觸敏傳感器的制作方法

專利名稱：觸敏傳感器的制作方法
觸敏傳感器
背景技術：
本發明涉及一種檢測用戶觸摸線(wire)的位置的方法，以及應用上述方法的觸敏傳感器。本發明中所用到的術語“線”(wire)可以包括但不局限于任何縱向結構，例如，絲帶(ribbon)、加固或捆綁的帶(band)、膠帶(tape)、皮帶(strap)、纖維(fiber)、細線(filament)、紡織線(thread)或者任何類型的 電氣或者非電氣的線(wire)或線纜(cable)。而且，線(wire)可以是柔性的或者剛性的并且可以單獨使用或者捆綁使用，或者附著于任何柔性材料或剛性材料上，或者與任何柔性材料或剛性材料集成地形成，如紡織材料或者衣服。

發明內容
根據本發明的一個實施方式，提供一種檢測用戶觸摸第一線和第二線的位置的方法。第一線和第二線至少部分地相鄰排列，例如，至少部分地平行排列。第一線具有第一聲波傳播速率，并且第二線具有不同于第一聲波傳播速率的第二聲波傳播速率。根據該方法，當用戶觸摸第一線時，在第一線處接收第一聲音信號。此外，當用戶觸摸第二線時，在第二線處接收第二聲音信號。基于第一聲音信號和第二聲音信號確定用戶觸摸第一線和第二線的位置。這些線可以被設置在線纜中，該線纜將移動裝置(如移動電話或移動音樂播放器)連接至配件(如頭戴式耳機、充電器或麥克風)。這樣，對于移動裝置的用戶來說，連接到配件的線纜可以被用作輸入裝置。用戶能夠通過在線纜上不同的位置上輕擊或者擠壓以控制配件或者移動裝置。可以在第一線的預定位置處接收第一聲音信號，可以在第二線的預定位置處接收第二聲音信號。第一線和第二線的預定位置可以位于這些線的終止于移動裝置處的端部。用戶觸摸這些線的位置可以通過確定接收第一聲音信號和接收第二聲音信號之間的時間差來確定。此外，用戶觸摸這些線的位置可以通過確定第一聲音信號和第二聲音信號之間的相位差來確定。而且，將第一聲音信號和第二聲音信號相關聯的任何其它方法也可以用于確定用戶觸摸這些線的位置。根據一種實施方式，第一線和第二線中的至少一個由塑料制成。此外，第一線和第二線中的至少一個由金屬制成。優選地，第一線由塑料制成，第二線由鋼制成。而且，第一線和第二線還可以包括芯導體(core conductor)、屏蔽導體(shield conductor)或同軸電纜的絕緣層。這樣，可以獲得第一聲波傳播速率和第二聲波傳播速率之間適當的差值。根據另一實施方式，提供另一種檢測用戶觸摸線的位置的方法。根據該方法，當用戶觸摸線時，在線的第一預定位置處接收第一聲音信號，在線的第二預定位置處接收第二聲音信號。根據第一聲音信號和第二聲音信號確定用戶觸摸線的位置。用戶觸摸線的位置可以通過確定接收第一聲音信號和接收第二聲音信號之間的時間差來確定、通過確定第一聲音信號和第二聲音信號之間的相位差來確定、或者通過關聯第一聲音信號和第二聲音信號來確定。可以在線的端部接收第一聲音信號和第二聲音信號，并且，線可以集成到將移動裝置連接至配件的線纜內。線可以由塑料或者金屬制成。此外，該線還可以包括纖維，例如，玻璃纖維或碳纖維。根據另一實施方式，提供一種觸敏傳感器。該觸敏傳感器包括具有第一聲波傳播速率的第一線和具有第二聲波傳播速率的第二線，第二聲波傳播速率不同于第一聲波傳播速率。第一線和第二線至少部分地相鄰排列。第一線和第二線可以被例如平行地設置于將移動裝置連接至配件的配件線纜內。移動裝置可以包括移動電話、個人數字助理、移動導航系統、移動媒體播放器或者移動計算機。配件可以包括麥克風、頭戴式耳機或充電器。觸敏傳感器的第一聲音傳感器連接至第一線，并且用于當用戶觸摸第一線時，從第一線接收第一聲音信號。觸敏傳感器的第二聲音傳感器連接至第二線，并且用于當用戶觸摸第二線時，從第二線接收第二聲音信號。觸敏傳感器的處理單元連接至第一聲音傳感器和第二聲音傳感器。處理單元用于根據第一聲音信號和第二聲音信號確定用戶觸摸第一線和第二線的位置。
