DE10220642A1

DE10220642A1 - Keypad in textiles with capacitive readout

Info

Publication number: DE10220642A1
Application number: DE10220642A
Authority: DE
Inventors: Christl Lauterbach; Stefan Jung
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-12-14
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-07-03

Abstract

The invention relates to an input device provided with at least one textile fabric carrier (10), at least one flexible, wire-type or thread-type electrical conductor (12) comprising at least one weft thread and/or warp thread (S, K) of the fabric carrier (10), and at least one electroconductive, flexible keypad (14) which is electrically connected to a key connection of the conductor (12), said conductor (12) being designed in such a way that it can be connected to an evaluation device (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Eingabevorrichtung gemäß Anspruch 17. The invention relates to an input device according to claim 1 and a method for producing a Input device according to claim 17.

Die Integration von elektronischen Komponenten in textile Gebrauchsgegenstände, wie z. B. Kleidungsstücke, erfordert neben der Implementierung der elektronischen Schaltkreise auch die Implementierung einer Vorrichtung zur Dateneingabe, insbesondere einer taktilen Benutzerschnittstelle. Trotz immer ausgereifterer Möglichkeiten von Sprachsteuersystemen ist in vielen Anwendungsfällen noch immer eine Tasteneingabe erforderlich oder wünschenswert, da zum einen Sprachsteuersysteme in vielen Situationen pur bedingt einsetzbar sind und da zum anderen Tasteneingaben oftmals zuverlässiger, einfacher und schneller durchzuführen sind. Beispielsweise ist eine stufenlose Lautstärkensteuerung mittels Sprachsteuersystemen nicht komfortabel zu realisieren. The integration of electronic components in textile Commodities, such as. B. garments required in addition to the implementation of the electronic circuits also the implementation of a device for data entry, especially a tactile user interface. Despite ever more sophisticated possibilities of voice control systems is still a key input in many applications necessary or desirable because, on the one hand Voice control systems in many situations purely conditional can be used and there are often key inputs are more reliable, easier and faster to carry out. For example, there is a stepless volume control using voice control systems realize.

Bekannte Versuche, Tastaturen bzw. Eingabevorrichtungen in eine textile Umgebung einzubinden, beinhalten insbesondere das Einarbeiten bzw. Einnähen von herkömmlichen flexiblen Tastaturen in einen textilen Gewebeträger. Ferner sind mehrschichtige Stoffgewebestrukturen bekannt, bei welchen durch mechanische Betätigung ein elektrischer Kontakt oder Annäherung in dem Mehrschichtaufbau erzeugt und resistiv oder kapazitiv ausgelesen werden kann. Schließlich wurden auch Tastaturen vorgeschlagen, deren Tasten sowie Zuleitungen aufgestickt bzw. aus leitfähigen und nicht-leitfähigen Streifen aufgenäht wurden. Known attempts, keyboards or input devices in Integrating a textile environment includes in particular the incorporation or sewing of conventional flexible Keyboards in a textile fabric backing. Furthermore are multilayered fabric structures known, in which by mechanical actuation an electrical contact or Approximation in the multilayer structure generated and resistive or can be read capacitively. Finally, too Keyboards suggested their keys as well as leads embroidered or made of conductive and non-conductive Strips were sewn on.

Zwar eignen sich Eingabevorrichtungen, welche eine mehrschichtige Stoffgewebestruktur aufweisen, gut zur Realisierung von örtlich hochauflösenden Berührungssensoren (touch pads), da eine durch die textile Struktur vorgegebene Matrixstruktur ausgelesen wird. Nachteilig ist jedoch, daß diese Systeme aus mehrlagigen Textilien bestehen und daß am Rande der Eingabefläche teilweise eine große Anzahl von Anschlüssen einer elektronischen Auswerteeinrichtung zugeführt werden muß. Die ebenfalls bekannte Möglichkeit, Eingabetasten eines Tastenfeldes insbesondere durch Stick- oder Nähverfahren an den textilen Träger anzubringen, ermöglicht zwar einen großen Freiheitsgrad bezüglich der Ausgestaltung und Anordnung der Tasteneinrichtungen, birgt jedoch den Nachteil in sich, daß es sich hierbei um einen dem textilen Herstellungsverfahren nachgeordneten, aufwendigen und damit kostenintensiven Fertigungsschritt handelt. Although input devices are suitable, which one have multilayered fabric structure, good for Realization of locally high-resolution touch sensors (touch pads), as a given by the textile structure Matrix structure is read out. The disadvantage, however, is that these systems consist of multi-layer textiles and that on Edge of the input area partially a large number of Connections to an electronic evaluation device must be supplied. The also known possibility Input keys of a keypad, in particular by embroidery or to attach sewing methods to the textile carrier, allows a large degree of freedom with regard to the Design and arrangement of the key devices, hides however, the disadvantage in itself that this is a Subordinate textile manufacturing processes, complex and thus involves a costly manufacturing step.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Eingabevorrichtung anzugeben, welche in einfacher Weise in eine textile Umgebung integriert werden kann und welche einem großtechnischen Fertigungsprozeß zugänglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Eingabevorrichtung anzugeben. The object of the invention is accordingly a Specify input device, which in a simple manner a textile environment can be integrated and which one large-scale manufacturing process is accessible. Furthermore is it is an object of the invention to provide a method for producing a to specify such input device.

Diese Aufgaben werden durch eine Eingabevorrichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen und ein Verfahren mit den in Anspruch 17 genannten Schritten gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. These tasks are performed by an input device with the features mentioned in claim 1 and a method with the resolved in claim 17 steps. preferred Embodiments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfaßt eine Eingabevorrichtung

- zumindest einen textilen Gewebeträger;
- zumindest einen flexiblen, draht- und/oder fadenartigen elektrischen Leiter, welcher zumindest einen Schuß- und/oder Kettfaden des Gewebeträgers umfaßt;
- zumindest eine elektrisch leitfähige, flexible Tasteneinrichtung, welche mit einem Tastenanschluß des Leiters elektrisch verbunden ist;

wobei der Leiter zum Anschluß einer Auswerteeinrichtung ausgelegt ist. According to the invention comprises an input device

- at least one textile fabric backing;
- At least one flexible, wire and / or thread-like electrical conductor, which comprises at least one weft and / or warp thread of the fabric carrier;
- At least one electrically conductive, flexible key device which is electrically connected to a key connection of the conductor;

the conductor being designed for connecting an evaluation device.

Der draht- und/oder fadenartige elektrische Leiter, durch welchen die Signalleitung der Eingabevorrichtung bzw. Tastatur ausgebildet ist, ist integraler Bestandteil des textilen Gewebeträgers, in dem er zumindest einen elektrisch leitfähigen Schuß- und/oder Kettfaden des Gewebeträgers umfaßt. Unter dem textilen Gewebeträger wird ein textiles Flächengebilde aus zwei sich insbesondere rechtwinklig kreuzenden Fadensystemen verstanden, welche - wie üblich - als Kette und Schuß bezeichnet werden. Die Kette liegt in Längsrichtung des Webprozesses während die Schußrichtung quer zur Webrichtung verläuft. Der zumindest eine Schuß- und/oder Kettfaden des Gewebeträgers, welcher dem elektrischen Leiter seine Leitfähigkeit verleiht, besteht vorzugsweise aus elektrisch isolierenden Fasern, insbesondere Kunstfasern, welche mit einem insbesondere elektrisch isolierten, dünnen Metalldraht versponnen sind. Alternativ ist es möglich, den elektrischen Leiter als fadenartigen, dünnen Metalldraht auszubilden, welcher einen Schuß- bzw. Kettfaden des Gewebeträgers darstellt. Diese so in dem Gewebeträger eingebrachte Signalleitung kann direkt im Herstellungsprozeß des Gewebeträgers gebildet werden, so daß kein nachträglicher kostenintensiver Zusatzprozeß ausgeführt werden muß. Ferner stellt ein derartig ausgebildeter Leiter auch keinen Fremdkörper in der textilen Umgebung dar, wie dies bei herkömmlichen auf textilen Gewebeträgern angebrachten konventionellen Tasteneinrichtungen der Fall ist. The wire and / or thread-like electrical conductor which the signal line of the input device or Keyboard is an integral part of textile fabric carrier in which he at least one electrically conductive weft and / or warp thread of the fabric carrier includes. A textile is placed under the textile fabric carrier Flat structures made of two, in particular at right angles crossing thread systems understood, which - as usual - be called warp and weft. The chain is in Longitudinal direction of the weaving process while the weft direction is transverse to the weaving direction. The at least one shot and / or Warp thread of the fabric carrier, which is the electrical conductor imparts its conductivity, preferably consists of electrically insulating fibers, especially synthetic fibers, which with a particularly electrically insulated, thin Metal wire are spun. Alternatively, it is possible to use the electrical conductor as a thread-like, thin metal wire form, which a weft or warp thread of Represents tissue carrier. This so in the tissue carrier introduced signal line can directly in the manufacturing process of the tissue carrier are formed, so that no subsequent costly additional process must be carried out. Further a leader trained in this way does not provide any Foreign bodies in the textile environment, such as this conventional attached to textile fabric carriers conventional key devices is the case.

