DE102009047682A1

DE102009047682A1 - Berührungsfeldgerät und Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Eingabeobjekts auf dem Gerät unter Benutzung von kapazitiver Kopplung

Info

Publication number: DE102009047682A1
Application number: DE102009047682A
Authority: DE
Inventors: Timothy James San Jose Orsley
Original assignee: Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2010-06-17
Also published as: US20100147600A1; US9128543B2; KR20100067630A

Abstract

Ein Berührungsfeldgerät und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Eingabeobjekts auf dem Gerät benutzt mehrere Spürelektroden, um Signale zu erzeugen, welche durch wechselseitige kapazitive Kopplung induziert sind und welche davon abhängig sind, welcher Leiter des Gerätes durch das Eingabeobjekt elektrisch kontaktiert wird. Diese Signale werden dann verarbeitet, um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeldgerät zu bestimmen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit einem stetigen Anstieg in der Zahl von handgeführten Geräten, wie etwa Mobiltelefonen (cellular phones) und Medienabspielgeräten, welche momentan in Benutzung sind, gibt es einen Bedarf nach kompakten Eingabegeräten, um durch verschiedene auf diesen Geräten verfügbare Optionen zu navigieren. Ein populäres Eingabegerät auf handgeführten Geräten ist ein Klickrad (click wheel), welches auf kapazitivem Spüren (sensing) basiert. Das Klickrad umfasst eine ringförmige Membran mit einem leitfähigen Durchgangsraster (channel grid) (Leiter) auf der oberen Oberfläche und mehrere leitfähige Keile auf der unteren Oberfläche. Die mehreren leitfähigen Keile sind elektrisch mit einem Kapazität-spürenden integrierten Schaltkreis (IC) verbunden.
In Betrieb wird dem leitfähigen Durchgangsraster auf der oberen Oberfläche der Klickradmembran Strom zugeführt. Wenn ein Finger (ein Leiter und ein Pfad nach Masse) auf das Klickrad nahe dem leitfähigen Durchgangsraster platziert wird, fließt Strom durch den Finger von dem leitfähigen Durchgangsraster nahe dem Finger, welcher durch den Kapazität-spürenden IC über die leitfähigen Keile auf der unteren Oberfläche gespürt wird. Wenn sich der Finger um das Klickrad herum bewegt, detektiert der Kapazität-spürende IC die entsprechende kapazitive Änderung, welcher diese Information benutzt, um die Bewegung des Fingers nachzuverfolgen.
Ein Bedenken mit dem Klickrad besteht darin, dass jeder der leitfähigen Keile einen Stift auf dem Kapazität-spürenden IC erfordert. Wenn z. B. das Klickrad sechzehn leitfähige Keile hat, muss der Kapazität-spürende IC sechzehn Stifte haben, um sechzehn Zählimpulse pro Rotation bereitzustellen. Da sich IC-Herstellungsprozessgeometrien verbessern und die Größe eines logischen Dies abnimmt, mag eine Verwirklichung der zugeordneten Kostenreduktion für den Kapazität-spürenden IC aufgrund der Anforderung der Stiftanzahl für den Kapazität-spürenden IC nicht möglich sein. Somit kann sich die hohe Stiftanzahl sich als ein Hindernis einer Kostenreduktion erweisen.
Somit gibt es einen Bedarf für ein Eingabegerät eines niedrigeren Preises, welches ähnliche Funktionalität eines Klickrades aufweist, zur Benutzung in handgeführten Geräten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Berührungsfeldgerät und ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Eingabeobjekts auf dem Gerät benutzt mehrere Spürelektroden, um Signale zu erzeugen, welche durch gegenseitige kapazitive Kopplung induziert sind, welche abhängig davon sind, welcher Leiter des Geräts durch das Eingabeobjekt elektrisch kontaktiert wird. Diese Signale werden dann verarbeitet, um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeldgerät zu bestimmen.
Ein Berührungsfeldgerät in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Substrat mit einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, eine leitfähige Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche, eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche, wobei jeder der Leiter derart auf der ersten Oberfläche positioniert ist, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche gelegen sind, einen Antriebsschaltkreis, welcher konfiguriert ist, ein Antriebssignal zu erzeugen, wobei der Antriebsschaltkreis elektrisch mit der Antriebselektrode verbunden ist, um das Antriebssignal der Antriebselektrode zuzuführen, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen, wobei die Kopplungssignale abhängig von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter sind, mehrere Signalmesseinheiten, welche elektrisch mit den mehreren Spürelektroden verbunden sind, um die Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu messen und um Ausgabesignale zu erzeugen, und eine Verarbeitungseinheit, welche mit den mehreren Signalmesseinheiten verbunden ist, um die Ausgabesignale zu verarbeiten, um zu bestimmen, welcher der Leiter durch das Eingabeobjekt elektrisch kontaktiert ist, um eine Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
Ein Berührungsfeldgerät in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst ein ringähnliches Substrat mit einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, eine Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche, eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche, wobei jeder der Leiter derart auf der ersten Oberfläche positioniert ist, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche gelegen sind, einen Antriebsschaltkreis, welcher konfiguriert ist, ein Antriebssignal zu erzeugen, wobei der Antriebsschaltkreis elektrisch mit der Antriebselektrode verbunden ist, um das Antriebssignal der Antriebselektrode zuzuführen, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen, wobei die Kopplungssignale von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter abhängig sind, mehrere Signalmesseinheiten, welche elektrisch mit den mehreren Spürelektroden verbunden sind, um die Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu messen und Ausgabesignale zu erzeugen, und eine Verarbeitungseinheit, welche mit den mehreren Signalmesseinheiten verbunden ist, um die Ausgabesignale zu verarbeiten, um zu bestimmen, welcher der Leiter elektrisch durch das Eingabeobjekt kontaktiert ist, um eine Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Zielobjekts auf einem Berührungsfeldgerät, welches ein Substrat mit einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, eine leitfähige Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche, und eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche umfasst, wobei jeder der Leiter derart auf der ersten Oberfläche positioniert ist, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche positioniert sind, umfasst in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung Anlegen eines Antriebssignals an die Antriebselektrode des Berührungsfeldgerätes, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen, wobei die Kopplungssignale von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter abhängig sind, Messen der Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden des Berührungsfeldgerätes, um Ausgabesignale zu erzeugen, und Verarbeiten der Ausgabesignale, um zu bestimmen, welcher der Leiter elektrisch durch das Eingabeobjekt kontaktiert wird, um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeldgerät zu bestimmen.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich werden, welche im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, welche als Beispiel der Prinzipien der Erfindung illustriert sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Berührungsfeldgerät in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung, welches in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden kann.
