持的持续时间(例如,一秒或两秒)、触摸、滑动或保持的数目(例如,单次敲击、双次敲击或三次敲击)、触摸、滑动或保持的手指的数目(例如,单指触摸或滑动、两指触摸或滑动或者三指触摸或滑动)、触摸的频率以及触摸或滑动的动态方向(例如,向上、向下、向左、向右)。关于保持,手势管理器218还可以确定被保持的交互式织物102的电容式触摸传感器202的区域(例如,顶部、底部、左侧、右侧或顶部和底部)。因此,手势管理器218可以识别各种不同类型的保持,诸如覆盖、覆盖和保持、五指保持、五指覆盖和保持、三指捏住并保持等。

将电子组件连接到交互式织物

为了感测多触摸输入,在制造过程期间将导电丝线208连接到电子组件203,诸如柔性印刷电路板(PCB)。在各种实施方式中,利用连接过程来将电子组件203连接到交互式织物102的松散导电丝线208。例如,考虑图4,其图示出根据一个或多个实施方式的可被用来将电子组件连接到交互式织物的示例连接系统400。

连接系统400被构造成接收交互式织物102,其包括被布置成网格或阵列的导电丝线208。如上文所讨论的,每个导电丝线208包括被与一个或多个柔性丝线(例如,聚酯或棉丝线)扭绞、编织或缠绕在一起的导电线(例如,铜线)。交互式织物102被构造成使得某些导电丝线208是松散的且从交互式织物102的纺织品断裂。一般地,可实现连接系统400以将电子组件203连接到交互式织物102的松散导电丝线208。连接系统400被图示为包括带状化组件402、纺织品剥离组件404、结合组件406、密封组件408以及封装组件410。

带状化组件402表示以与电子组件203的连接点412(例如,板或焊盘)的节距匹配的节距将交互式织物102的松散导电丝线208布置成带状物的工具或功能。剥离组件接收导电丝线的带状物,并且从带状物的导电丝线208剥离非导电材料(例如,丝或聚酯)以使导电线暴露。接下来,结合组件406将电子组件203的连接点412结合到带状物的导电线。

在电子组件203的连接点412被附着到交互式织物102的导电丝线208之后,密封组件408将被定位成邻近于带状物的导电丝线208密封以保护导电丝线208免受水的进入和腐蚀。然后,封装组件410对电子组件203应用防水材料(例如,膜、塑料或聚合物),其将电子组件203永久地安装到交互式织物,同时还防止水能够腐蚀电子组件203。

在一个或多个实施方式中,连接系统400进一步包括控制器414,其可被实现在计算机可执行指令中,并被构造成控制连接系统400将电子组件203附着到交互式织物102。例如,控制器414被配置成控制连接系统400的机器以将由组件402至410执行的程序的至少一部分自动化。

现在,考虑带状化组件402、纺织品剥离组件404、结合组件406、密封组件408以及封装组件410中的每一个的更详细讨论。

图5图示出其中实现图4的带状化组件以将交互式织物102的松散的导电丝线208布置成带状物的系统500。在本示例中,带状化组件402如上所述地接收具有松散导电丝线208的交互式织物102。利用带状化组件的梳理工具502来收集从交互式织物102的纺织品表面脱出的松散导电丝线208,并将松散导电丝线组织成与电子组件203的连接点412的节距匹配的节距。在一个或多个实施方式中,梳理工具的节距可以是可机械调整的(例如,使用刻度盘),以使得制造商能够将梳理工具502的节距调整为与特定电子组件203的节距相对应。

例如,梳理工具502包括被构造为接收交互式织物102的松散导电丝线208的多个开口。每个开口之间的距离或节距是可以机械调整的以使梳理工具502的开口之间的距离符合电子组件203的连接点412的节距。因此,可收集每个松散导电丝线208并将其置于梳理工具502的开口中的一个内,从而将松散导电丝线208布置成符合电子组件203的节距。

