DE102012009844A1

DE102012009844A1 - Touchpanel-Prüfung unter Verwendung von Gegenkondensatormessungen

Info

Publication number: DE102012009844A1
Application number: DE201210009844
Authority: DE
Inventors: Guozhong Shen; Bart Decanne; Kenneth W. Knox; Syed Ahmad; Muhammad Umair
Original assignee: Maxim Integrated Products Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2012-11-22
Also published as: CN102809707A; US20160188084A1; US9122361B2; US20120293455A1; CN102809707B

Abstract

Ein kapazitives Touchpanel wird auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Kurzschlüssen odern ohne die Verwendung eines Werkzeugs, das die Oberfläche des Panels berührt, geprüft. Während einer ersten Stufe der Prüfung werden Drive-Leitungen des Touchpanels sequentiell angesteuert, während die restlichen Drive-Leitungen gefloatet werden. Sense-Leitungen werden gelesen, um Aufschluss darüber zu geben, ob eine angesteuerte Drive-Leitung mit einer benachbarten Drive-Leitung kurzgeschlossen ist, ein offener Stromkreis ist, oder mit einer Sense-Leitung gekoppelt ist, die ein offener Stromkreis ist. Während einer zweiten Stufe der Prüfung werden Drive-Leitungen angesteuert, während alternierende Sense-Leitungen gefloatet oder aktiviert wern werden erfasst, um Aufschluss darüber zu geben, ob die aktivierten Sense-Leitungen mit benachbarten Sense-Leitungen kurzgeschlossen sind. Diese zweite Stufe kann wiederholt werden, wobei die Rollen der Sense-Leitungen vertauscht werden, um die Positionen von Kurzschlüssen und/oder offenen Stromkreisen zu bestimmen.

Description

QUERVERWEIS AUF DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNGEN
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht gemäß 35 U. S. C. (United States Code) § 119(e) die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Eingangsnummer 61/488,119, die den Titel „PANEL TEST METHOD BASED ON MUTUAL CAPACITOR MEASUREMENT” (Prüfverfahren für ein Panel auf der Basis einer Gegenkondensatormessung) trägt und am 19. Mai 2011 eingereicht worden ist, sowie die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Eingangsnummer 61/495,139, die den Titel „METHOD OF TESTING A TOUCH PANEL USING MUTUAL CAPACITOR MEASUREMENTS” (Verfahren zur Prüfung eines Touchpanels unter Verwendung von Gegenkondensatormessungen) trägt und am 9. Juni 2011 eingereicht worden ist. Die vorläufigen US-Patentanmeldungen mit den Eingangsnummern 61/488,119 und 61/495,139 werden hiermit durch Erwähnung in ihrer Gesamtheit zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
HINTERGRUND
Ein Touchpanel (Bildschirm-Tastfeld) ist eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS), die es einem Bediener eines elektronischen Geräts erlaubt, unter Verwendung eines Instruments wie etwa eines Fingers, eines Eingabestiftes und dergleichen eine Eingabe in das Gerät vorzunehmen. Der Bediener kann seinen Finger zum Beispiel dazu verwenden, Bilder zu manipulieren, die auf einer elektronischen Anzeige, wie etwa einer Anzeige, die an einer mobilen Computervorrichtung, einem Personal Computer (PC) oder einem Terminal bzw. Endgerät, das mit einem Netzwerk verbunden ist, angebracht ist, angezeigt werden. In einigen Fällen kann der Bediener sogar zwei oder mehr Finger gleichzeitig benutzen, um spezifische Befehle bereitzustellen, wie etwa einen Zoom-Befehl, der dadurch ausgeführt wird, dass zwei Finger voneinander weg bewegt werden; einen Schrumpfbefehl, der dadurch ausgeführt wird, dass zwei Finger aufeinander zu bewegt werden; und so weiter.