Der Leiter ist mit einer elektrisch leitfähigen, flexiblen Tasteneinrichtung elektrisch verbunden. Die Tasteneinrichtung ist vorzugsweise unmittelbar an dem textilen Gewebeträger festgelegt, wobei der elektrische Kontakt zwischen Tasteneinrichtung und Leiter über eine elektrische Verbindung des Tastenanschlusses mit der Tasteneinrichtung erfolgt. Der Leiter weist ferner eine Auswerteeinrichtung auf, welche zum Anschluß einer Auswerteeinrichtung, insbesondere eines integrierten Schaltkreises, ausgelegt ist. Die Auswerteeinrichtung kann auch durch Zwischenschaltung von zusätzlichen Leitern mit dem Auswerteanschluß verbunden sein. The conductor is with an electrically conductive, flexible Key device electrically connected. The button setup is preferably directly on the textile fabric support set, with the electrical contact between Key device and conductor via an electrical connection the key connection with the key device. The Head also has an evaluation device, which for Connection of an evaluation device, in particular one integrated circuit. The Evaluation device can also by interposing additional conductors can be connected to the evaluation connection.

Vorzugsweise umfaßt die Tasteneinrichtung einen Leitkleber, insbesondere ein leitfähiges Silikon. Vorzugsweise kommt ein Polyorganosiloxan zum Einsatz, welches durch Zusetzen elektrisch leitfähiger Bestandteile, insbesondere von Kohlenstoff bzw. Ruß, elektrisch leitfähig ausgebildet wurde. Eine derartige Tasteneinrichtung läßt sich vorteilhafterweise mittels eines Druckverfahrens, insbesondere eines Siebdruckverfahrens, an dem textilen Gewebeträger anbringen. The key device preferably comprises a conductive adhesive, especially a conductive silicone. Preferably comes Polyorganosiloxane used, which by adding electrically conductive components, especially of Carbon or soot, was made electrically conductive. Such a key device can be advantageously by means of a printing process, in particular one Screen printing process, attach to the textile fabric carrier.

Vorzugsweise weist die Tasteneinrichtung eine Tastenschicht auf, deren Schichtdicke klein gegenüber Abmessungen der Tastenschicht in der Schichtebene ist und welche an dem Gewebeträger flächig festgelegt ist. Die Tastenschicht ist somit eine dünne, plättchenartige Schicht, welche vorzugsweise vollflächig an dem textilen Gewebeträger angebracht ist. Die Dicke der Tastenschicht ist gegenüber ihren lateralen Abmessungen klein. Die Tasteneinrichtung trägt somit nur wenig gegenüber dem textilen Gewebeträger auf, so daß sie keinen Fremdkörper in der textilen Umgebung darstellt. Vorzugsweise weist der Leiter eine elektrische Isolierung auf, welche zur elektrischen Verbindung mit der Tasteneinrichtung lokal entfernt werden kann. Vorzugsweise wird hierbei die Isolierung in einem fensterartigen Bereich entfernt, an bzw. auf dem die Tasteneinrichtung bzw. die Tastenschicht anliegt. Der Entfernungsschritt kann insbesondere durch eine thermische oder chemische Einwirkung erfolgen, insbesondere durch einen Ätzschritt oder mittels Laserablation. The key device preferably has a key layer whose layer thickness is small compared to the dimensions of the Button layer is in the layer plane and which on the Tissue carrier is set flat. The button layer is thus a thin, platelet-like layer, which preferably is fully attached to the textile fabric carrier. The The thickness of the key layer is opposite to its lateral Dimensions small. The key device thus only carries little compared to the textile fabric carrier, so that they does not represent a foreign body in the textile environment. The conductor preferably has electrical insulation on the electrical connection to the Button setup can be removed locally. Preferably the insulation in a window-like area removed on or on which the key device or Button layer is applied. The removal step can especially due to thermal or chemical effects take place, in particular by an etching step or by means of Laser ablation.

Vorzugsweise umfaßt die Eingabevorrichtung eine Vielzahl von insbesondere linear- oder matrixartig angeordneten Tasteneinrichtungen. Besonders bevorzugt ist eine matrixartige Anordnung, in welcher die Tasteneinrichtungen eine regelmäßige, gitterartig ausgerichtete Anordnung einnehmen. Preferably the input device comprises a plurality of in particular arranged in a linear or matrix-like manner Key devices. One is particularly preferred Matrix-like arrangement in which the key devices a regular, grid-like arrangement take in.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die mit den Tasteneinrichtungen elektrisch verbundenen Leiter jeweils an Kreuzungspunkten mit dazu im wesentlichen senkrecht verlaufenden Umkontaktierungsleitern elektrisch verbunden, welche jeweils zumindest einen elektrisch leitfähigen Schuß- bzw. Kettfaden des Gewebeträgers umfassen. Dieses "Umkontaktieren" der Leiter, welche als Signalleitungen für die Tasteneinrichtungen dienen, mit im wesentlichen dazu senkrecht verlaufenden Umkontaktierungsleitern ermöglicht es, die oftmals verhältnismäßig weit und unregelmäßig voneinander beabstandeten Leiter auf eng benachbarte und regelmäßig angeordnete Umkontaktierungsleiter umzulenken. Der zur Ausbildung einer textilen "Tastatur" oftmals notwendige große Abstand zwischen den Leitern kann somit an die typischerweise eine Größenordnung kleinere Kontakt- bzw. Leiterperiode elektronischer Bauelemente angepaßt werden. Die Auswerteeinrichtung wird in diesem Fall an dem Umkontaktierungsleiter angeschlossen. Werden als Leiter beispielsweise elektrisch leitfähige Kettfäden des textilen Gewebeträgers verwendet, so können die Umkontaktierungsleiter durch Schußfäden ausgebildet werden, welche Kreuzungspunkte mit diesen Kettfäden aufweisen. According to a preferred embodiment, those with Key devices each electrically connected conductor Crossing points with essentially perpendicular to it extending contact plugs electrically connected, which each have at least one electrically conductive shot or include warp thread of the fabric support. This "Umkontaktieren" the conductor, which as signal lines for the key devices are used with essentially this purpose vertically extending contact plugs makes it possible to which are often relatively wide and irregular from each other spaced conductors on closely adjacent and regular to redirect the arranged contacting conductors. The for Training of a textile "keyboard" often necessary large The distance between the conductors can therefore be typically an order of magnitude smaller contact or conductor period electronic components are adapted. The In this case, the evaluation device is connected to the Umkontaktierungsleiter connected. Become a leader for example, electrically conductive warp threads of the textile Tissue carrier used, so the Umkontaktierungsleiter are formed by weft threads, which crossing points with these warp threads.