2 ist ein Blockdiagramm des Berührungsfeldgeräts der 1.
3A ist eine Seitenansicht eines Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes von 2.
3B ist eine Draufsicht des Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 2.
3C ist eine Unteransicht des Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 2.
3D ist eine andere Draufsicht des Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 2 mit darüber gelegtem Phantomlayout der Unteransicht des Berührungsfeldes.
4 ist ein Blockdiagramm eines Berührungsfeldgerätes in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
5A ist eine Seitenansicht eines ringförmigen Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 4.
5B ist eine Draufsicht des ringförmigen Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 4.
5C ist eine Unteransicht des ringförmigen Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 4.
5D ist eine andere Draufsicht des ringförmigen Berührungsfeldes des Berührungsfeldgerätes der 2 mit darüber gelegtem Phantomlayout der Unteransicht des ringförmigen Berührungsfeldes.
6A ist eine Draufsicht von Leitern auf einem rechteckigen Substrat, welche Draufsicht Formen der Leiter des ringförmigen Berührungsfeldes vor Verzerren zeigt.
6B ist eine Unteransicht von Antriebs- und Spürelektroden auf dem rechteckigen Substrat, welche Formen der Antriebs- und Spürelektroden auf dem ringförmigen Berührungsfeld vor Verzerren zeigt.
7 ist ein Prozessflussdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position eines Zielobjektes auf einem Berührungsfeldgerät in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf 1 wird ein Berührungsfeldgerät 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das Berührungsfeldgerät 100 ist berührungsempfindlich, so dass ein Benutzer einen Finger benutzen kann, um innerhalb einer elektronischen Umgebung zu navigieren. Als ein Beispiel kann das Berührungsfeldgerät 100 benutzt werden, um einen auf einem elektronischen Schirm angezeigten Positionsanzeiger (cursor) zu steuern, um sich zwischen verschiedenen auf dem elektronischen Schirm angezeigten interaktiven graphischen Elementen zu bewegen oder um eine Einstellung einer Parametersteuerung, wie etwa einer Lautstärkesteuerung, zu steuern. Das Berührungsfeldgerät 100 kann als ein Steuergerät in verschiedenen elektronischen Geräten benutzt werden, wie etwa einem Notebookcomputer 102, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA) 104, einem Mobiltelefon (cellular phone) 106 und einem tragbaren Medienabspielgerät 108, wie in 1 illustriert.
Mit Hinwendung nun auf 2 werden Komponenten des Berührungsfeldgerätes 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung illustriert. Wie in 2 illustriert, umfasst das Berührungsfeldgerät 100 ein Berührungsfeld 202, einen Antriebsschaltkreis 204, Signalmesseinheiten 206A und 206B, eine Verarbeitungseinheit 208 und Speicher 210. Obwohl diese Komponenten in 2 als getrennte Komponenten illustriert sind, können zwei oder mehr dieser Komponenten integriert sein. In dieser Ausführungsform arbeitet das Berührungsfeldgerät 100 als ein lineares berührungsempfindliches Gerät derart, dass das Berührungsfeldgerät in der Lage ist, eine gerade lineare Bewegung eines Eingabeobjekts, z. B. eines Fingers eines Benutzers, auf dem Berührungsfeld 202 entlang der Länge des Berührungsfeldes 202 zu detektieren, wie durch einen Pfeil 212 angezeigt. In anderen Ausführungsformen kann jedoch das Berührungsfeldgerät 100 modifiziert sein, um eine kurvenförmige lineare Bewegung des Eingabeobjektes auf den Berührungsfeld 202 zu detektieren. Als ein Beispiel kann in der illustrierten Ausführungsform das Berührungsfeldgerät 100 als ein Lautstärkesteuergerät benutzt werden.
Das Berührungsfeld 202 ist eine elektronische Komponente, welche Signale erzeugt, welche abhängig von der Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld variieren. Somit können die Signale von den Berührungsfeld 202 benutzt werden, um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld zu bestimmen und/oder die Geschwindigkeit des sich auf dem Berührungsfeld bewegenden Eingabeobjekts zu bestimmen.