接下来,在梳理工具502内的所组织的导电丝线208上方放置膜504。可用各种不同方式来实现膜504,诸如透明胶带、成型聚合物硅树脂或热胶,仅举几个例子。在膜504被放置在所布置的导电丝线208上方之后,对膜504施加加热元件506以生成硬化带状物508。请注意,带状物508固定交互式织物102的导电丝线208,使得导电丝线208永久地与电子组件203的连接点对准。

特别地,可用各种不同的方式实施带状化组件402、梳理工具502以及加热元件506。然而,图6A至图6C图示出根据一个或多个实施方式的带状化组件的示例。

图6A图示出根据各种实施方式的带状化组件的梳理工具的示例600。在本示例中,交互式织物102的松散导电丝线208被收集并被置于梳理工具502的每个开口中。在某些情况下,用户将松散导电丝线208置于梳理工具502的每个开口中。替选地,此过程可以是至少部分地自动的,使得控制器414控制连接系统400的机器以致使松散导电丝线208被置于梳理工具502的开口中。

图6B图示出根据各种实施例的带状化组件的梳理工具的附加示例。在602处,控制梳理工具502打开以向梳理工具502内所布置的导电丝线208施加张力。在604处,向梳理工具502内所布置的导电丝线208施加膜504。

图6C图示出根据各种实施方式的带状化组件的加热元件的示例。在本示例中,加热元件506位于膜504上方,并被向下按压以将膜504加热,从而生成硬化带状物508,在其中经组织的导电丝线208被固定成与连接点412的节距匹配。

图7图示出根据一个或多个实施方式的其中实施图4的剥离组件404以从带状物508的导电丝线208去除非导电材料的系统700。在本示例中,剥离组件404如上所述地接收由带状化组件402所生成的带状物508。如自始至终所述的,带状物508的每个导电丝线包括非导电材料,所述非导电材料需要被去除以使得能够将带状物508的导电丝线附着到电子组件203的连接点。

利用剥离组件404的热刀片702来从带状物508的导电丝线208剥离或去除非导电材料(例如,柔性丝线308,诸如丝质丝线、聚酯丝线或棉丝线)。这样做使导电丝线208的导电线306暴露,如在704处示出。

热刀片702被构造成在没有烧灼或熔融导电丝线208的导电线306的情况下从导电丝线208烧灼或熔融非导电材料。为此,可以将热刀片702的温度设置成使得温度热到足以在没有烧灼或熔融导电线306的情况下烧灼或熔融非导电材料。

特别地,使用热刀片702增加了剥离过程的效率,因为热刀片可以一次性地从带状物508的导电丝线208剥离非导电材料,使得过程是高效的。然而,替选地,可使用除热刀片702之外的加热元件。例如,在一个或多个实施方式中,可以利用激光束来烧蚀非导电材料。在这种情况下,激光的吸收是低的以致使激光束在没有烧蚀导电线的情况下烧蚀非导电材料。

特别地,可用各种不同的方式实现剥离组件404。然而,图8A图示出根据一个或多个实施方式的剥离组件的示例。在本示例中,剥离组件404被实施为可以由用户至少部分地操作的“手动工具”。剥离组件404包括热刀片702,其在本示例中包括上刀片802和下刀片804。

图8B图示出根据一个或多个实施方式的剥离组件的附加示例。在本示例中,带状物508被置于剥离组件404上并通过将带状物508放置在剥离组件的张力销(tension pin)上方而被对准,所述张力销与带状物508的最外侧拐角对齐且允许带状物适当地居于中心。然后可以通过将上刀片向后推来向带状物的导电丝线施加张力。

图8C图示出根据一个或多个实施方式的剥离组件的附加示例。在本示例中,朝着用户拉动把手806以致使上刀片802停靠在下刀片804上。然后将刀片加热至热到足以在没有烧灼或熔融导电线的情况下烧灼或熔融非导电丝线的温度(例如,约260摄氏度的温度)。允许上刀片802停靠在下刀片804上持续预定义时间段(例如,12秒),其致使非导电丝线烧灼或熔融。然后,将刀片从用户推开以从带状物508的导电丝线208剥离非导电材料以使导电线306暴露。