Vorzugsweise sind die Umkontaktierungsleiter gleichmäßig voneinander beabstandet in dem Gewebeträger angeordnet. Diese regelmäßige Anordnung der Umkontaktierungsleiter vereinfacht den Anschluß externer Komponenten, insbesondere externer elektronischer Bauelemente an die Umkontaktierungsleiter. Die Periode der Umkontaktierungsleiter kann ferner an die typischen Kontaktabstände der Auswerteeinrichtung angepaßt werden. The changeover conductors are preferably uniform spaced from each other in the fabric carrier. This regular arrangement of the changeover conductor simplified the connection of external components, especially external ones electronic components to the changeover conductor. The Period of the changeover conductor can also be sent to the adapted typical contact distances of the evaluation device become.

Vorzugsweise umfaßt die Eingabevorrichtung eine Auswerteeinrichtung zur Erfassung einer Betätigung zumindest einer der Tasteneinrichtungen. The input device preferably comprises a Evaluation device for detecting an actuation at least one of the key devices.

Vorzugsweise ist eine erste Gruppe der Tasteneinrichtungen als Referenztasteneinrichtungen und eine zweite Gruppe der Tasteneinrichtungen als Eingabetasteneinrichtungen ausgelegt. Eine Betätigung einer Tasteneinrichtung liegt nur dann vor, wenn sich das elektrische Potential einer Eingabetasteneinrichtung von demjenigen einer Referenztasteneinrichtung durch eine externe Einwirkung, z. B. durch elektrisches Verbinden ("Kurzschließen") durch einen Finger, verändert. A first group of key devices is preferred as reference key devices and a second group of Key devices designed as input key devices. A key device is only activated when if the electrical potential of a Input key device from that one Reference key device by an external action, e.g. B. by electrical connection ("short-circuiting") by a Fingers, changed.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung zur Auswertung der elektrischen Potentialdifferenz oder des elektrischen Widerstands zwischen einer der Eingabetasteneinrichtungen und zumindest einer der Referenztasteneinrichtungen ausgelegt ist. Jede Eingabetasteneinrichtung ist vorzugsweise direkt mit der Auswerteeinrichtung elektrisch verbunden, so daß der Verdrahtungsaufwand linear mit der Anzahl der Eingabetasteneinrichtungen wächst. Die Referenztasteneinrichtungen können auf ein gleiches elektrisches Potential gelegt werden, während das elektrische Potential der Eingabetasteneinrichtungen mittels eines Schwellwertentscheiders relativ zu dem Potential der Referenztasteneinrichtungen ermittelt wird. Einem unvermeidlichen Leckstrom zwischen den Eingabe- und Referenztasteneinrichtungen kann durch Ausführen von "Refresh"-Zyklen begegnet werden, welche das elektrische Potential der Eingabetasteneinrichtungen regenerieren. The evaluation device is preferably used to evaluate the electrical potential difference or the electrical Resistance between one of the input key devices and designed at least one of the reference key devices is. Each input key device is preferably direct electrically connected to the evaluation device, so that the Wiring effort linear with the number of Input key devices is growing. The Reference key devices can be the same electrical potential can be placed while the electrical Potential of the input key devices by means of a Threshold decision maker relative to the potential of the Reference key devices is determined. a inevitable leakage current between the input and Reference key devices can be executed by executing "Refresh" cycles are encountered, which are electrical Regenerate the potential of the input key devices.

Vorzugsweise sind die Eingabetasteneinrichtungen durch einen in dem Gewebeträger angeordneten Leiter seriell und hochohmig mit einem Eingabeanschluß der Auswerteeinrichtung und die Referenztasteneinrichtungen niederohmig mit einem Referenzanschluß der Auswerteeinrichtung verbunden. Dies ermöglicht es, die Betätigung einer Eingabetasteneinrichtung durch ein analoges Meßverfahren auszuwerten, wobei die Anzahl der Meßleitungen unabhängig von der Anzahl der Tasteneinrichtungen ist. Die hochohmig verbundenen Eingabetasteneinrichtungen bilden einen resistiven Spannungsteiler, welcher ähnlich dem Prinzip eines Schiebepotentiometers ausgebildet ist. Wird eine Eingabetasteneinrichtung mit einer Referenztasteneinrichtung durch Annähern eines Fingers betätigt, so stellt der die Tasteneinrichtungen berührende Finger den "Schleifkontakt" des Schiebepotentiometers dar. Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung zu einer Erfassung einer Betätigung einer der Eingabetasteneinrichtungen durch Auswertung des elektrischen Widerstands zwischen dem Eingabe- und dem Referenzanschluß ausgelegt. The input key devices are preferably by a conductors arranged in the fabric carrier in series and with high resistance with an input connection of the evaluation device and the Reference key devices with a low resistance Reference connection of the evaluation device connected. This enables the operation of an input key device evaluate by an analog measuring method, the number of test leads regardless of the number of Is key devices. The high-resistance connected Input key devices form a resistive one Voltage divider, which is similar to the principle of a Slide potentiometer is formed. Will one Input key device with a reference key device actuated by the approaching of a finger, the Fingers touching key devices the "sliding contact" of the slide potentiometer. Preferably, the Evaluation device for detecting an actuation of a the input key devices by evaluating the electrical resistance between the input and the Reference connection designed.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung zur Ausgabe eines Steuersignals ausgelegt, wenn sie eine Betätigung von zumindest zwei der Tasteneinrichtungen in vorbestimmter zeitlicher Abfolge erfaßt. Eine derartige "dynamische Mustererkennung" kann vorteilhafterweise als Maßnahme gegen unbeabsichtigte Betätigungsvorgänge der Tasteneinrichtungen herangezogen werden. Herkömmlich sind lediglich Verstärkungen bzw. Versteifungen des textilen Trägermaterials als Schutz gegen Faltvorgänge, welche fehlerhafte Tastenbetätigungen auslösen könnten, bekannt. Auch wurden bislang Eingabevorrichtungen in textilen Umgebungen an derartigen Stellen positioniert, wo diese möglichst wenig mit Fremdgegenständen in Berührung kommen können. Erfindungsgemäß kann eine versehentliche Auslösung von Schaltvorgängen dadurch verhindert bzw. minimiert werden, daß die Auswerteeinrichtung nicht auf eine punktförmige Aktivität (beispielsweise das Betätigen einer Tasteneinrichtung) wartet, sondern auf ein "dynamisches Muster". Ein Schaltvorgang bzw. das Auslösen eines Steuersignals wird nur dann aktiviert, wenn eine Vielzahl von Tasteneinrichtungen in einer zeitlich vorbestimmten Reihenfolge betätigt wurden. Beispielsweise können Eingabemethoden ähnlich dem "Graffiti-Alphabet" herkömmlicher elektronischer Organizer (palm PDA) verwendet werden, mit dem Unterschied, daß keine alphanumerischen Daten, sondern Steuerungsbefehle abgefragt werden. According to a further preferred embodiment, the Evaluation device for outputting a control signal designed when they operate at least two of the Key devices in a predetermined chronological order detected. Such a "dynamic pattern recognition" can advantageously as a measure against unintentional Actuations of the key devices are used become. Conventionally, only reinforcements or Stiffening of the textile backing material as protection against Folding processes that trigger incorrect key presses could be known. Input devices have also been used in textile environments positioned in such places where as little as possible in contact with foreign objects can come. According to the invention, an accidental This prevents triggering of switching processes or be minimized that the evaluation device is not limited to one punctiform activity (e.g. pressing a Button setup) waits for a "dynamic Pattern ". A switching process or the triggering of a Control signal is only activated when a large number of Key devices in a predetermined time Order were pressed. For example, you can Input methods similar to the "graffiti alphabet" of more conventional ones electronic organizer (palm PDA) can be used with the Difference that no alphanumeric data, but Control commands are queried.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung zu einer kapazitiven Erfassung einer Betätigung zumindest einer der Tasteneinrichtungen ausgelegt. Die Auswerteeinrichtung stellt somit einen Kapazitätssensor dar, welcher zur Erfassung von Änderungen der Kapazität der Tasteneinrichtung zu der Umgebung ausgelegt ist. Beispielsweise ist der Kapazitätssensor ausgelegt, die Kapazitätsänderung der Tasteneinrichtung, welche mit der Annäherung eines Gegenstandes (z. B. eines Fingers) an diese einhergeht, zu erfassen. Tasteneinrichtung und Auswerteeinrichtung bilden somit einen kapazitiven Näherungsschalter, welcher insbesondere das berührungslose Betätigen einer Tasteneinrichtung erfassen kann. According to a further particularly preferred embodiment is the evaluation device for capacitive detection actuation of at least one of the key devices designed. The evaluation device thus provides one Capacity sensor, which is used to record changes the capacity of the key device to the environment is. For example, the capacitance sensor is designed that Change in capacity of the key device, which with the Approach of an object (e.g. a finger) to it goes hand in hand with capture. Button setup and Evaluation device thus form a capacitive Proximity switch, which in particular the non-contact Pressing a button device can detect.