Das Berührungsfeld 202 wird weiter mit Bezug auf 3A, 3B, 3C und 3D beschrieben. 3A ist eine Seitenansicht des Berührungsfeldes 202. 3B ist eine Draufsicht des Berührungsfeldes 202. 3C ist eine Unteransicht des Berührungsfeldes 202. 3D ist auch eine Draufsicht des Berührungsfeldes 202 mit einem darübergelegten Phantomlayout der Unteransicht des Berührungsfeldes. Wie in 3A gezeigt, umfasst das Berührungsfeld 202 ein Substrat 320 mit einer oberen Hauptoberfläche und einer unteren Hauptoberfläche. Die obere und die untere Hauptoberfläche des Substrats 320 sind gegenüberliegende Oberflächen. Die obere Hauptoberfläche des Substrats 320 ist die Oberfläche, welche einem Benutzer zugewandt ist und ist somit die Oberfläche, welche der Benutzer mit einem Eingabeobjekt, z. B. einem Finger, elektrisch kontaktiert, um das Berührungsfeld 202 zu benutzen. Wie hierin benutzt, kann ein elektrischer Kontakt ein physikalischer Kontakt, welcher eine elektrische Verbindung erzeugt, oder kein physikalischer Kontakt sein. In einigen Ausführungsformen ist das Substrat 320 aus einem nicht leitfähigen Material, wie etwa aus Plastikmaterial, hergestellt. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 320 aus einem flexiblen nicht leitfähigen Material hergestellt sein und somit kann das Berührungsfeld 202 ein flexibler Schaltkreis (flex circuit) sein.
Wie in den 3A und 3B gezeigt, umfasst das Berührungsfeld 202 ein Feld von Leitern 322 auf der oberen Hauptoberfläche. Die Leiter 322 sind aus leitfähigem Material hergestellt, wie etwa aus Kupfer oder anderen Metallen. In der illustrierten Ausführungsform haben die Leiter 322 eine rechteckige Form. In anderen Ausführungsformen können die Leiter 322 jedoch in verschiedenen Konfigurationen geformt sein. Die Anzahl von Leitern 322, welche in dem Berührungsfeld 202 umfasst sind, kann variieren. In der illustrierten Ausführungsform ist jeder der Leiter 322 physikalisch und elektrisch voneinander durch Leerräume getrennt. In anderen Ausführungsformen können jedoch die Leiter 322 physikalisch und elektrisch voneinander durch nicht leitfähige Materialien getrennt sein, welche zwischen den Leitern angeordnet sind.
Wie in 3C gezeigt, umfasst das Berührungsfeld 202 eine Antriebselektrode 324 und zwei Spürelektroden 326A und 326B auf der unteren Hauptoberfläche. In der illustrierten Ausführungsform ist die Antriebselektrode 324 als ein leitfähiger Streifen geformt, welcher diagonal positioniert ist, so dass der Streifen sich von der oberen rechten Ecke zu der unteren linken Ecke erstreckt. Zusätzlich sind die zwei Spürelektroden 326A und 326B als rechtwinklige Dreiecke geformt und derart positioniert, dass die Antriebselektrode 324 zwischen den zwei Spürelektroden gelegen ist. Die Spürelektrode 326B ist derart unterhalb der Antriebselektrode positioniert, dass die Hypotenusenseite der Spürelektrode 326B angrenzend an die Antriebselektrode 324 gelegen ist, und derart, dass die zwei rechtwinkligen Seiten der Spürelektrode 326B mit der rechten und der unteren Seite des Substrats 320 ausgerichtet sind, wenn von der unteren Hauptoberfläche des Substrats aus betrachtet. Die Spürelektrode 326A ist derart oberhalb der Antriebselektrode 324 positioniert, dass die Hypotenusenseite der Spürelektrode 326A auch angrenzend an die Antriebselektrode gelegen ist, und derart, dass die zwei rechtwinkligen Seiten der Spürelektrode 326A mit der oberen und der linken Seite des Substrats 320 ausgerichtet sind, wenn von der unteren Hauptoberfläche des Substrats aus betrachtet. Somit sind die Spürelektroden 326A und 326B auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 320 in einer rechteckigen Anordnung positioniert. In anderen Ausführungsformen können jedoch die Antriebselektrode 324 und die zwei Spürelektroden 326A und 326B in anderen Konfigurationen geformt sein und können an anderen Stellen auf der unteren Hauptoberfläche des Substrats 320 positioniert sein. In der illustrierten Ausführungsform ist jede der Antriebs- und Spürelektroden 324, 326A und 326B physikalisch und elektrisch voneinander durch Leerräume getrennt. In anderen Ausführungsformen voneinander können jedoch die Antriebs- und Spürelektroden 324, 326A und 326B physikalisch und elektrisch durch nicht leitfähige Materialien voneinander getrennt sein, welche zwischen den Antriebs- und Spürelektroden angeordnet sind.
Die relativen Positionen der Leiter 322 auf der oberen Hauptoberfläche des Substrats 320 in Bezug auf die Spürelektroden 326A und 326B auf der unteren Hauptoberfläche sind in 3D illustriert. Die Leiter 322 sind auf der oberen Hauptoberfläche derart positioniert, dass jeder der Leiter direkt gegenüber von einem Teil der Spürelektrode 326A und einem Teil der Spürelektrode 326B auf der unteren Hauptoberfläche gelegen ist. Wie in 3D gezeigt, hängen die Größen der Teile der Spürelektroden 326A und 326B, welche gegenüber von einem bestimmten Leiter gelegen sind, von der Stelle dieses Leiters auf der oberen Hauptoberfläche ab. Die Größe des Teils der Spürelektrode 326B, welcher gegenüber von einem bestimmten Leiter gelegen ist, nimmt von dem am weitesten links gelegenen Leiter zu dem am weitesten rechts gelegenen Leiter zu. Umgekehrt nimmt die Größe des Teils der Spürelektrode 326A, welcher gegenüber von einem bestimmten Leiter gelegen ist, von dem am weitesten links gelegenen Leiter zu dem am weitesten rechts gelegenen Leiter ab. Somit ist jeder der Leiter 322 auf der oberen Hauptoberfläche Teilen verschiedener Größen der Spürelektroden 326A und 326B auf der unteren Hauptoberfläche zugeordnet.