图9图示出其中实现图4的结合组件以将电子组件结合到带状物的导电丝线的系统900。

在本示例中,结合组件406接收具有所暴露的导电线306的带状物508。结合组件406使电子组件203的连接点412与带状物508的所剥离的导电导线306对准。接下来,结合组件406准备具有焊料904的热棒902,并通过将具有焊料904的热棒902按压抵靠所暴露的导电线306和连接点412以致使每个所暴露的导电线结合到电子组件的相应连接点,其在906处图示出。特别地,由于带状物508的所收集导电丝线具有与电子组件203的连接点412相同的节距,所以此过程类似于附着标准电缆。可用各种不同的方式来实现结合组件406。然而,在一个或多个实施方式中,结合组件406被实施为可以由用户至少部分地操作的“手动工具”。

图10图示出根据一个或多个实施方式的其中实现图4的密封组件408以将导电丝线密封的系统1000。在本示例中,密封组件408接收具有结合的导电丝线208的电子组件203。利用环氧树脂工具1002来向每个导电丝线208涂覆环氧树脂1004。

在一个或多个实施方式中,用使得能够同时地向每个导电丝线208涂覆环氧树脂的多喷嘴注射器头来实施环氧树脂工具。例如,可以实施具有12个喷嘴的多头喷嘴以实现一次性地向12个导电丝线208涂覆环氧树脂。替选地,可以实施具有单个喷嘴的环氧树脂工具1002,在这种情况下必须单独地向每个导电丝线涂覆环氧树脂。

作为示例,考虑图示出根据一个或多个实施方式的环氧树脂工具的示例1100。在1102处,图示出单头喷嘴,并且在1104处图示出多头喷嘴。特别地,向在带状物508的基部处的导电丝线208涂覆环氧树脂1004,使得带状物在所涂覆的环氧树脂与电子组件203之间。在涂覆环氧树脂1004之后,通过将电子组件和附着的导电丝线置于固化箱1006中而用UV光或热来使环氧树脂和导电丝线固化。这样做致使环氧树脂通过毛细作用进入导电丝线208的纤维内,这防止液体被从导电丝线208流到电子组件203。

图12图示出其中实现图4的封装组件410以将被结合到交互式织物102的电子组件203封装的系统1200。在本示例中,封装组件410接收具有已如上所述地被用环氧树脂密封的结合导电丝线的电子组件203。

在封装过程中,被结合到导电线306的电子组件203被永久地安装在交互式织物102上。为了保护电子组件203,将防水外壳(例如,塑料或聚合物)结合到交互式织物102的纺织品,使得电子组件203被容纳在封装内。

为此,将电子组件203和带状物508置于模具1202中。向模具1202涂覆防水材料1204或其它防水材料(例如,使用喷枪),使得防水材料在电子组件203和带状物508的周围硬化。电子组件203和带状物508然后被从模具1302去除,并且聚合物在电子组件和带状物周围硬化而形成封装1206。特别地,电子组件203、带状物508以及带状物508附近的导电丝线被完全封装。此外,由于在带状物508的基部处的导电丝线被密封,所以防止水被吸出到密封1206中。

示例方法

图13图示出将电子组件连接到交互式织物的示例方法1300。这种方法被示为指定所执行的操作的方框的集合,但不一定限于用于由相应方框执行操作的所示的顺序或组合。本技术不限于由在一个设备上操作的一个实体或多个实体执行。

在1302处,收集交互式织物的松散导电丝线并将所述松散导电丝线组织成具有与电子组件的连接点的节距匹配的节距的带状物。例如,带状化组件402收集交互式织物102的松散导电丝线208并将所述松散导电丝线208组织成带状物508,所述带状物508具有与电子组件203的连接点412的节距匹配的节距。