Ein Touchscreen bzw. Berührungsbildschirm ist eine elektronische optische Anzeige, die ein Touchpanel, das über einer Anzeige liegt, integriert, um das Vorhandensein und/oder die Position einer Berührung innerhalb des Anzeigebereichs des Bildschirms zu entdecken. Touchscreens sind in Geräten wie etwa Multifunktionscomputern, Tablet-Computern, Satellitennavigationsgeräten, Spielgeräten und Smartphones weit verbreitet. Ein Touchscreen ermöglicht es einem Bediener, direkt mit Informationen zu interagieren, die von der Anzeige angezeigt werden, die unter dem Touchpanel liegt, anstatt indirekt mit einem Zeiger, der mit Hilfe einer Maus oder einem Touchpad gesteuert wird. Oftmals werden kapazitive Touchpanels mit Touchscreen-Vorrichtungen verwendet. Ein kapazitives Touchpanel umfasst im Allgemeinen einen Isolator, wie zum Beispiel Glas, der mit einem transparenten Leiter beschichtet ist, wie zum Beispiel Indiumzinnoxid (IZO bzw. ITO für den englischen Begriff „indium tin oxide”). Da der menschliche Körper ebenfalls ein elektrischer Leiter ist, führt das Berühren der Oberfläche des Panels dazu, dass es zu einer Verzerrung des elektrostatischen Feldes des Panels kommt, was als eine Kapazitätsänderung messbar ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden hier Techniken zum Prüfen eines kapazitiven Touchpanels auf das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Kurzschlüssen und offenen Stromkreisen in Drive-Leitungen (Treiberleitungen oder Ansteuerungsleitung bzw. Drive Lines) und Sense-Leitungen (Messleitungen oder Fühlerleitungen bzw. Sense Lines) ohne die Verwendung eines Werkzeugs, das die Oberfläche des Panels berührt, beschrieben. In einer oder mehreren Implementierungen können die Techniken als eine Prüfung implementiert sein, die zwei oder mehr Prüfstufen (z. B. eine erste Prüfstufe und eine zweite Prüfstufe) aufweist. Während einer ersten Stufe der Prüfung werden die Drive-Leitungen des Touchpanels sequentiell angesteuert, während die anderen Drive-Leitungen gefloatet werden. Die resultierenden Signale in den Sense-Leitungen werden gelesen, um Aufschluss darüber zu geben, ob die angesteuerte Drive-Leitung mit einer benachbarten Drive-Leitung kurzgeschlossen ist, ein offener Stromkreis ist, mit einer Sense-Leitung gekoppelt ist, die ein offener Stromkreis ist, oder weder Kurzschlüsse noch offene Stromkreise aufweist. Während einer zweiten Stufe der Prüfung werden die Drive-Leitungen angesteuert, während alternierende Sense-Leitungen gefloatet oder aktiviert werden. Die Signale in den aktivierten Sense-Leitungen werden gelesen, um Aufschluss darüber zu geben, ob die aktivierten Sense-Leitungen mit benachbarten Sense-Leitungen kurzgeschlossen sind. Diese zweite Stufe kann wiederholt werden, wobei die Rollen der alternierenden Sense-Leitungen getauscht werden, um die tatsächlichen Positionen von Kurzschlüssen und/oder offenen Stromkreisen zu bestimmen.
Diese Zusammenfassung ist bereitgestellt, um eine Auswahl an Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die unten in der ausführlichen Beschreibung noch weiter beschrieben werden. Diese Zusammenfassung ist weder dafür gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands zu identifizieren, noch ist sie dafür gedacht, als eine Hilfe bei der Bestimmung des Schutzumfangs des beanspruchten Erfindungsgegenstands verwendet zu werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die ausführliche Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Die Verwendung derselben Bezugszeichen und/oder Bezeichnungen in unterschiedlichen Fällen in der Beschreibung und den Figuren kann auf ähnliche oder identische Elemente hindeuten.
1 ist eine schematische Veranschaulichung, die einen Kurzschluss zwischen benachbarten Drive-Leitungen in einem kapazitiven Touchpanel darstellt, das ein Gitter aus Drive-Leitungen und Sense-Leitungen aufweist.