Besonders bevorzugt ist eine Auswerteeinrichtung, welche nicht nur die Kapazität der Tasteneinrichtung zu ihrer Umgebung auswertet, sondern auch die zeitliche Änderungsgeschwindigkeit dieser Kapazität (dC/dt). Dies ermöglicht die Realisation eines kapazitiven Näherungsschalters, welcher einen dynamischen Detektions- bzw. Schaltabstand (Abstand Finger - Tasteneinrichtung) aufweist. Je größer die Annäherungsgeschwindigkeit des Gegenstandes an die Tasteneinrichtung, desto größer ist der Detektionsabstand. Als besonders geeignet haben sich kapazitive Näherungsschalter von EDISEN - electronic GmbH, Lauchhammer, Deutschland, erwiesen, beispielsweise der Näherungsschalter "Minitaster MT0.2". An evaluation device is particularly preferred, which not just the capacity of the key device to your Evaluates the environment, but also the temporal Rate of change of this capacity (dC / dt). This enables the realization of a capacitive Proximity switch, which a dynamic detection or switching distance (distance finger - key device) having. The greater the speed of approach of the Object to the button device, the larger the Detection distance. Have proven to be particularly suitable capacitive proximity switches from EDISEN - electronic GmbH, Lauchhammer, Germany, for example the Proximity switch "Mini button MT0.2".

Ein wesentlicher Vorteil einer kapazitiven Auswerteeinrichtung ist die Möglichkeit, Tasteneinrichtungen ohne elektrischen Kontaktschluß zwischen Finger und Tasteneinrichtung betätigen zu können. Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung derart ausgelegt, daß eine Betätigung einer Tasteneinrichtung erfaßt werden kann, ohne daß diese - beispielsweise von einem Finger - berührt werden muß. Bei einer kapazitiven Auswertung von Tastenbetätigungen können die Tasteneinrichtungen somit von einem elektrischen Isolator bedeckt sein. Beispielsweise funktioniert das kapazitive Detektionsverfahren von Tastenbetätigungen auch noch durch relativ dicke elektrisch nichtleitende Stoffe, welche die Tasteneinrichtung(en) bedecken. Wie oben bereits beschrieben kann die gesamte Eingabevorrichtung beispielsweise mit Kunststoff (z. B. einem textilen Schmelzkleber, wie er im Textilbereich standardmäßig verwendet wird) eingekapselt und damit isoliert, mechanisch stabilisiert und waschmaschinenfest/reinigungsfest versiegelt werden. A major advantage of a capacitive Evaluation device is the possibility of key devices without electrical contact between finger and To be able to operate the key device. Preferably the Evaluation device designed such that an actuation a key device can be detected without this - for example by a finger - must be touched. at a capacitive evaluation of key presses the key devices are thus from an electrical insulator be covered. For example, it works capacitive Detection method of key operations also by relatively thick electrically non-conductive substances, which the Cover the key device (s). As already described above can use the entire input device, for example Plastic (e.g. a textile hot melt adhesive, as used in Textile area is used as standard) encapsulated and thus isolated, mechanically stabilized and machine washable / dry cleanable.

Vorzugsweise umfaßt die Eingabevorrichtung eine elektrische Abschirmeinrichtung, welche zur elektrischen Abschirmung zumindest einer der Tasteneinrichtungen von einer Seite des textilen Gewebeträgers ausgelegt ist. Die Abschirmeinrichtung ist ausgelegt, elektrische bzw. elektromagnetische Störeinflüsse von der Seite des textilen Gewebeträgers zu verhindern, von welcher keine Betätigung der Tasteneinrichtung erfolgen soll. Ist die Eingabevorrichtung beispielsweise in ein Bekleidungsstück integriert, so verhindert die Abschirmeinrichtung eine versehentliche Betätigung der Tasteneinrichtung von der Körperseite des Trägers des Bekleidungsstücks aus. Versehentliche Betätigungen der Tasteneinrichtung, welche durch eine Variation des Abstands zwischen Bekleidungsstück und Körper des Trägers ausgelöst werden könnten, lassen sich durch eine körperseitig angebrachte Abschirmeinrichtung vermeiden. The input device preferably comprises an electrical one Shielding device used for electrical shielding at least one of the key devices from one side of the textile fabric carrier is designed. The shielding device is designed to be electrical or electromagnetic Interferences from the side of the textile fabric carrier too prevent from which no operation of the Button setup should be done. Is the input device integrated into a piece of clothing, for example the shielding device prevents accidental Actuation of the key device from the body side of the Wearer of the garment. accidental Actuations of the key device, which by a Variation of the distance between clothing and body of the wearer could be triggered by a Avoid shielding device attached to the body.

Vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung eine dünne leitfähige Schicht, welche beabstandet von und im wesentlichen parallel verlaufend zu der zumindest einen Tasteneinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise weist die Abschirmeinrichtung eine dünne, elektrisch leitfähige Schicht auf, welche vorzugsweise flexibel ist. Beispielsweise ist die leitfähige Schicht eine mit Metall beschichtete Kunststoffolie, ein textiles Gewebe mit einem hohen Anteil von elektrisch leitfähigen Fäden, eine Metallfolie oder ein mit leitfähiger Farbe bedrucktes textiles Material. Die leitfähige Schicht wird vorzugsweise im Bereich der Tasteneinrichtung(en) an den textilen Gewebeträger angeordnet. Vorzugsweise ist die Abschirmeinrichtung bzw. die leitfähige Schicht mit Masse verbunden. The shielding device is preferably a thin one conductive layer which is spaced from and in essentially parallel to the at least one Key device is arranged. Preferably, the Shielding device a thin, electrically conductive layer which is preferably flexible. For example, the conductive layer a coated with metal Plastic film, a textile fabric with a high proportion of electrically conductive threads, a metal foil or a Textile material printed with conductive ink. The conductive layer is preferably in the range of Key device (s) on the textile fabric carrier arranged. The shielding device or conductive layer connected to ground.

Erfindungsgemäß umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer Eingabevorrichtung, vorzugsweise einer Eingabevorrichtung gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, die Schritte:

- Bereitstellen eines textilen Gewebeträgers, welcher zumindest einen flexiblen, draht- und/oder fadenartigen elektrischen Leiter aufweist, der zumindest einen Schuß- und/oder Kettfaden des Gewebeträgers umfaßt;
- Anbringen einer elektrisch leitfähigen, flexiblen Tasteneinrichtung, welche mit einem Tastenanschluß des Leiters elektrisch verbunden ist; und
- Anschließen einer Auswerteeinrichtung an den Leiter.

According to the invention, a method for producing an input device, preferably an input device according to the previously described embodiments, comprises the steps:

- Providing a textile fabric carrier which has at least one flexible, wire and / or thread-like electrical conductor, which comprises at least one weft and / or warp thread of the fabric carrier;
- Attaching an electrically conductive, flexible key device, which is electrically connected to a key connection of the conductor; and
- Connecting an evaluation device to the conductor.