Unter Zurückwendung auf 2 ist der Antriebsschaltkreis 204 des Berührungsfeldgerätes 100 elektrisch mit der Antriebselektrode 324 auf dem Berührungsfeld 202 verbunden. Der Antriebsschaltkreis 204 ist ausgelegt, um ein Antriebssignal zu erzeugen, welches an die Antriebselektrode 324 angelegt wird, um einen Kopplungseffekt in den angrenzenden Spürelektroden 326A und 326B durch die Leiter 322 zu erzeugen. Als ein Ergebnis wird ein Kopplungssignal in jeder der Spürelektroden 326A und 326B erzeugt. In einer Ausführungsform ist der Antriebsschaltkreis 204 konfiguriert, rechteckige Wellenantriebssignale zu erzeugen, welche typischerweise eine größere Kopplung in den Spürelektroden 326A und 326B erzeugen werden. In anderen Ausführungsformen kann jedoch der Antriebsschaltkreis 204 konfiguriert sein, irgendeinen Typ von Signalen zu erzeugen. Die in den Spürelektroden 326A und 326B erzeugten Kopplungssignale ändern sich, wenn das Eingabeobjekt (z. B. ein Finger eines Benutzers) einen oder mehr der Leiter 322 auf dem Berührungsfeld 202 elektrisch kontaktiert, welches einen Pfad nach Masse bereitstellt. Abhängig davon, welcher der Leiter 322 durch das Eingabeobjekt berührt wird, werden die Kopplungssignale in den Spürelektroden 326A und 326B gemäß der Teile der Spürelektroden geändert, welche gegenüber von diesen Leitern sind. Als ein Beispiel werden kopplungsinduzierte Ströme in den Spürelektroden 326A und 326B abnehmen, wenn das Eingabeobjekt auf einen oder mehr der Leiter 322 auf dem Berührungsfeld 202 abhängig von den Größen der Teile der Spürelektroden, welche gegenüber von diesen Leitern gelegen sind, platziert wird. Somit können die Kopplungssignale in den Spürelektroden 326A und 326B benutzt werden, um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld 202 zu bestimmen.
Die Signalmesseinheiten 206A und 206B des Berührungsfeldgerätes 100 sind elektrisch mit den Spürelektroden 326A bzw. 326B des Berührungsfeldes 202 verbunden. Jede der Signalmesseinheiten 206A und 206B ist ausgelegt, um das Kopplungssignal in der verbundenen Spürelektrode zu messen und ein Ausgabesignal zu erzeugen, welches indikativ für die Stärke des Kopplungssignals ist. In einer Ausführungsform kann jede der Signalmesseinheiten 206A und 206B einen Analog-zu-Digital-Konverter (ADC) umfassen, um den kopplungsinduzierten Strom in der verbundenen Spürelektrode zu messen. In dieser Ausführungsform sind die Ausgabesignale digitale Werte, welche die Stromstärke in den Spürelektroden 326A und 326B repräsentieren. In anderen Ausführungsformen können jedoch die Signalmesseinheiten 206A und 206B konfiguriert sein, andere elektrische Charakteristika der Kopplungssignale, wie etwa Spannung, zu messen.
Die Signalmesseinheiten 206A und 206B sind elektrisch mit der Verarbeitungseinheit 208 verbunden, welche die Ausgabesignale von den Signalmesseinheiten empfängt. Die Verarbeitungseinheit 208 ist konfiguriert, die Ausgabesignale zu verarbeiten, um zu bestimmen, ob ein Eingabeobjekt, z. B. ein Finger eines Benutzers oder irgendein anderes Objekt mit ähnlichen elektrischen Eigenschaften, auf dem Berührungsfeld 202 platziert ist, und um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld zu bestimmen. Als ein Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 208 konfiguriert sein, dass Vorhandensein des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld 202 zu bestimmen, wenn ein Wert oder beide Werte der Ausgabesignale von vordefinierten erwarteten Werten abweichen. Die Verarbeitungseinheit 208 kann auch konfiguriert sein, die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld 202 durch Vergleichen der Werte der Ausgabesignale mit Referenzwerten zu bestimmen, wobei die Referenzwerte die wahrscheinlichste absolute Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld anzeigen. Diese Referenzwerte können empirisch abgeleitet sein und können in dem Speicher 210, welcher irgendein Typ von Speichergerät sein kann, gespeichert sein. Die Verarbeitungseinheit 208 kann auch konfiguriert sein, die Geschwindigkeit des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld 202 durch Detektieren von Änderungen in der Position des Eingabeobjekts über die Zeit bestimmen.
In der illustrierten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 208 auch elektrisch mit dem Antriebsschaltkreis 204 verbunden, um den Antriebsschaltkreis zu steuern. Somit ist die Verarbeitungseinheit 208 in der Lage, den Antriebsschaltkreis 204 anzuweisen, ein Antriebssignal zu erzeugen, welches an die Antriebselektrode 324 des Berührungsfeldes 202 angelegt wird, um die Kopplungssignale in den Spürelektroden 326A und 326B des Berührungsfeldes zu induzieren. In anderen Ausführungsformen können jedoch andere Komponenten den Antriebsschaltkreis 204 steuern.
Die Verarbeitungseinheit 208 kann ein digitaler Prozessor zum allgemeinen Zweck sein, wie etwa ein Mikroprozessor oder ein Mikrocontroller. In anderen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 208 ein Prozessor zum speziellen Zweck sein, wie etwa ein digitaler Signalprozessor. In noch weiteren Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 208 ein anderer Typ von Steuerung oder ein feldprogrammierbares Gate-Array (field programmable gate array) (FPGA) sein.
In einer Ausführungsform können die Signalmesseinheiten 206A und 206B, die Verarbeitungseinheit 208 und der Speicher 210 in einen einzelnen integrierten Schaltkreis (IC) integriert sein. Da nur zwei Kopplungssignale von der Signalmesseinheit 206A und 206B empfangen werden, erfordert der IC nur drei Eingabestifte (ein Stift für das Antriebssignal), was verglichen mit der Stiftanzahl des Kapazität-spürenden IC eines herkömmlichen Klickrades bedeutend weniger ist.