2A ist eine schematische Darstellung, die eine funktionelle äquivalente Schaltung einer aktivierten Drive-Leitung und einer benachbarten, floatenden Drive-Leitung veranschaulicht, wenn die beiden Drive-Leitungen miteinander kurzgeschlossen sind, wobei die Sense-Leitungen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung abgelesen werden.
2B ist eine schematische Darstellung, die eine funktionelle äquivalente Schaltung einer aktivierten Drive-Leitung und einer benachbarten, floatenden Drive-Leitung veranschaulicht, wenn die beiden Drive-Leitungen nicht miteinander kurzgeschlossen sind, wobei die Sense-Leitungen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung abgelesen werden.
2C ist eine schematische Darstellung, die eine funktionelle äquivalente Schaltung einer aktivierten Drive-Leitungen und einer benachbarten geerdeten Drive-Leitung veranschaulicht, wenn die beiden Drive-Leitungen miteinander kurzgeschlossen sind, um ein Prinzip der vorliegenden Offenbarung besser zu veranschaulichen.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Feststellung von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Drive-Leitungen oder von offenen Stromkreisen zwischen Drive- und Sense-Leitungen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
4 ist eine schematische Darstellung, die ein vereinfachtes Modell einer Schaltung eines rauscharmen Verstärkers eines Sensorkanals (sense channel) veranschaulicht.
5A ist eine schematische Darstellung, die ein vereinfachtes Modell von kurzgeschlossenen Sense-Leitungen in einem normalen Fall veranschaulicht.
5B ist eine schematische Darstellung, die ein vereinfachtes Modell von kurzgeschlossenen Sense-Leitungen veranschaulicht, wenn ein (1) Kanal eines rauscharmen Verstärkers deaktiviert ist.
6A und 6B sind schematische Veranschaulichungen, die ein kapazitives Touchpanel darstellen, wenn jeweils ungeradzahlige und geradzahlige Sense-Leitungen gemessen werden, um Kurzschlüsse zwischen benachbarten Sense-Leitungen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung festzustellen.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Feststellung von Kurzschlüssen zwischen benachbarten Sense-Leitungen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
8 ist ein Blockdiagramm, das ein Touchpanel veranschaulicht, das unter Verwendung eines Prüfsystems in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung einer Prüfung unterzogen wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Überblick
Touchpanels können unzählige Defekte aufweisen, die durch Prüfen während des Herstellungsprozesses entdeckt werden können. Die Touchpanels können aufgrund von schlechten Lötverbindungen auf Platinen bzw. Leiterplatten oder durch andere Fabrikationsfehler Kurzschlüsse und offene Stromkreise aufweisen. Kapazitive Touchpanels werden traditionell dadurch getestet, dass ein Werkzeug, das aus einer oder mehreren kapazitiven Sonden bzw. Prüffingern (Objekten) besteht, systematisch mit der Panel-Oberfläche in Berührung gebracht wird, wodurch Berührungen durch Finger während einer normalen Verwendung simuliert werden, und dass festgestellt wird, ob die Berührungen von dem Panel korrekt erfasst werden. Ein fehlerhaftes Touchpanel kann eine oder mehrere der Berührungen durch die kapazitiven Sonden bedingt durch zum Beispiel Kurzschlüsse oder offene Stromkreise in den Sense- und Drive-Leitungen der Touchpanel-Schaltungen nicht korrekt erkennen.
Während des Prüfaufbaus wird das Touchpanel in einer Prüfungsfixiervorrichtung (z. B. in einer Einspannvorrichtung oder einem anderen Werkzeug) mit Bauelementen befestigt, die kapazitive Sonden (Objekte) mit der Oberfläche des Panels in Berührung bringen und diese Sonden dann von der Oberfläche des Panels wieder abheben. Jede Änderung in der Kapazität, die sich aus der Berührung ergibt, wird gemessen und mit einem erwarteten Wert verglichen. Ein signifikanter Unterschied zwischen dem gemessenen Wert und dem erwarteten Wert weist auf einen Defekt in dem Touchpanel hin. Wenn die Prüfung abgeschlossen ist, wird das Touchpanel aus der Prüfungsfixiervorrichtung herausgenommen.