因此，當用戶輕擊或擠壓第一線和第二線時，聲波在第一線和第二線內從用戶輕擊或者擠壓這些線的位置開始向連接至第一線和第二線的傳感器傳播。由于第一線和第二線的聲波傳播速率不同，處理單元能夠確定用戶輕擊或者擠壓線的位置。根據一種實施方式，第一聲音傳感器和第二聲音傳感器中的至少一個聲音傳感器包括壓電傳感器。壓電傳感器可以包括壓電陶瓷或者壓電塑料。根據一種實施方式，第一線和第二線中的至少一條線上設置有至少一個凸起。凸起可以指示用戶在線上觸摸的位置，且可以與特定的功能相關聯。此外，凸起還可以利用當用戶觸摸該凸起或者沿著該凸起滑動時聲音信號的產生。根據另一實施方式，提供一種觸敏傳感器，該觸敏傳感器包括線、連接至該線的第一預定位置的第一聲音傳感器以及連接至該線的第二預定位置的第二聲音傳感器。第一聲音傳感器用于當用戶觸摸線時，從線接收第一聲音信號，第二聲音傳感器用于當用戶觸摸線時，從線接收第二聲音信號。觸敏傳感器還包括連接至第一聲音傳感器和第二聲音傳感器的處理單元。處理單元用于根據第一和第二聲音信號確定用戶觸摸線的位置。線可以設置于配件線纜內，配件線纜用于將移動裝置(如移動電話、個人數字助理、移動導航系統、移動媒體播放器或移動計算機)連接至配件(例如麥克風、頭戴式耳機或充電器)。根據一種實施方式，線上設置有至少一個凸起。此外，第一和第二預定位置可以分別包括線的第一端部和第二端部。盡管上述發明內容中描述了具體的特征，并且以下將結合具體的實施方式進行詳細描述，但應該理解的是，除非有特別注明，本發明所描述的所有實施方式中的特征都可以
互相結合。


以下將參照附圖對本發明的示例性實施方式進行描述。圖I示例性示出根據本發明的一種實施方式的觸敏傳感器。圖2示例性示出根據本發明的另一實施方式的觸敏傳感器。
具體實施例方式以下將對本發明的示例性實施方式進行詳細的描述。應當理解的是，以下描述僅用于舉例說明本發明的原理，不應當給予其限制性的意義。更確切地說，本發明的范圍僅由權利要求來限定，而不局限于以下的示例性實施方式。應該理解的是，除非有特別注明，本發明所描述的多種示例性實施方式中的特征可以互相結合。圖I示例性示出通過線纜2連接至移動裝置17的配件I。在線纜2的內部，第一 線3和第二線4沿線纜2的長度平行設置。線纜2還可以提供未在圖中示出的其它線，例如用于將配件I的元件電連接至移動裝置17的線。然而，為了簡化問題，這些附加的線并沒有在圖I中示出。移動裝置17可以是移動電話、個人數字助理、移動導航系統、移動媒體播放器或者移動計算機。配件I可以是用于移動裝置的頭戴式耳機、麥克風、頭戴式耳機和麥克風的組合或者充電器。線纜2內的附加的線(未示出)可以用于將配件I中的例如麥克風或者揚聲器連接至移動裝置17。在配件I內，第一聲音傳感器5被連接至第一線3，第二聲音傳感器6被連接至第二線4。聲音傳感器5、6可以是包括壓電陶瓷或者壓電塑料的壓電傳感器。第一線3和第二線4具有不同的聲波傳播速率，例如，不同的聲速。第一線3和第二線4中的一個可以由塑料制成，而第一線3和第二線4中的另一個可以由金屬制成。這使得第一聲波傳播速率和第二聲波傳播速率之間產生大的差值，從而導致如下文所述的大的時移。然而，第一線3和第二線4也可以由能提供不同聲速的任何其它材料制成。第一傳感器5用于接收在第一線3的內部傳播的聲波。類似地，第二傳感器6用于接收在第二線4的內部傳播的聲波。