Wie oben beschrieben, benutzt das Berührungsfeldgerät 100 zwei Spürelektroden, um zwei Kopplungssignale zu erzeugen, welche benutzt werden, um das Vorhandensein, die Position und/oder die Geschwindigkeit eines Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld 202 zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen kann jedoch das Berührungsfeldgerät 100 mehr als zwei Spürelektroden benutzen. Zusätzlich kann das Berührungsfeld 202 in anderen Konfigurationen, wie etwa einer ringförmigen Konfiguration, konfiguriert sein.
In Hinwendung nun auf 4 ist ein Berührungsfeldgerät 400 in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das Berührungsfeldgerät 400 umfasst ein Berührungsfeld 402, einen Antriebsschaltkreis 404, vier Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D, eine Verarbeitungseinheit 408 und Speicher 410. Obwohl diese Komponenten in 4 als separate Komponenten illustriert sind, können zwei oder mehr dieser Komponenten integriert sein. In dieser Ausführungsform ist das Berührungsfeld 402 als ein ringförmiges berührungsempfindliches Gerät unter Benutzung von vier Spürelektroden konfiguriert, um das Vorhandensein, die Position und/oder die Geschwindigkeit eines Eingabeobjekts, z. B. eines Fingers eines Benutzers, auf dem Berührungsfeld zu bestimmen.
Das ringförmige Berührungsfeld 402 ist eine elektronische Komponente, welche Signale erzeugt, welche abhängig von der Position des Eingabeobjekts auf dem ringförmigen Berührungsfeld variieren. Somit können die Signale von dem Berührungsfeld 402 benutzt werden, um die Position auf dem Ring des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld zu bestimmen und/oder die Geschwindigkeit des sich auf dem Berührungsfeld bewegenden Eingabeobjekts zu bestimmen.
Das ringförmige Berührungsfeld 402 wird weiter mit Bezug auf 5A, 5B, 5C und 5D beschrieben. 5A ist eine Seitenansicht des ringförmigen Berührungsfeldes 402. 5B ist eine Draufsicht des ringförmigen Berührungsfeldes 402. 5C ist eine Unteransicht des ringförmigen Berührungsfeldes 202. 5D ist auch eine Draufsicht des ringförmigen Berührungsfeldes 402 mit einem darübergelegten Phantomlayout der Unteransicht des ringförmigen Berührungsfeldes. Wie in 5A gezeigt, umfasst das ringförmige Berührungsfeld 402 ein ringförmiges Substrat 520 mit einer oberen Hauptoberfläche und einer unteren Hauptoberfläche. Die obere und die untere Hauptoberfläche des ringförmigen Substrats 520 sind gegenüberliegende Oberflächen. Die obere Hauptoberfläche des ringförmigen Substrats 520 ist die Oberfläche, welche einem Benutzer zugewandt ist, und ist somit die Oberfläche, welche der Benutzer mit einem Eingabeobjekt, z. B. einem Finger, elektrisch kontaktiert, um das Berührungsfeld 402 zu benutzen. In einigen Ausführungsformen kann das ringförmige Substrat 520 aus einem nicht leitfähigen Material, wie etwa einem Plastikmaterial, gefertigt sein. In diesen Ausführungsformen kann das ringförmige Substrat 320 aus einem flexiblen nicht leitfähigen Material gefertigt sein und somit kann das Berührungsfeld 402 ein flexibler Schaltkreis (flex circuit) sein.
Wie in 5A und 5B gezeigt, umfasst das ringförmige Berührungsfeld 402 ein Feld von Leitern 522 auf der oberen Hauptoberfläche, ähnlich zu dem Feld von Leitern 322 auf dem Berührungsfeld 202. In dieser Ausführungsform sind die Leiter 522 jedoch derart in einer ringförmigen Anordnung positioniert, dass jeder der Leiter 522 radial orientiert ist, d. h. die Länge jedes Leiters ist radial orientiert. Die Anzahl von Leitern 522, welche in dem ringförmigen Berührungsfeld 402 umfasst sind, kann variieren. In der illustrierten Ausführungsform ist jeder Leiter 522 physikalisch und elektrisch voneinander durch Leerräume getrennt. In anderen Ausführungsformen können die Leiter 522 jedoch physikalisch und elektrisch voneinander durch nicht leitende Materialien getrennt sein, welche zwischen den Leitern angeordnet sind.
Wie in 5C gezeigt, umfasst das ringförmige Berührungsfeld 402 eine Antriebselektrode 524 und vier Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D auf der unteren Hauptoberfläche des ringförmigen Substrats 520. In der illustrierten Ausführungsform ist die Antriebselektrode 524 als ein leitfähiger Streifen geformt, welcher zweimal von der äußeren Kante des ringförmigen Substrats 520 zu der inneren Kante des ringförmigen Substrats und zurück zu der äußeren Kante verläuft. Somit ist die untere Hauptoberfläche des ringförmigen Substrats 520 durch die Antriebselektrode 524 in vier Bereiche geteilt. Diese vier Bereiche sind durch die vier Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D besetzt, welche in ähnlichen Formen wie die vier Bereiche des ringförmigen Substrats 520, welche durch die Antriebselektrode 524 getrennt sind, konfiguriert sind. Die Spürelektroden 526A und 526B sind zwischen der Antriebselektrode 524 und der äußeren Kante des ringförmigen Substrats 520 positioniert, während die Spürelektroden 526C und 526D zwischen der Antriebselektrode 524 und der inneren Kante des ringförmigen Substrats positioniert sind. Obwohl die Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D in 5C mit bestimmten Formen illustriert sind, können diese Spürelektroden in anderen Ausführungsformen verschiedene Formen haben. In der illustrierten Ausführungsform ist jede der Antriebs- und Spürelektroden 524, 526A, 526B, 526C und 526D physikalisch und elektrisch voneinander durch Leerräume getrennt. In anderen Ausführungsformen können die Antriebs- und Spürelektroden 524, 526A, 526B, 526C und 526D jedoch physikalisch und elektrisch voneinander durch nicht leitende Materialien getrennt sein, welche zwischen den Antriebs- und Spürelektroden angeordnet sind.