Für eine hinreichende Prüfung eines Touchpanels müssen die kapazitiven Sonden mit dem Panel an mehreren Stellen auf der Oberfläche des Touchpanels in Berührung gebracht werden und müssen Messungen an mehreren Stellen auf der Oberfläche des Touchpanels vorgenommen werden. Dadurch ist das Prüfen von Touchpanels ein zeitaufwändiger Prozess, vor allem für große Touchpanels. Die Zeit für das Verbinden des Touchpanels mit und das Lösen des Touchpanels aus der Prüfungsfixiervorrichtung erhöht die Gesamtprüfzeit noch, wodurch der Prüfdurchsatz verringert und die Arbeitskosten erhöht werden. Der Prüfprozess erfordert auch teure Prüfungsfixiervorrichtungen (z. B. Prüfeinspannvorrichtungen und/oder andere Positionierungswerkzeuge). Außerdem kann es sein, dass dann, wenn die kapazitiven Sonden nicht exakt auf dem Touchpanel positioniert werden, so dass eine Berührung nicht dort erfasst wird, wo dies erwartet wird, die Prüfung fälschlicherweise einen Fehler, z. B. ein „falsch positives Ergebnis”, signalisiert. Darüber hinaus kann das Touchpanel beschädigt werden, wenn die kapazitiven Sonden auf dem Touchpanel mit übermäßiger Kraft platziert werden.
Dementsprechend erlauben die hier beschriebenen Techniken, dass ein kapazitives Touchpanel auf das Vorhandensein von Kurzschlüssen und offenen Stromkreisen in seinen Drive- und Sense-Leitungen geprüft werden kann, ohne dass ein Werkzeug verwendet werden muss, das die Oberfläche des Panels berührt. Die Techniken können als eine Prüfung (ein Test) implementiert werden, die zwei oder mehrere Prüfstufen (z. B. eine erste Prüfstufe und eine zweite Prüfstufe) aufweist. Während einer ersten Stufe der Prüfung wird jede der Drive-Leitungen des Touchpanels sequentiell angesteuert (z. B. aktiviert oder freigeschaltet), während die anderen Drive-Leitungen gefloatet werden (z. B. in einem deaktivierten oder gesperrten Zustand belassen werden). Die resultierenden Signale in den Sense-Leitungen werden erfasst, um Aufschluss darüber zu geben, ob die angesteuerte Drive-Leitung mit einer benachbarten Drive-Leitung kurzgeschlossen ist, ein offener Stromkreis ist, mit einer Sense-Leitung gekoppelt ist, die ein offener Stromkreis ist, oder weder Kurzschlüsse noch offene Stromkreise aufweist. Während einer zweiten Stufe der Prüfung werden alle Drive-Leitungen angesteuert (z. B. aktiviert oder freigeschaltet), während alternierende Sense-Leitungen gefloatet (z. B. deaktiviert oder gesperrt) werden und die restlichen Sense-Leitungen freigeschaltet (z. B. aktiviert) werden. Die Signale in den aktivierten Sense-Leitungen werden erfasst, um Aufschluss darüber zu geben, ob die aktivierten Sense-Leitungen mit benachbarten Sense-Leitungen kurzgeschlossen sind. Die zweite Stufe kann wiederholt werden, wobei die Rollen der alternierenden und der restlichen Sense-Leitungen vertauscht werden, um die tatsächlichen Positionen von irgendwelchen Kurzschlüssen festzustellen.