傳感器5、6還用于將接收到的聲波轉換成電信號，并且，這些電信號被提供給配件I中的相應的放大器7和8。來自放大器7、8的經放大的信號被提供給配件I的處理單元9。處理單元9用于接收來自傳感器5、6以及放大器7、8的、經過轉換且放大的聲音信號，并將所得到的信號相關聯(例如通過確定信號之間的相移)。當用戶在沿著線纜2的長度方向上的任意一個位置(例如在位置10處)輕擊或者擠壓時，在第一線3內產生第一聲波，同時在第二線4內產生第二聲波。由于第一線和第二線具有不同的聲波傳播速率，第一聲波和第二聲波到達傳感器5、6處的時間不同。假設第一線3的第一聲波傳播速率小于第二線4的第二聲波傳播速率，則觸摸位置10產生的第一聲波到達傳感器6的時間早于第二聲波到達傳感器5的時間。因此，處理單元9接收表示第一聲波的第一電信號11和表不第二聲波的第二電信號12。第一電信號具有與第二電信號12大致相同的形狀,但是第一電信號11和第二電信號12之間存在時移13。取決于用戶擠壓或者輕擊線纜2的位置10，時移13更大或者更小。當用戶在傳感器5、傳感器6附近觸摸線纜2時，時移13小；而當用戶在移動裝置17附近的相反端觸摸線纜2時，時移13變大。因此，線3、線4、傳感器5、傳感器6和處理單元9構成觸敏傳感器，該觸敏傳感器用于辨別線纜2上的多個觸摸位置。可以將配件I的特定功能分配給各觸摸位置，該功能由處理單元9在這些觸摸位置中的一個處檢測到觸摸時激活。這些觸摸位置可以通過例如線纜2的彩色部分或者線纜2上的印記在線纜2處視覺地標記；或者通過線纜2上的觸覺標志(例如，凸起14-16)進行標記。凸起14-16可以是位于線纜2的特定位置上的凸圓(dome)或者相似物。此外，凸起14-16還可以提供產生脈沖聲波的可能性，從而向用戶提供觸覺反饋并為傳感器5、6生成非常清晰的瞬態(transient)聲音。此外,傳感器5、6不僅可以檢測一個位置處的輕擊，而且可以檢測用戶的手指沿著線纜2的滑動。因此，例如，通過沿著線纜2在第一方向上滑動可以增大由移動裝置17再現的音樂的音量，并且沿著線纜2在相反方向上滑動可以減小由移動裝置17再現的音樂的音量。盡管在上述實施方式中，傳感器5、傳感器6、放大器7、放大器8和處理單元9都位于配件I中，但是在其它實施方式中，這些部件可以至少部分地位于移動裝置17內。此外，可以通過輕擊或者擠壓線纜2來激活移動裝置17的功能。圖2示出觸敏傳感器的另一實施方式。移動裝置17 (例如，移動電話)經由線纜2連接至配件I (例如，頭戴式耳機或麥克風)。該觸敏傳感器包括設置 在線纜2的縱向方向上的線20、連接至線20的第一端且設置在配件I內的第一聲音傳感器21、連接至線20的第二端且設置在移動裝置17內的第二聲音傳感器22、第一放大器23、第二放大器24以及處理單元9。第一放大器23位于配件I內并對來自第一聲音傳感器21的電信號進行放大，并且將放大的信號傳送至處理單元9。第二放大器24位于移動裝置17內并對來自第二聲音傳感器22的電信號進行放大，并且將放大的信號通過線纜2、經由連接部25傳送至配件I內的處理單元9。除了線20和連接部25之外，線纜2內還可以有用于將移動裝置17的元件(未示出)連接至配件I內的元件(未示出)的其它連接部或線。但是為了簡化問題，這些附加的連接部、線以及元件并未在圖2中示出。當用戶在任意位置(例如，在觸摸位置10)觸摸、輕擊或者擠壓線纜2時，在線20內產生聲波，且聲波經由線20傳播至傳感器21和22所在的線20的兩端。傳感器21和22用于檢測傳播的聲波。傳感器21和22可以是包括諸如壓電陶瓷或者壓電塑料的壓電傳感器。傳感器21、22還用于將接收到的聲波轉換成相應的電信號。