Die relativen Positionen der Leiter 522 auf der oberen Hauptoberfläche des ringförmigen Substrats 520 in Bezug auf die Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D auf der unteren Hauptoberfläche des ringförmigen Substrats sind in 5D illustriert. Die Leiter 522 sind auf der oberen Hauptoberfläche derart positioniert, dass jeder der Leiter direkt gegenüber von Teilen von zwei der Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D auf der unteren Hauptoberfläche gelegen ist. Wie in 5D gezeigt, hängen die Größen der Teile der zwei Spürelektroden, welche gegenüber von einem bestimmten Leiter gelegen sind, von der Stelle dieses Leiters auf der oberen Hauptoberfläche ab. Jeder der Leiter 522 auf der oberen Hauptoberfläche ist verschieden großen Teilen der zwei Spürelektroden auf der unteren Hauptoberflächen zugeordnet.
Die Formen der Leiter 522, der Antriebselektrode 524 und der Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D des ringförmigen Berührungsfeldes 402 können als Formen auf einem rechteckigen Substrat angesehen werden, welche verzerrt worden sind, wenn das rechteckige Substrat in eine ringförmige Form gebogen wird, wie etwa in das ringförmige Substrat 520 des Berührungsfeldes 402. Formen der Leiter 422, der Antriebselektrode 524 und der Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D auf einem rechteckigen Substrat vor einer Verzerrung (pre-contortion) sind in 6A und 6B illustriert. Wie in 6A gezeigt, sind die Formen der Leiter 522 vor der Verzerrung rechteckig. Wie in 6B gezeigt, ist die Form der Antriebselektrode 524 vor der Verzerrung ein W-förmiger leitfähiger Streifen. Wie auch in 6B gezeigt ist, sind die Formen der Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D vor der Verzerrung dreieckig, oder insbesondere in den Formen von gleichseitigen Dreiecken. In 6B ist die Spürelektrode 526B in Hälften geteilt gezeigt. Wenn das rechteckige Substrat der 6A und 6B in eine ringförmige Form gebogen wird, so dass die obere Kante die innere Kante des ringförmigen Substrats wird und die untere Kante die äußere Kante des ringförmigen Substrats wird, werden die Formen der Leiter 522, der Antriebselektrode 524 und der Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D in die in 5B und 5C gezeigten Formen verzerrt.
Mit Zurückwendung nun auf 4 ist der Antriebsschaltkreis 404 des Berührungsfeldgeräts 400 elektrisch mit der Antriebselektrode 524 des ringförmigen Berührungsfeldes 502 verbunden. Der Antriebsschaltkreis 404 ist ausgelegt, ein Antriebssignal zu erzeugen, welches an die Antriebselektrode 524 angelegt wird, um einen Kopplungseffekt in den angrenzenden Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D durch die Leiter 522 zu erzeugen. Als ein Ergebnis wird ein Kopplungssignal in jeder der vier Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D erzeugt. In einer Ausführungsform ist der Antriebsschaltkreis 404 konfiguriert, rechteckige Wellenantriebssignale zu erzeugen, welche typischerweise eine größere Kopplung in den Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D erzeugen werden. In anderen Ausführungsformen kann jedoch der Antriebsschaltkreis 404 konfiguriert sein, irgendeinen Typ von Signalen zu erzeugen. Die in den vier Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D erzeugten Kopplungssignale ändern sich, wenn das Eingabeobjekt (z. B. ein Finger eines Benutzers) auf einen oder mehr der Leiter 522 des ringförmigen Berührungsfeldes 402 platziert wird, welches einen Pfad nach Masse bereitstellt. Abhängig davon, welcher der Leiter 522 durch das Eingabeobjekt berührt wird, werden sich die Kopplungssignale gemäß den Teilen der Spürelektroden ändern, welche gegenüber von diesen Leitern gelegen sind. Als ein Beispiel werden kopplungsinduzierte Ströme in den Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D abnehmen, wenn das Eingabeobjekt auf einem oder mehr der Leiter 522 des ringförmigen Berührungsfeldes 402 platziert wird. Somit können die Kopplungssignale in den Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D benutzt werden, um die Position des Eingabeobjekts auf dem ringförmigen Berührungsfeld zu bestimmen.
Die Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D sind elektrisch mit den Spürelektroden 526A, 526B, 526C bzw. 526D des ringförmigen Berührungsfeldes 402 verbunden. Jede der Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D ist ausgelegt, das Kopplungssignal in der verbundenen Spürelektrode zu messen und ein Ausgabesignal zu erzeugen, welches indikativ für die Stärke des Kopplungssignals ist. In einer Ausführungsform kann jede der Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D einen ADC umfassen, um den kopplungsinduzierten Strom in der verbundenen Spürelektrode zu messen. In dieser Ausführungsform sind die Ausgabesignale digitale Werte, welche die Ströme in den Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D repräsentieren. In anderen Ausführungsformen können die Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D jedoch konfiguriert sein, andere elektrische Charakteristika der Kopplungssignale, wie etwa Spannung, zu messen.