Durch das Ansteuern bzw. Antreiben und Floaten von Drive- und Sense-Leitungen in bestimmten Mustern können Kurzschlüsse und offene Stromkreise ohne „externe Berührungen” auf der Oberfläche des Panels entdeckt werden. Somit erleichtern die Techniken das Prüfen von Touchpanels, das keine spezialisierten Prüfungsfixiervorrichtungen (z. B. Prüfeinspannvorrichtungen, externe kapazitive Sonden oder andere teure Testgeräte) benötigt, die kalibriert werden müssen. Darüber hinaus ist die Prüfung schneller, weniger fehleranfällig und weniger teuer als frühere Prüfverfahren. In Implementierungen kann das Prüfen eines Touchpanels in fünfzig Millisekunden (50 ms) oder weniger durchgeführt werden, was von der Geschwindigkeit des verwendeten Prozessors abhängt.
Beispielhafte Implementierung
In der beispielhaften Implementierung, die unten beschrieben wird, findet das Prüfen in zwei Stufen statt. In der ersten Stufe werden offene Stromkreise in den Drive-/Sense-Leitungen und Kurzschlüsse zwischen Drive-Leitungen entdeckt, indem jede Drive-Leitung sequentiell angesteuert wird, es den anderen Leitungen erlaubt wird, zu floaten, und die Sense-Leitungen abgelesen werden. Unterschiedliche Spannungen in den Sense-Leitungen deuten auf das Auftreten von Kurzschlüssen und offenen Stromkreisen hin. In der zweiten Stufe werden alle Kurzschlüsse zwischen benachbarten Sense-Leitungen erfasst und optional lokalisiert.
Erste Stufe
1 veranschaulicht ein Touchpanel 100, in dem eine erste Stufe einer Prüfung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung implementiert werden kann. Das Touchpanel 100 kann aus einem kapazitiven Touchpanel bestehen, das Drive-Leitungen (Elektroden) 110A–110F (kollektiv mit 110 bezeichnet) umfasst, wie zum Beispiel sogenannte „Cross-Bar ITO Drive Traces/Tracks”, die nebeneinander angeordnet sind (z. B. entlang paralleler Tracks, im Allgemeinen als parallele Tracks, und so weiter). Wie gezeigt ist, sind die Drive-Leitungen 110 langgestreckt (sie erstrecken sich zum Beispiel entlang einer Längsachse). Jede Drive-Leitung 110 kann sich zum Beispiel entlang einer Achse auf einer Auflagefläche, wie etwa einem Substrat des Touchpanels 100, erstrecken. Die Drive-Leitungen 110 weisen einen Pitch (z. B. einen im Wesentlichen sich periodisch wiederholenden Abstand zwischen benachbarten Achsen der Drive-Leitungen 110) auf. In Implementierungen weisen die Drive-Leitungen 110 auch einen charakteristischen Abstand auf, der eine Minimumdistanz zwischen benachbarten Rändern der Drive-Leitungen 110 aufweist.
Das Touchpanel 110 umfasst auch Sense-Leitungen (Elektroden) 120A–120F (kollektiv als 120 bezeichnet), wie zum Beispiel sogenannte „Cross-Bar ITO Sensor Traces/Tracks”, die nebeneinander quer zu den Drive-Leitungen 110 angeordnet sind (z. B. entlang paralleler Tracks, im Allgemeinen als parallele Tracks, und so weiter). Die Sense-Leitungen 120 sind langgestreckt (sie erstrecken sich zum Beispiel entlang einer Längsachse). Jede Sensorelektrode 120 kann sich zum Beispiel entlang einer Achse auf einer Auflagefläche, wie etwa einem Substrat des Touchpanels 100, erstrecken. Die Sense-Leitungen 120 weisen auch einen Pitch auf (z. B. einen im Wesentlichen sich periodisch wiederholenden Abstand zwischen benachbarten Achsen der Sense-Leitungen 120). In Implementierungen weisen die Sense-Leitungen 120 auch einen charakteristischen Abstand auf, der eine Minimumdistanz zwischen benachbarten Rändern der Sense-Leitungen 120 aufweist.