相應的電信號被傳送至放大器23、24，并由放大器23、24進行放大。放大后的信號被傳送至處理單元9。處理單元9用于從放大器23、24接收信號，并將接收到的信號相關聯。例如，處理單元9可以用于確定從放大器23接收到的信號11和從放大器24接收到的信號12之間的相移。時移13取決于用戶觸摸線纜2的觸摸位置10。當用戶在第一聲音傳感器21附近觸摸線纜2時，電信號11 (代表在傳感器21處接收到的聲波)在時間上早于電信號12 (代表由第二聲音傳感器22接收到的聲波)被確定。因此，能夠根據產生的時移13確定觸摸位置10。如結合圖I的描述，處理單元9可以將配件I的不同功能分配給不同的觸摸位置10。此外，如結合圖I已進行的描述，可以在線纜2上提供凸起14-16以產生聲波，從而在用戶觸摸線纜2時向用戶提供觸覺反饋。盡管上文已描述了示例性實施方式，但是在其它實施方式中可以實現各種修改。例如，線3、4和20不僅可以用于傳播聲波，而且可以另外用于從配件I向移動裝置17傳輸電信號，反之亦然，例如，代表待由配件I的揚聲器播放的音樂的電信號，或者代表由配件I的麥克風接收到的語音的電信號。此外，傳感器5、6和21可以置于連接件中，該連接件用于將線纜2分別連接至配件I或移動裝置17以防止線纜2與配件I或移動裝置17分離。最后，應當理解的是，上文所描述的所有實施方式都應被認為包含在由所附權利要求所限定的本發明中。
權利要求
1.一種檢測用戶觸摸第一線和第二線的位置的方法，所述第一線和所述第二線至少部分地相鄰排列，所述第一線具有第一聲波傳播速率，所述第二線具有不同于所述第一聲波傳播速率的第二聲波傳播速率，其中所述方法包括 當用戶觸摸所述第一線時，在所述第一線處接收第一聲音信號； 當用戶觸摸所述第二線時，在所述第二線處接收第二聲音信號； 基于所述第一聲音信號和所述第二聲音信號，確定用戶觸摸所述第一線和所述第二線的所述位置。
2.根據權利要求I所述的方法，其中， 在所述第一線的端部處接收所述第一聲音信號，并且 在所述第二線的端部處接收所述第二聲音信號。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其中，確定用戶觸摸所述第一線和所述第二線的所述位置的步驟包括確定接收所述第一聲音信號和接收所述第二聲音信號之間的時間差。
4.根據權利要求1-3中的任一項所述的方法，其中，確定用戶觸摸所述第一線和所述第二線的所述位置的步驟包括確定所述第一聲音信號和所述第二聲音信號之間的相位差。
5.根據權利要求1-4中的任一項所述的方法，其中，確定用戶觸摸所述第一線和所述第二線的所述位置的步驟包括關聯所述第一聲音信號和所述第二聲音信號。
6.根據權利要求1-5中的任一項所述的方法，其中，所述第一線和所述第二線中的至少一個由塑料制成。
7.根據權利要求1-6中的任一項所述的方法，其中，所述第一線和所述第二線中的至少一個由金屬制成。
8.根據權利要求1-7中的任一項所述的方法，其中，所述第一線由塑料制成，所述第二線由金屬制成。
9.一種檢測用戶觸摸線的位置的方法，其中，所述方法包括 當用戶觸摸所述線時，在所述線的第一預定位置處接收第一聲音信號； 當用戶觸摸所述線時，在所述線的第二預定位置處接收第二聲音信號； 基于所述第一聲音信號和所述第二聲音信號確定用戶觸摸所述線的位置。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，確定用戶觸摸所述線的所述位置的步驟包括確定接收所述第一聲音信號和接收所述第二聲音信號之間的時間差。