Die Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D sind elektrisch mit der Verarbeitungseinheit 408 verbunden, welche die vier Ausgabesignale von den vier Signalmesseinheiten empfängt. Die Verarbeitungseinheit 408 ist konfiguriert, die Ausgabesignale zu verarbeiten, um zu bestimmen, ob ein Eingabeobjekt auf dem ringförmigen Berührungsfeld 402 platziert ist, und um die Position des Eingabeobjekts auf dem Berührungsfeld zu bestimmen. Als ein Beispiel kann die Verarbeitungseinheit 408 konfiguriert sein, das Vorhandensein des Eingabeobjekts auf dem ringförmigen Berührungsfeld 402 zu bestimmen, wenn einer oder mehr Werte der Ausgabesignale von vordefinierten erwarteten Werten abweichen. Die Verarbeitungseinheit 410 kann auch konfiguriert sein, die Position des Eingabeobjekts auf dem ringförmigen Berührungsfeld 402 durch Vergleichen der Werte der Ausgangssignale mit Referenzwerten zu bestimmen, wobei die Referenzwerte die wahrscheinlichste Position des Eingabeobjekts auf dem ringförmigen Berührungsfeld anzeigen. Diese Referenzwerte können empirisch abgeleitet sein und in dem Speicher 410, welcher irgendein Typ von Speichergerät sein kann, gespeichert sein. Die Verarbeitungseinheit 408 kann auch konfiguriert sein, die Geschwindigkeit des Eingabeobjekts auf dem ringförmigen Berührungsfeld 402 durch Detektieren von Veränderungen in der Position des Eingabeobjektes über die Zeit zu bestimmen.
In der illustrierten Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 408 auch elektrisch mit dem Antriebsschaltkreis 404 verbunden, um den Antriebsschaltkreis zu steuern. Somit ist die Verarbeitungseinheit 408 in der Lage, den Antriebsschaltkreis anzuweisen, ein Antriebssignal zu erzeugen, welches auf die Antriebselektrode 524 des ringförmigen Berührungsfeldes 402 angelegt wird, um die Kopplungssignale in den Spürelektroden 526A, 526B, 526C und 526D des ringförmigen Berührungsfeldes zu induzieren. In anderen Ausführungsformen kann jedoch eine andere Komponente den Antriebsschaltkreis 404 steuern.
Die Verarbeitungseinheit 408 kann ein digitaler Prozessor zum allgemeinen Zweck sein, wie etwa ein Mikroprozessor oder Mikrocontroller. In anderen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 408 ein Prozessor zum speziellen Zweck sein, wie etwa ein digitaler Signalprozessor. In noch anderen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 408 ein anderer Typ von Steuerung sein oder ein FPGA.
In einer Ausführungsform können die Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D, die Verarbeitungseinheit 408 und der Speicher 410 in einem einzelnen IC integriert sein. Da nur vier Kopplungssignale durch die Signalmesseinheiten 406A, 406B, 406C und 406D empfangen werden, wird der IC nur fünf Eingabestifte (ein Stift für das Antriebssignal) erfordern, was verglichen mit der Stiftanzahl des Kapazität-spürenden IC eines herkömmlichen Klickrades bedeutend weniger ist.
Obwohl das ringförmige Berührungsfeld 402 des Berührungsfeldgerätes 400 mit einem ringförmigen Substrat 520 illustriert und beschrieben worden ist, kann das Substrat 520 des Berührungsfeldes 402 in anderen Ausführungsformen in verschiedenen Formen konfiguriert sein. Als ein Beispiel kann das Substrat 520 in einer ringähnlichen polygonalen Form konfiguriert sein. Als ein anderes Beispiel kann das Substrat 520 in einer rechteckigen Rahmenform oder einer anderen polygonalen Rahmenform konfiguriert sein.
Ein Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Zielobjekts auf einem Berührungsfeldgerät in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 7 beschrieben. Das Berührungsfeldgerät umfasst ein Substrat mit einer ersten und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche, eine leitfähige Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche, und eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche. Jeder der Leiter ist derart auf der ersten Oberfläche positioniert, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche sind. Bei Block 702 wird ein Antriebssignal an die Antriebselektrode des Berührungsfeldgerätes angelegt, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden durch die Leiter zu erzeugen. Veränderungen in den Kopplungssignalen sind abhängig von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter. Als nächstes werden bei Block 704 die Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden des Berührungsfeldgerätes gemessen, um Ausgabesignale zu erzeugen. Als nächstes werden bei Block 706 die Ausgabesignale verarbeitet, um zu bestimmen, welcher der Leiter, wenn überhaupt, elektrisch durch das Eingabeobjekt kontaktiert wird, um die Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
Obwohl spezifische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und illustriert worden sind, ist die Erfindung nicht auf die spezifischen Formen oder Anordnungen von so beschriebenen und illustrierten Teilen begrenzt. Der Geltungsbereich der Erfindung ist durch die hieran angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert.