Vorzugsweise erfolgt das Anbringen der Tasteneinrichtung durch ein Druckverfahren, insbesondere ein Siebdruckverfahren. Dies ermöglicht die einfache, einer Massenproduktion zugängliche Herstellung von Tasteneinrichtungen, welche gut in die textile Umgebung eingebettet an dem textilen Gewebeträger festgelegt sind. Vorzugsweise wird eine elektrische Isolierung des Leiters vor dem Schritt des Anbringens der Tasteneinrichtung lokal entfernt. The key device is preferably attached through a printing process, especially a Screen printing process. This enables the simple one Mass production accessible production of Key devices that fit well into the textile environment embedded on the textile fabric carrier are fixed. Electrical insulation of the conductor is preferably provided the step of attaching the key device locally away.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf begleitende Zeichnungen bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigt: The invention will hereinafter be described with reference to accompanying Exemplary drawings of preferred embodiments described. It shows:

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung, wobei die Leiter mittels Umkontaktierungsleitern einer Auswerteeinrichtung zugeführt sind; Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of an input device according to the invention, wherein the conductors are fed by means of an evaluation device Umkontaktierungsleitern;

Fig. 2 ein schematisches Schaltdiagramm einer bevorzugten Auswerteeinrichtung sowie deren Spannungs- Zeitdiagramm; Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a preferred evaluation and their voltage time diagram;

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung mit Ersatzschaltbild; Fig. 3 is a schematic plan view of another preferred embodiment of an input device according to the invention with the equivalent circuit diagram;

Fig. 4 eine schematische Prinzipdarstellung für eine bevorzugte erfindungsgemäße Mustererkennung; und Fig. 4 is a schematic principle illustration of a preferred pattern recognition according to the invention; and

Fig. 5 eine schematische Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung mit kapazitiver Auswerteeinrichtung. Fig. 5 is a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of an input device of the invention with a capacitive evaluation device.

In Fig. 1 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung dargestellt. Mit 10 ist ein textiler Gewebeträger bezeichnet, welcher eine Vielzahl von Kettfäden K und Schußfäden 5 aufweist. Die Kett- und Schußfäden K, S bestehen vorzugsweise großteils aus elektrisch isolierenden Kunstfasern und sind somit Isolatoren. Einige ausgewählte dieser Kunstfasern weisen jedoch eingesponnene dünne Metalldrähte auf, welche elektrisch isoliert sind. Hierdurch wird diesen ausgewählten Kett- und Schußfäden eine elektrische Leitfähigkeit verliehen, so daß sie draht- und/oder fadenartige elektrische Leiter 12 darstellen. Die elektrisch leitfähigen Kett- und Schußfäden K, S, welche in der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform jeweils einen Leiter 12 bilden, sind in Fig. 1 durch eine dickere Strichbreite hervorgehoben. Es können auch mehrere insbesondere nebeneinanderliegende elektrisch leitfähige Kett- bzw. Schußfäden zu einem elektrischen Leiter 12 aus Redundanzgründen zusammengeschlossen werden. In Fig. 1 a first preferred embodiment of an input device according to the invention. 10 denotes a textile fabric carrier which has a large number of warp threads K and weft threads 5 . The warp and weft threads K, S preferably consist largely of electrically insulating synthetic fibers and are therefore insulators. However, some selected of these synthetic fibers have spun thin metal wires that are electrically insulated. This gives these selected warp and weft threads an electrical conductivity so that they represent wire and / or thread-like electrical conductors 12 . The electrically conductive warp and weft threads K, S, which each form a conductor 12 in the embodiment shown in FIG. 1, are highlighted in FIG. 1 by a thicker line width. A plurality of electrically conductive warp or weft threads, in particular adjacent to one another, can also be combined to form an electrical conductor 12 for reasons of redundancy.

Auf dem Gewebeträger 10 sind matrixartig angeordnete Tasteneinrichtungen 14 (beispielsweise aus leitfähigem Silikon) festgelegt, welche jeweils mit einem sich in Kettrichtung erstreckenden Leiter 12 elektrisch verbunden sind. Im Herstellungsverfahren wurde hierzu die elektrische Isolierung der Leiter 12, welche mit den zugeordneten Tasteneinrichtungen 14 verbunden sind, in einem in Fig. 1 hervorgehobenen, fensterartigen Bereich entfernt, so daß eine Tastenschicht der Tasteneinrichtung 14 in unmittelbare Berührung mit dem dünnen leitfähigen Metalldraht treten kann. Gleichfalls ist es jedoch möglich, zur Verbesserung des elektrischen Kontakts zwischen den Leitern 12 und den zugeordneten Tasteneinrichtungen 14 elektrische Hilfskontakteinrichtungen an die Leiter 12 im Bereich der Tasteneinrichtungen 14 anzubringen. Key devices 14 (for example made of conductive silicone) are arranged on the fabric carrier 10 in a matrix-like manner and are each electrically connected to a conductor 12 extending in the warp direction. In the manufacturing process, the electrical insulation of the conductors 12 , which are connected to the associated key devices 14 , was removed in a window-like area highlighted in FIG. 1, so that a key layer of the key device 14 can come into direct contact with the thin conductive metal wire. Likewise, however, it is possible to provide to improve the electrical contact between the conductors 12 and the associated key means 14 auxiliary electric contact devices on the printed circuit 12 in the region of the key devices fourteenth

Die in Fig. 1 dargestellte 3 × 3-Tastenanordnung weist typischerweise eine durch den Pfeil angedeutete laterale Abmessung von 2 bis 10 cm auf, bevorzugt 5 cm. Da die Tasteneinrichtungen 14 bevorzugt aus einem dünnen, flexiblen Material bestehen, welches unmittelbar auf den Gewebeträger 10 angebracht ist und keine externen Signalleitungen zusätzlich zu den Leitern 12 benötigt werden, ergibt sich eine Eingabevorrichtung, welche hervorragend in die textile Umgebung eingebettet ist. Die neun sich in Kettrichtung erstreckenden Leiter 12 sind, wie in Fig. 1 dargestellt ist, an Kreuzungspunkten 16 mit Umkontaktierungsleitern 18 elektrisch verbunden, welche sich in Schußrichtung des Gewebeträgers 10 erstrecken. Durch das gezielte elektrische Verbinden der Leiter 12 mit den Umkontaktierungsleitern 18 an den Kreuzungspunkten 16 können vorbestimmte elektrische Verbindungen zwischen den waagerecht und senkrecht verlaufenden leitfähigen Fäden hergestellt werden. Dies ermöglicht es, die unregelmäßig beabstandeten und zum Teil weit voneinander entfernt liegenden Leiter 12 auf enger benachbarte, periodisch angeordnete Umkontaktierungsleiter 18umzulenken. Hierdurch wird der Anschluß einer Auswerteeinrichtung 20 deutlich vereinfacht. The 3 × 3 key arrangement shown in FIG. 1 typically has a lateral dimension of 2 to 10 cm, preferably 5 cm, indicated by the arrow. Since the key devices 14 are preferably made of a thin, flexible material which is attached directly to the fabric carrier 10 and no external signal lines are required in addition to the conductors 12 , an input device results which is excellently embedded in the textile environment. As is shown in FIG. 1, the nine conductors 12 extending in the warp direction are electrically connected at crossover points 16 to contact-making conductors 18 which extend in the weft direction of the fabric carrier 10 . Through the targeted electrical connection of the conductors 12 to the contact changeover conductors 18 at the crossing points 16 , predetermined electrical connections can be made between the horizontally and vertically running conductive threads. This makes it possible to redirect the irregularly spaced conductors 12, some of which are far apart, to more closely spaced, periodically arranged reconnection conductors 18 . This significantly simplifies the connection of an evaluation device 20 .