11.根據權利要求9或10所述的方法，其中，確定用戶觸摸所述線的所述位置的步驟包括確定所述第一聲音信號和所述第二聲音信號之間的相位差。
12.根據權利要求9-11中的任一項所述的方法，其中，確定用戶觸摸所述線的所述位置的步驟包括關聯所述第一聲音信號和所述第二聲音信號。
13.根據權利要求9-12中的任一項所述的方法，其中，所述線由塑料制成。
14.根據權利要求9-13中的任一項所述的方法，其中，所述線由金屬制成。
15.—種觸敏傳感器，該觸敏傳感器包括 第一線，所述第一線具有第一聲波傳播速率； 第二線，所述第二線具有不同于所述第一聲波傳播速率的第二聲波傳播速率，其中所述第一線和所述第二線至少部分地相鄰排列；第一聲音傳感器，所述第一聲音傳感器連接至所述第一線，并且用于當用戶觸摸所述第一線時，從所述第一線接收第一聲音信號； 第二聲音傳感器，所述第二聲音傳感器連接至所述第二線，并且用于當用戶觸摸所述第二線時，從所述第二線接收第二聲音信號；以及 處理單元，所述處理單元連接至所述第一聲音傳感器和所述第二聲音傳感器，并且用于根據所述第一聲音信號和所述第二聲音信號確定用戶觸摸所述第一線和所述第二線的位置。
16.根據權利要求15所述的觸敏傳感器,其中，所述第一聲音傳感器和所述第二聲音傳感器中的至少一個聲音傳感器包括壓電傳感器。
17.根據權利要求16所述的觸敏傳感器，其中，所述壓電接收器包括壓電陶瓷或壓電塑料中的至少一種。
18.根據權利要求15-17中的任一項所述的觸敏傳感器，其中，所述第一線和所述第二線被平行設置于將移動裝置連接至配件的配件線纜內。
19.根據權利要求18所述的觸敏傳感器，其中，所述配件包括麥克風、頭戴式耳機或充電器中的至少一個。
20.根據權利要求18或19所述的觸敏傳感器，其中，所述移動裝置包括從以下組中選擇的裝置，該組包括移動電話、個人數字助理、移動導航系統、移動媒體播放器和移動計算機。
21.根據權利要求15-20中的任一項所述的觸敏傳感器，其中，所述第一線和所述第二線中的至少一個上設置有至少一個凸起。
22.—種觸敏傳感器，該觸敏傳感器包括 線. 第一聲音傳感器，所述第一聲音傳感器連接至所述線的第一預定位置，并且用于當用戶觸摸所述線時，從所述線接收第一聲音信號； 第二聲音傳感器，所述第二聲音傳感器連接至所述線的第二預定位置，并且用于當用戶觸摸所述線時，從所述線接收第二聲音信號；以及 處理單元，所述處理單元連接至所述第一聲音傳感器和所述第二聲音傳感器，并且用于根據所述第一聲音信號和所述第二聲音信號確定用戶觸摸所述線的位置。
23.根據權利要求22所述的觸敏傳感器，其中，所述線被設置在配件線纜內，所述配件線纜用于將移動裝置連接至配件。
24.根據權利要求23所述的觸敏傳感器，其中，所述配件包括麥克風、頭戴式耳機或充電器中的至少一個。
25.根據權利要求23或24所述的觸敏傳感器，其中，所述移動裝置包括從以下組中選擇的裝置，該組包括移動電話、個人數字助理、移動導航系統、移動媒體播放器和移動計算機。
26.—種移動裝置，所述移動裝置包括根據權利要求15-25中的任一項所述的觸敏傳感器。
27.根據權利要求25所述的移動裝置，其中，所述移動裝置包括從以下組中選擇的裝置，該組包括移動電話、個人數字助理、移動導航系統、移動媒體播放器和移動計算機。
全文摘要
本發明提供了一種觸敏傳感器以及一種檢測用戶觸摸線或線纜的位置的方法。
文檔編號G01S11/14GK102792182SQ201180012843
公開日2012年11月21日 申請日期2011年2月10日 優先權日2010年3月11日
發明者M·亞伯拉罕森, 貢納·克林霍爾特 申請人:索尼愛立信移動通訊有限公司