Ein oder mehrere kapazitive Touchpanels 100 können in einer Touchscreen-Anordnung enthalten sein. Die Touchscreen-Anordnung kann einen Anzeige-Bildschirm, wie etwa einen LCD-Bildschirm, umfassen, wobei die Sensorschicht (sensor layer) und die Treiber- bzw. Ansteuerungsschicht (drive layer) zwischen dem LCD-Bildschirm und einer Bondingschicht, zum Beispiel mit einer Schutzabdeckung wie etwa Glas, die daran angebracht ist, sandwichartig angeordnet sind. Die Schutzabdeckung kann eine Schutzbeschichtung, eine Antireflexionsschicht und so weiter umfassen. Die Schutzabdeckung kann eine Berührungsoberfläche aufweisen, auf der ein Bediener einen oder mehrere Finger, einen Eingabestift und dergleichen benutzen kann, um Befehle in die Touchscreen-Anordnung einzugeben. Die Befehle können verwendet werden, um Graphiken zu manipulieren, die zum Beispiel von dem LCD-Bildschirm angezeigt werden. Außerdem können die Befehle als Eingaben in ein elektronisches Gerät verwendet werden, das mit einem kapazitiven Touchpanel 100 verbunden ist, wie etwa eine Multimediaeinrichtung oder ein anderes elektronisches Gerät.
Wie in 1 gezeigt ist, definieren die Drive-Leitungen 110 und die Sense-Leitungen 120 ein Koordinatensystem, in dem jede Koordinatenposition (Pixel) einen Kondensator umfasst, der an jedem Schnittpunkt zwischen einer der Drive-Leitungen 110 und einer der Sense-Leitungen 120 gebildet wird. Infolgedessen sind die Drive-Leitungen 110 so konfiguriert, dass sie mit einer elektrischen Stromquelle (z. B. ausgehend von einem Touchscreen-Controller (TSC) 150) für das Erzeugen eines lokalen elektrostatischen Feldes an jedem Kondensator verbunden werden können, wobei eine Änderung in dem lokalen elektrostatischen Feld, die von einem Finger und/oder einem Eingabestift an jedem Kondensator erzeugt wird, eine Verringerung der Kapazität bewirkt, die mit einer Berührung an der entsprechenden Koordinatenposition einhergeht. Auf diese Weise können mehr als eine Berührung an unterschiedlichen Koordinatenpositionen gleichzeitig (oder zumindest im Wesentlichen gleichzeitig) abgefühlt werden. In Implementierungen können die Drive-Leitungen 110 von der elektrischen Stromquelle parallel angetrieben bzw. angesteuert werden, zum Beispiel in dem Fall, wenn ein Satz von unterschiedlichen Signalen den Drive-Leitungen 110 bereitgestellt wird. In anderen Implementierungen können die Drive-Leitungen 110 durch die elektrische Stromquelle in Reihe angesteuert werden, z. B. in dem Fall, wenn jede Drive-Leitung 110 oder Untermenge von Drive-Leitungen 110 eine nach der anderen angetrieben wird.
Die Sense-Leitungen 120 sind elektrisch von den Drive-Leitungen 110 isoliert (z. B. unter Verwendung einer dielektrischen Schicht und dergleichen). Die Sense-Leitungen 120 können zum Beispiel auf einem Substrat bereitgestellt sein (das zum Beispiel eine Sensorschicht (sense layer) umfasst, die auf einem Glassubstrat angeordnet ist), und die Drive-Leitungen 110 können auf einem separaten Substrat bereitgestellt sein (das zum Beispiel eine Treiberschicht bzw. Ansteuerungsschicht (drive layer) umfasst, die auf einem anderen Substrat angeordnet ist). In dieser zweischichtigen Konfiguration kann die Sensorschicht oberhalb der Treiberschicht angeordnet sein (z. B. in Bezug auf eine Berührungsoberfläche). Die Sensorschicht kann zum Beispiel näher an einer Berührungsoberfläche als die Treiberschicht angeordnet sein. Aber diese Konfiguration ist nur beispielshalber vorgesehen und ist nicht als die vorliegende Offenbarung einschränkend zu betrachten. Somit können andere Konfigurationen bereitgestellt werden, bei denen die Treiberschicht näher an der Berührungsoberfläche als die Sensorschicht positioniert ist, und/oder bei denen die Sensorschicht und die Treiberschicht die gleiche Schicht aufweisen. Bei einer Implementierung mit 1,5 Schichten (bei der zum Beispiel die Treiberschicht und die Sensorschicht in der gleichen Schicht enthalten sind, aber physisch voneinander getrennt sind) können zum Beispiel ein oder mehrere Jumper bzw. Steckbrücken verwendet werden, um Teile einer Drive-Leitung 110 miteinander zu verbinden. In ähnlicher Weise können Jumper verwendet werden, um Teile einer Sense-Leitung 120 miteinander zu verbinden.