Wenn es sich bei der Auswerteeinrichtung 20 um eine kapazitive Auswerteeinrichtung (einen Kapazitätssensor) handelt, wird vorzugsweise eine Abschirmeinrichtung AE vorgesehen, welche eine unerwünschte kapazitive Betätigung der Tasteneinrichtungen 14 von einer Seite des Gewebeträgers 10 verhindert. Die Abschirmeinrichtung AE (gestrichelte Linie in Fig. 2) kann eine leitfähige Schicht umfassen, welche elektrisch gegenüber den Tasteneinrichtungen isoliert ist und im wesentlichen parallel zu diesen verläuft. Es ist ausreichend, die Abschirmeinrichtung AE in einem Bereich der Eingabevorrichtung anzuordnen, in welchem die Tasteneinrichtungen 14 plaziert sind. Die Auswerteeinrichtung 20 ist über Leiter 19, vorzugsweise über leitfähige Fäden, mit einer (nicht dargestellten) Spannungsversorgung sowie Betätigungseingängen (nicht dargestellter) elektronischer Bauelemente verbunden. If the evaluation device 20 is a capacitive evaluation device (a capacitance sensor), a shielding device AE is preferably provided which prevents undesired capacitive actuation of the button devices 14 from one side of the tissue carrier 10 . The shielding device AE (dashed line in FIG. 2) can comprise a conductive layer which is electrically insulated from the key devices and runs essentially parallel to them. It is sufficient to arrange the shielding device AE in an area of the input device in which the key devices 14 are placed. The evaluation device 20 is connected via a conductor 19 , preferably via conductive threads, to a voltage supply (not shown) and actuation inputs (not shown) of electronic components.

In Fig. 2 ist eine mögliche bevorzugte Auswerteeinrichtung 20 schematisch gezeigt. Bei der in Fig. 2(a) gezeigten Ausführungsform sind die Leiter 12 ohne Umkontaktierungsleiter 18 unmittelbar mit der Auswerteeinrichtung 20 verbunden. Eine erste Gruppe der in Fig. 2(a) gezeigten Tasteneinrichtungen 14 können über die Leiter 12 auf ein definiertes elektrisches Potential gelegt werden, beispielsweise auf Massenpotential, um so als Referenztasteneinrichtungen 14R zu fungieren. Eine zweite Gruppe der Tasteneinrichtungen 14 kann direkt mit dem aktiven Teil der Auswerteelektronik verbunden werden und stellt sogenannte Eingabetasteneinrichtungen 14E dar. A possible preferred evaluation device 20 is shown schematically in FIG. 2. In the embodiment shown in FIG. 2 (a), the conductors 12 are connected directly to the evaluation device 20 without the changeover conductor 18 . A first group of the key devices 14 shown in FIG. 2 (a) can be connected to a defined electrical potential, for example to ground potential, via the conductors 12 , so as to function as reference key devices 14 R. A second group of key devices 14 can be connected directly to the active part of the evaluation electronics and represents so-called input key devices 14 E.

Die Eingabetasteneinrichtungen 14E können, gesteuert über ein periodisches Signal Vcharge, über einen PMOS-Transistor 22 und einen Vorwiderstand R auf das Potential Vdd aufgeladen werden. Ferner ist der Sourcekontakt des Transistors 22 sowie der Vorwiderstand R mit einem als Schwellwertentscheider fungierenden Buffer 24 verbunden, welcher einen hochohmigen Eingang aufweist. Der Eingang des Buffers 24 liegt auf dem Potential Vkey, während der Bufferausgang auf dem Potential Vdata liegt. Der Buffer wandelt das analoge Signal Vkey in ein binäres Signal Vdata durch Schwellwertentscheidung um. Erfolgt keine Betätigung der Tasteneinrichtungen 14, d. h. liegt insbesondere kein Finger 26 auf den Tasteneinrichtungen 14, so entladen sich die Eingabetasteneinrichtungen 14E mit der Zeit durch unvermeidliche Leckströme. Solange Vkey jedoch nicht unter eine vorbestimmte Schwelle des Buffers 24 fällt, liegt am Bufferausgang das Signal Vdata = 1 an. Berührt ein Finger 26, welcher eine gewisse elektrische Leitfähigkeit besitzt, die Tasteneinrichtungen 14 und schließt eine Eingabetasteneinrichtung 14E mit einer Referenzeingabetasteneinrichtung 14R kurz, so wird diese Eingabetasteneinrichtung 14E zeitlich schneller entladen, so daß innerhalb der "Refresh"-Periode, welche in Fig. 2(b) durch senkrecht verlaufende gestrichelte Linien dargestellt ist, das Potential Vkey unter den gesetzten Schwellenwert des Buffers 24 fällt. Das Signal Vdata am Bufferausgang ändert sich somit von Vdata = 1 auf Vdata = 0, womit eine Betätigung der Eingabetasteneinrichtung 14 angezeigt wird. The input key devices 14 E, controlled by a periodic signal Vcharge, can be charged to the potential Vdd via a PMOS transistor 22 and a series resistor R. Furthermore, the source contact of the transistor 22 and the series resistor R are connected to a buffer 24 which acts as a threshold value decider and which has a high-resistance input. The input of buffer 24 is at potential Vkey, while the buffer output is at potential Vdata. The buffer converts the analog signal Vkey into a binary signal Vdata by means of a threshold decision. If the key devices 14 are not actuated, in particular if there is no finger 26 on the key devices 14 , the input key devices 14 E discharge over time due to inevitable leakage currents. However, as long as Vkey does not fall below a predetermined threshold of buffer 24 , signal Vdata = 1 is present at the buffer output. Touches a finger 26, which possesses a certain electric conductivity, the key means 14 and includes a control-key device 14 E with a reference input key device 14 R short, this control-key device 14 is discharged E quickly in time, so that within the "Refresh" period, which in Fig. 2 (b) is shown by vertical dashed lines, the potential Vkey falls below the set threshold value of the buffer 24 . The signal Vdata at the buffer output thus changes from Vdata = 1 to Vdata = 0, which indicates that the input key device 14 has been actuated.

Dieser zeitliche Verlauf der Signale Vdata, Vkey und Vcharge ist in einem Spannungs-Zeitdiagramm in Fig. 2(b) schematisch dargestellt. Die durch das Signal Vcharge gesteuerten periodischen "Refresh"-Vorgänge reichen bei den typischen Leckströmen der ansonsten "floatenden" Eingabetasteneinrichtungen 14E aus, den Knotenpunkt Vkey über der Schwellwertgrenze des Buffers 24 zu halten. Durch den Kurzschluß zwischen den Tasteneinrichtungen 14E und 14R entlädt sich die Eingabetasteneinrichtung 14E jedoch derartig schnell, daß das Signal Vdata auf den Wert 0 gesetzt wird. This time course of the signals Vdata, Vkey and Vcharge is shown schematically in a voltage-time diagram in FIG. 2 (b). The controlled by the signal Vcharge periodic "refresh" operations are sufficient for the typical leakage current of the otherwise "floating" input key devices from E 14 to hold the node Vkey above the threshold limit of the buffer 24th Due to the short circuit between the key devices 14 E and 14 R, however, the input button device 14 E discharges so quickly that the signal Vdata is set to the value 0.

Bei dieser im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Ausführungsvariante einer möglichen Auswerteeinrichtung ist jede Tasteneinrichtung 14 unmittelbar mit der Auswerteeinrichtung 20 verbunden, so daß der Verdrahtungs- und Schaltungsaufwand linear mit der Tasteneinrichtungsanzahl wächst. Alternativ kann die matrixartige Anordnung der Tasteneinrichtungen 14 jedoch auch mittels eines analogen Meßverfahrens ausgewertet werden, wobei die Anzahl der Meßleitungen unabhängig von der Tasteneinrichtungsanzahl ist. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsvariante weist zwei Meßleitungen auf, deren Anschlüsse mit Vref und Vm bezeichnet sind. Hierbei sind die Tasteneinrichtungen 14 wie bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform in Referenztasteneinrichtungen 14R und Eingabetasteneinrichtung 14E aufgeteilt. In this embodiment variant of a possible evaluation device described in connection with FIG. 2, each key device 14 is directly connected to the evaluation device 20 , so that the wiring and circuit complexity increases linearly with the number of key devices. Alternatively, the matrix-like arrangement of the key devices 14 can, however, also be evaluated by means of an analog measuring method, the number of measuring lines being independent of the number of key devices. The embodiment variant shown in FIG. 3 has two measuring lines, the connections of which are designated Vref and Vm. Here, the key means 14 are divided as 14 E in the illustrated in Fig. 2 embodiment in reference key means 14 R and control-key device.