在1304处,剥离带状物的导电丝线的非导电材料以使导电丝线的导电线暴露。例如,剥离组件404剥离带状物508的导电丝线208的非导电材料以使导电线306暴露。

在1306处,将电子组件的连接点结合到带状物的所暴露的导电线。例如,结合组件406将电子组件203的连接点412结合到带状物508的所暴露的导电线306。

在1308处,用环氧树脂将带状物的基部处的导电丝线密封。例如,密封组件408用环氧树脂1004将带状物508的基部处的导电丝线208密封。

在1310处,用防水材料来封装电子组件和带状物。例如,封装组件410用防水材料(诸如塑料或聚合物)将电子组件203和带状物508封装。

示例计算系统

图14图示出可以被实施为如参考先前的图1至图13所述的任何类型的客户端、服务器和/或计算设备以实现将电子组件连接到交互式织物的示例计算系统1400的各种组件。在实施例中,可以将计算系统1400实现为有线和/或无线可穿戴设备、片上系统(SoC)中的一个或组合/或作为另一类型的设备或其一部分。还可将计算系统1400与操作设备的用户(例如,人)和/或实体相关联,使得设备描述包括用户、软件、固件和/或设备组合的逻辑设备。

计算系统1400包括实现设备数据1404(例如,所接收的数据、正在接收的数据、被预定用于广播的数据、数据的数据分组等)的有线和/或无线通信的通信设备1402。设备数据1404或其它设备内容可以包括设备的配置设置、存储在设备上的媒体内容和/或与设备的用户相关联的信息。存储在计算系统1400上的媒体内容可以包括任何类型的音频、视频和/或图像数据。计算系统1400包括一个或多个数据输入,可以经由其接收任何类型的数据、媒体内容和/或输入,诸如人类发声、由交互式织物102所生成的触摸数据、用户可选择的输入(显式或隐式)、消息、音乐、电视媒体内容、所记录的视频内容以及从任何内容和/或数据源所接收的任何其它类型的音频、视频和/或图像数据。

计算系统1400还包括通信接口1408,其可以被实施为串行和/或并行接口、无线接口、任何类型网络接口、调制解调器中的任何一个或多个以及作为任何其它类型的通信接口。通信接口1408提供其它电子、计算以及通信设备用来与计算系统1400通信数据的计算系统1400与通信网络之间的连接和/或通信链路。

计算系统1400包括一个或多个处理器1410(例如,处理器、控制器等中的任何一个),其处理各种计算机可执行指令以控制计算系统1400的操作并实现用于交互式织物或者可以在其中体现的技术。替选地或另外,可以用与一般地在1412处所识别的处理和控制电路相结合地实现的硬件、固件或固定逻辑电路中的任何一个或组合来实现计算系统1400。虽然未示出,但计算系统1400可以包括将设备内的各种组件耦合的系统总线或数据传递系统。系统总线可以包括不同总线结构中的任何一个或组合,诸如存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线和/或利用各种总线架构中的任何一个的处理器或本地总线。

计算系统1400还包括计算机可读介质1414,诸如实现持久性和/或非临时数据存储(即,与仅仅信号传输相反)的一个或多个存储器设备,其示例包括随机存取储器(RAM)、非易失性存储器(例如,只读存储器(ROM)、闪存、EPROM、EEPROM等中的任何一个或多个)以及磁盘存储设备。可将磁盘存储设备实现为任何类型的磁或光学存储设备,诸如硬盘驱动器、可记录和/或可重写压缩磁盘(CD)、任何类型的数字多功能磁盘(DVD)等。计算系统1400还可以包括大容量存储介质设备1416。

计算机可读介质1414提供了用以存储设备数据1404以及各种设备应用1418和与计算系统1400的操作方面有关的任何其它类型的信息和/或数据的数据存储机制。例如,可以利用计算机可读介质1414将操作系统1420保持为计算机应用,并且在处理器1410上执行。设备应用1418可包括设备管理器,诸如任何形式的控制应用、软件应用、信号处理和控制模块、在特定设备本地的代码、用于特定设备的硬件抽象层等。

设备应用程序1418还包括用以实现将电子组件连接到交互式织物的任何系统组件、引擎或管理器。在本示例中,设备应用1418包括手势管理器218和控制器414。

结论

虽然已经用特征和/或方法所特定的语言描述了将电子组件连接到交互式织物的实施例,但应理解的是所附权利要求的主题并不一定限于所述特定特征或方法。相反地,所述特定特征和方法是作为将电子组件连接到交互式织物的示例实施方式而公开的。

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