Claims

Berührungsfeldgerät, aufweisend: ein Substrat mit einer ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche; eine Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche; eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche, wobei jeder der Leiter auf der ersten Oberfläche derart positioniert ist, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche gelegen sind; ein Antriebsschaltkreis, welcher konfiguriert ist, ein Antriebssignal zu erzeugen, wobei der Antriebsschaltkreis elektrisch mit der Antriebselektrode verbunden ist, um der Antriebselektrode das Antriebssignal zuzuführen, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen, wobei die Kopplungssignale von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter abhängig sind; mehrere Signalmesseinheiten, welche elektrisch mit den mehreren Spürelektroden verbunden sind, um die Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu messen und Ausgabesignale zu erzeugen; und eine Verarbeitungseinheit, welche mit den mehreren Signalmesseinheiten verbunden ist, um die Ausgabesignale zu verarbeiten, um zu bestimmen, welcher der Leiter durch das Eingabeobjekt elektrisch kontaktiert ist, um eine Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 1, wobei das Substrat eine rechteckige Form aufweist.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 2, wobei die mehreren Spürelektroden eine erste Spürelektrode und eine zweite Spürelektrode umfassen, welche die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen, wobei die erste und die zweite Spürelektrode derart auf der zweiten Oberfläche des Substrats positioniert sind, dass die Antriebselektrode zwischen der ersten und der zweiten Spürelektrode gelegen ist.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 3, wobei die erste und die zweite Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats in einer rechteckigen Anordnung positioniert sind.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein ringähnliches Substrat ist.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 5, wobei die mehreren Spürelektroden eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Spürelektrode umfassen, welche derart auf der zweiten Oberfläche des Substrats positioniert sind, dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte Spürelektrode durch die Antriebselektrode voneinander getrennt sind.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 6, wobei die erste und die zweite Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats zwischen einer äußeren Kante des Substrats und der Antriebselektrode positioniert sind und die dritte und die vierte Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats zwischen einer inneren Kante des Substrats und der Antriebselektrode positioniert sind.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 1, wobei jede der mehreren Signalmesseinheiten einen Analog-zu-Digital-Konverter umfasst, um Strom in jeder der mehreren Spürelektroden zu messen.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 1, wobei der Antriebsschaltkreis konfiguriert ist, das Antriebssignal in der Form eines rechteckigen Wellensignals zu erzeugen.
Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Zielobjekts auf einem Berührungsfeldgerät, wobei das Berührungsfeldgerät ein Substrat mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, eine leitfähige Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche und eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche umfasst, wobei jeder der Leiter derart auf der ersten Oberfläche positioniert ist, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche positioniert sind, wobei das Verfahren aufweist: Anlegen eines Antriebssignals an die Antriebselektrode des Berührungsfeldgerätes, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen, wobei die Kopplungssignale von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter abhängig sind; Messen der Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden des Berührungsfeldgerätes, um Ausgabesignale zu erzeugen; und Verarbeiten der Ausgabesignale, um zu bestimmen, welcher der Leiter elektrisch durch das Eingabeobjekt kontaktiert wird, um die Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Anlegen des Antriebssignals Anlegen eines rechteckigen Wellenantriebssignals an die Antriebselektrode des Berührungsfeldgerätes umfasst, um die Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Messen der Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden des Berührungsfeldgerätes ein Durchführen von einer Analog-zu-Digital-Konversion umfasst, um Strom in jeder der mehreren Spürelektroden zu messen, um die Ausgabesignale zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Substrat eine rechteckige Form aufweist und wobei die mehreren Spürelektroden eine erste und eine zweite Spürelektrode umfassen, welche die Form eines rechtwinkligen Dreiecks aufweisen, wobei die erste und die zweite Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats derart positioniert sind, dass die Antriebselektrode zwischen der ersten und der zweiten Spürelektrode gelegen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Substrat ein ringähnliches Substrat ist und wobei die mehreren Spürelektroden eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Spürelektrode umfassen, welche derart auf der zweiten Oberfläche des Substrats positioniert sind, dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte Spürelektrode durch die Antriebselektrode voneinander getrennt sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die erste und die zweite Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats zwischen einer äußeren Kante des Substrats und der Antriebselektrode positioniert sind und die dritte und die vierte Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats zwischen einer inneren Kante des Substrats und der Antriebselektrode positioniert sind.
Berührungsfeldgerät, umfassend: ein ringähnliches Substrat mit einer ersten Oberfläche und einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche; eine Antriebselektrode und mehrere Spürelektroden auf der zweiten Oberfläche; eine Mehrzahl von Leitern auf der ersten Oberfläche, wobei jeder der Leiter auf der ersten Oberfläche derart positioniert ist, dass Teile von mindestens zwei der mehreren Spürelektroden direkt gegenüber von diesem Leiter auf der zweiten Oberfläche gelegen sind; ein Antriebsschaltkreis, welcher konfiguriert ist, ein Antriebssignal zu erzeugen, wobei der Antriebsschaltkreis elektrisch mit der Antriebselektrode verbunden ist, um der Antriebselektrode das Antriebssignal zuzuführen, um Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu erzeugen, wobei die Kopplungssignale von irgendeinem elektrischen Kontakt zwischen einem Eingabeobjekt und mindestens einem der Leiter abhängig sind; mehrere Signalmesseinheiten, welche elektrisch mit den mehreren Spürelektroden verbunden sind, um die Kopplungssignale in den mehreren Spürelektroden zu messen und um Ausgabesignale zu erzeugen; und eine Verarbeitungseinheit, welche mit den mehreren Signalmesseinheiten verbunden ist, um die Ausgabesignale zu verarbeiten, um zu bestimmen, welcher der Leiter durch das Eingabeobjekt elektrisch kontaktiert ist, um eine Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 16, wobei die mehreren Spürelektroden eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Spürelektrode umfassen, welche derart auf der zweiten Oberfläche des Substrats positioniert sind, dass die erste, die zweite, die dritte und die vierte Spürelektrode durch die Antriebselektrode voneinander getrennt sind.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 17, wobei die erste und die zweite Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats zwischen einer äußeren Kante des Substrats und der Antriebselektrode positioniert sind und die dritte und die vierte Spürelektrode auf der zweiten Oberfläche des Substrats zwischen einer inneren Kante des Substrats und der Antriebselektrode positioniert sind.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 16, wobei jede der mehreren Signalmesseinheiten einen Analog-zu-Digital-Konverter umfasst, um Strom in jeder der mehreren Spürelektroden zu messen.
Berührungsfeldgerät nach Anspruch 16, wobei der Antriebsschaltkreis konfiguriert ist, das Antriebssignal in der Form eines rechteckigen Wellensignals zu erzeugen.