Die Eingabetasteneinrichtungen 14E werden durch elektrisch leitfähige Schußfäden S und die Referenztasteneinrichtungen 14R durch elektrisch leitfähige Kettfäden K elektrisch kontaktiert. Durch geeignete elektrische Verbindungen an den Kreuzungspunkten 16 der elektrisch leitfähigen Kett- und Schußfäden K, S wird eine Schaltung aufgebaut, welche in einem vereinfachten Ersatzschaltbild in Fig. 3(b) dargestellt ist. Die Kontaktierung der leitfähigen Schuß- und Kettfäden in dem Gewebeträger 10 wird dabei derart gewählt, daß ein resistiver Spannungsteiler ähnlich dem Prinzip eines Schiebepotentiometers ausgebildet wird. Der berührende Finger dient hierbei als "Schleifkontakt", wobei die Position des Fingers auf der Matrix der Tasteneinrichtungen 14 durch eine einfache Widerstandsmessung zwischen Vref und Vm ermittelt werden kann, da die Eingabetasteneinrichtungen 14E in Serie miteinander verbunden sind. The input key devices 14 E are electrically contacted by electrically conductive weft threads S and the reference key devices 14 R by electrically conductive warp threads K. A circuit is constructed by suitable electrical connections at the intersection points 16 of the electrically conductive warp and weft threads K, S, which circuit is shown in a simplified equivalent circuit diagram in FIG. 3 (b). The contacting of the conductive weft and warp threads in the fabric carrier 10 is chosen such that a resistive voltage divider is formed similar to the principle of a slide potentiometer. The touching finger serves as a "sliding contact", whereby the position of the finger on the matrix of the key devices 14 can be determined by a simple resistance measurement between Vref and Vm, since the input key devices 14 E are connected to one another in series.

Die Referenztasteneinrichtungen 14R sind über elektrisch leitfähige Kettfäden, welche niederohmig ausgestaltet sind, gemeinsam auf das Potential Vref gelegt. Die Eingabetasteneinrichtungen 14E werden über sehr hochohmige elektrisch leitfähige Schußfäden S in Serie miteinander verbunden. Der in Fig. 3(b) angegebene Widerstand R ist hierbei der Einheitswiderstand der hochohmigen elektrisch leitfähigen Schußfäden S bezogen auf die Länge des Abstandes der Tasteneinrichtungen 14E. Der sich durch den Hautleitwert des berührenden Fingers ergebende elektrische Widerstand ist in Fig. 3(b) mit Rf bezeichnet. Der "Kurzschlußwiderstand" zwischen benachbarten Eingabe- und Referenztasteneinrichtungen 14E, 14R beträgt somit Rf, wobei Rf wesentlich kleiner als der Einheitswiderstand R ist. Berührt der Finger eine Eingabetasteneinrichtung 14E gemeinsam mit einer Referenztasteneinrichtung 14R und schließt diese mit einem Kurzschlußwiderstand Rf kurz, so läßt sich die Position dieser betätigten Eingabetasteneinrichtung 14R durch eine Widerstandsmessung zwischen den Knotenpunkten Vref und Vm messen und zuordnen. The reference key devices 14 R are jointly connected to the potential Vref via electrically conductive warp threads, which are of low-resistance design. The input key devices 14 E are connected to one another in series via very high-resistance, electrically conductive weft threads S. The resistance R shown in FIG. 3 (b) is the unit resistance of the high-resistance electrically conductive weft threads S in relation to the length of the distance between the key devices 14 E. The electrical resistance resulting from the skin conductance of the touching finger is shown in FIG. 3 (b ) labeled Rf. The "short-circuit resistance" between adjacent input and reference key devices 14 E, 14 R is thus Rf, Rf being substantially smaller than the unit resistance R. The finger touches an input key device 14 E, together with a reference key means 14 R and closes with a short-circuit resistance Rf short, so the location of this actuated input key device 14 R can be measured and assigned by a resistance measurement between nodes Vref and Vm.

In Fig. 4 sind Prinzipskizzen einer Ausführungsform einer Auswerteeinrichtung gezeigt, bei welcher eine versehentliche Aktivierung bzw. Betätigung eines Schaltvorgangs einer Tasteneinrichtung durch eine "dynamische Mustererkennung" verhindert werden kann. Die hierbei verwendete Auswerteeinrichtung ist zum Erkennen der zeitlichen Reihenfolge ausgelegt, in welcher die einzelnen Tasteneinrichtungen 14 des Tastenfeldes aktiviert werden. Nur wenn die Tasteneinrichtungen 14 in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge, d. h. in einem bestimmten festgelegten Muster betätigt und erkannt werden, wird ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben bzw. eine zugeordnete Funktion ausgeführt. Jede der in Fig. 4(a) und (b) dargestellten Tasteneinrichtung 14 kann hierbei jeweils aus einer Eingabetasteneinrichtung 14E und einer Referenztasteneinrichtung 14R bestehen. In FIG. 4, schematic diagrams are shown of an embodiment of an evaluation device in which an accidental activation or actuation of a switching operation of a key device can be prevented by a "dynamic pattern recognition". The evaluation device used here is designed to recognize the chronological order in which the individual key devices 14 of the keypad are activated. Only when the key devices 14 are actuated and recognized in a predetermined chronological order, ie in a certain fixed pattern, is a corresponding control signal output or an assigned function executed. Each of the key device 14 shown in FIGS. 4 (a) and (b) can each consist of an input key device 14 E and a reference key device 14 R.

Als Beispiel sind in Fig. 4(a) und (b) eine Variante einer dynamischen Mustererkennung eines 3 × 3 Tastenfeldes angegeben, welches beispielsweise für die Steuerung eines Gerätes für die Audiowidergabe verwendet werden kann. Die Pfeile stellen jeweils die für eine spezielle Steuerungsaktion vom System erwarteten Streichrichtungen des Fingers bzw. Betätigungsabfolgen der Tastenmatrix dar. Als Beispiel wurde hierbei die Lautstärkeregelung (vol- und vol+) sowie das Vor- und Zurückspulen (next, previous) gewählt. Erkennt die Auswerteeinrichtung andere, nicht vorbestimmte Eingabemuster, beispielsweise ein Eingabemuster, welches durch den schräg verlaufenden Pfeil in Fig. 4(a) dargestellt ist, erfolgt keine Ausgabe eines Steuersignals. Stattdessen werden derartige, nicht vorbestimmte Muster durch die Auswerteeinrichtung zurückgewiesen und als unbeabsichtigte Betätigungen interpretiert. As an example, FIGS. 4 (a) and (b) show a variant of dynamic pattern recognition of a 3 × 3 keypad, which can be used, for example, to control a device for audio playback. The arrows represent the finger strokes expected by the system for a specific control action or the key matrix actuation sequences. The volume control (vol- and vol +) and the fast forward and rewind (next, previous) were selected as examples. If the evaluation device detects other, non-predetermined input patterns, for example an input pattern which is shown by the oblique arrow in FIG. 4 (a), no control signal is output. Instead, such non-predetermined patterns are rejected by the evaluation device and interpreted as unintentional actuations.

Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Eingabevorrichtung mit kapazitiver Auswerteeinrichtung 20. Im Querschnitt ist die elektrische Verbindung einer der Tasteneinrichtungen 14 mit der Auswerteeinrichtung 20 mittels elektrischer Verbindungen 16 über einen elektrisch leitfähigen Faden 28 gezeigt. Der leitfähige Faden 28 ist durch elektrische Isolierungen 30 gegenüber den Tasteneinrichtungen 14 und der Abschirmeinrichtung AE, welche eine Masseplatte darstellt, isoliert. Die kapazitive Auswerteeinrichtung 20, d. h. der Kapazitätssensor, ist über Leiter 19 mit einer (nicht dargestellten) Spannungsversorgung sowie externen Schaltkreisen, welche die Ausgabesignale der Auswerteeinrichtung 20 verarbeiten, verbunden. Zum mechanischen und chemischen Schutz kann die gesamte Vorrichtung mit einer wasserfesten Kapselung 32 versehen sein, auf deren Oberfläche vorzugsweise eine textile Oberschicht 34 angeordnet ist. Aufgrund der kapazitiven Kopplung zwischen dem Finger 26 und der Tasteneinrichtung 14 ist keine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Finger 26 und der Tasteneinrichtung 14 zum Betätigen der Tasteneinrichtung 14 erforderlich. Fig. 5 shows a schematic cross-sectional view through a preferred embodiment of an input device having a capacitive evaluation 20th The electrical connection of one of the key devices 14 to the evaluation device 20 by means of electrical connections 16 via an electrically conductive thread 28 is shown in cross section. The conductive thread 28 is insulated from the key devices 14 and the shielding device AE, which represents a ground plate, by electrical insulation 30 . The capacitive evaluation device 20 , ie the capacitance sensor, is connected via conductors 19 to a voltage supply (not shown) and external circuits which process the output signals of the evaluation device 20 . For mechanical and chemical protection, the entire device can be provided with a waterproof encapsulation 32 , on the surface of which a textile top layer 34 is preferably arranged. Due to the capacitive coupling between the finger 26 and the key device 14 has no electrically conductive connection between the finger 26 and the key device 14 for operating the key device 14 is required.

Neben der Anwendung der zuvor beschriebenen bevorzugten Eingabevorrichtungen zur Dateneingabe bzw. Steuerung in Kleidungsstücken sind auch Anwendungen als allgemeine Berührungssensoren denkbar, welche beispielsweise in Stoffüberzügen bei der Raumausstattung, Möbeln, Wandbezügen usw. Verwendung finden können. Die Tasten sind hierbei vorzugsweise "unsichtbar" ausgeführt, indem sie aus einem transparenten leitfähigen Silikonkleber hergestellt sind. Nur die zu betätigenden dynamischen Muster werden beispielsweise durch Pfeile mittels eines Farbdrucks auf dem Gewebeträger sichtbar dargestellt. Der Benutzer bemerkt in diesem Falle die zugrundeliegende Matrixstruktur der Tasteneinrichtungen nicht. Bezugszeichenliste 10 Gewebeträger
12 Leiter
14 Tasteneinrichtung
14E Eingabetasteneinrichtung
14R Referenztasteneinrichtung
16 Kreuzungspunkt, elektrische Verbindung
18 Umkontaktierungsleiter
19 Leiter von Auswerteeinrichtung zu externen Schaltkreisen
20 Auswerteeinrichtung
22 Transistor
24 Schwellwertentscheider bzw. Buffer
26 Finger
28 elektrisch leitfähiger Faden
30 Isolierung
32 Kapselung
34 textiles Obermaterial
AE Abschirmeinrichtung bzw. leitfähige Schicht
R Vorwiderstand
Rf Fingerwiderstand
K Kettfaden
S Schußfaden
In addition to the use of the preferred input devices for data entry or control in clothing described above, applications as general touch sensors are also conceivable, which can be used, for example, in fabric covers for interior furnishings, furniture, wall coverings, etc. The keys are preferably made "invisible" in that they are made of a transparent conductive silicone adhesive. Only the dynamic patterns to be actuated are visibly represented, for example, by arrows using color printing on the fabric carrier. In this case, the user does not notice the underlying matrix structure of the key devices. Legend: 10 Gewebeträger
12 conductors
14 button setup
14 E Input key device
14 R reference key device
16 crossing point, electrical connection
18 changeover conductor
19 conductors from evaluation device to external circuits
20 evaluation device
22 transistor
24 threshold decision makers or buffers
26 fingers
28 electrically conductive thread
30 insulation
32 encapsulation
34 textile upper
AE shielding device or conductive layer
R series resistor
RF finger resistance
K warp thread
S weft

Claims

1. Input device with
at least one textile fabric carrier ( 10 );
at least one flexible, wire and / or thread-like electrical conductor ( 12 ) which comprises at least one weft and / or warp thread (S, K) of the fabric carrier ( 10 );
at least one electrically conductive, flexible key device ( 14 ) which is electrically connected to a key connection of the conductor ( 12 );
the conductor ( 12 ) being designed for connecting an evaluation device ( 20 ).

2. Input device according to claim 1, wherein the key device ( 14 ) comprises a conductive adhesive, in particular a conductive silicone.

3. Input device according to claim 1 or 2, wherein the key device ( 14 ) has a key layer, the layer thickness of which is small compared to the dimensions of the key layer in the layer plane and which is fixed flat on the tissue carrier ( 10 ).

4. Input device according to one of the preceding claims, wherein the conductor ( 12 ) has an electrical insulation which is locally removed for electrical connection to the key device ( 14 ).

5. Input device according to one of the preceding claims, wherein the input device comprises a plurality of in particular linear or matrix-like arranged key devices ( 14 ).

6. Input device according to claim 5, wherein the conductors ( 12 ) which are electrically connected to the key devices ( 14 ) are each electrically connected at intersection points ( 16 ) with essentially perpendicular contact-making conductors ( 18 ), each of which has at least one electrically conductive weft or Include warp threads (S, K) of the fabric carrier ( 10 ).

7. Input device according to claim 6, wherein the contact changeover conductors ( 16 ) are arranged at a uniform distance from one another in the tissue carrier ( 10 ).

8. Input device according to one of the preceding claims, wherein the input device comprises an evaluation device ( 20 ) for detecting an actuation of at least one of the key devices ( 14 ).

9. Input device according to claim 8, wherein a first group of the key devices as reference key devices ( 14 R) and a second group of key devices as input key devices ( 14 E) are designed.

10. Input device according to claim 9, wherein the evaluation device ( 20 ) is designed for evaluating the electrical potential difference or the electrical resistance between one of the input key devices ( 14 E) and at least one of the reference key devices ( 14 R).

11. Input device according to claim 9 or 10, wherein the input key devices ( 14 E) by a in the tissue carrier ( 10 ) arranged conductor ( 12 ) in series and high impedance with an input terminal of the evaluation device ( 20 ) and the reference key devices ( 14 R) with a low resistance Reference connection of the evaluation device ( 20 ) are connected.

12. Input device according to claim 11, wherein the evaluation device ( 20 ) is designed to detect actuation of one of the input button devices ( 14 E) by evaluating the electrical resistance between the input and the reference connection.

13. Input device according to one of claims 8 to 12, wherein the evaluation device ( 20 ) is designed to output a control signal when it detects an actuation of at least two of the key devices ( 14 ) in a predetermined chronological order.

14. The input device according to claim 8, wherein the evaluation device ( 20 ) is designed for capacitive detection of an actuation of at least one of the key devices ( 14 ).

15. Input device according to claim 14, wherein the input device comprises an electrical shielding device (AE), which is designed for electrical shielding of at least one of the key devices ( 14 ) from one side of the textile fabric carrier ( 10 ).

16. The input device according to claim 15, wherein the shielding device (AE) is a thin conductive layer which is arranged at a distance from and essentially parallel to the at least one button device ( 14 ).

17. A method for producing an input device, comprising the steps:

- Providing a textile fabric carrier ( 10 ) which has at least one flexible, wire and / or thread-like electrical conductor ( 12 ) which comprises at least one weft and / or warp thread (S, K) of the fabric carrier ( 10 );

- Attaching an electrically conductive, flexible key device ( 14 ) which is electrically connected to a key connection of the conductor ( 12 ); and

- Connecting an evaluation device ( 20 ) to the conductor ( 12 ).

18. The method according to claim 17, wherein the attachment of the key device ( 14 ) is carried out by a printing method, in particular a screen printing method.

19. The method of claim 17 or 18, wherein electrical insulation of the conductor ( 12 ) is removed locally prior to the step of attaching the key device ( 14 ).