Wie in 1 gezeigt ist, kann das Touchpanel 100 somit als ein Gitter aus Drive-Leitungen 110 und Sense-Leitungen 120 umfassend betrachtet werden. Die Drive-Leitungen 110 empfangen Drive-Signale bzw. Ansteuerungssignale von dem Touchscreen-Controller (TSC) 150, während Signale, die in den Sense-Leitungen 120 erzeugt werden, zur Verarbeitung zu dem TSC 150 geleitet werden. Während des Betriebs erzeugt der TSC 150 Signale in den Drive-Leitungen 110. Entsprechende Signale, die in den Sense-Leitungen 120 abgefühlt werden, geben die Position einer Berührung durch ein oder mehrere kapazitive Objekte (z. B. Finger, Eingabestifte und dergleichen) auf der Oberfläche des Touchpanels 100 an. Folglich kann es schwierig oder sogar unmöglich sein, die Positionen von Berührungen durch die kapazitiven Objekte zu bestimmen, wenn die Drive-Elektroden 110 und die Sense-Elektroden 120 miteinander kurzgeschlossen sind oder offene Stromkreise haben. Dementsprechend veranschaulicht 1 zwei Drive-Leitungen 110 (z. B. die Drive-Leitungen 110B und 110C), die miteinander kurzgeschlossen sind. In 1 ist dieser Kurzschluss als ein Widerstand dargestellt, der mit „R_S” bezeichnet ist. Wie unten beschrieben wird, geben spezifische Werte, die in den Sense-Leitungen 120 während der Prüfung ausgelesen werden, das Vorhandensein von (a) Kurzschlüssen zwischen benachbarten Drive-Leitungen der Drive-Leitungen 110, oder von (b) offenen Stromkreisen in den Drive-Leitungen 110 oder den Sense-Leitungen 120, oder (c) von keinem dieser Defekte an.
In dem in 1 veranschaulichten Beispiel umfasst die Drive-Leitung 110A ein low-aktives Ansteuerungselement bzw. Drive-Element, was bedeutet, dass die Drive-Leitung 110A aktiviert („angesteuert”) ist, wenn eine „0” (oder ein inaktives Drive-Signal) an ihren Enable-Pin angelegt ist, und deaktiviert („floatend”) ist, wenn eine „1” (oder ein aktives Drive-Signal) an ihren Enable-Pin angelegt ist. In der begleitenden Figur umfasst die Drive-Leitung 110A auch ein resistives Element, das einen Widerstand an einem leitenden Streifen modelliert, der das Gitter bildet. In dem gezeigten Beispiel ist die Drive-Leitung 110B aktiviert und die restlichen Drive-Leitungen 110A und 110C–110F sind floatend (deaktiviert bzw. gesperrt). Wenn auf einen Kurzschluss zwischen der Drive-Leitung 110B und einer benachbarten Drive-Leitung (z. B. die Drive-Leitungen 110A oder 110C) geprüft wird oder auf einen offenen Stromkreis zwischen der Drive-Leitung 110B und einer der Sense-Leitungen 120 geprüft wird, dann wird die Drive-Leitung 110B angesteuert, während die restlichen Drive-Leitungen 110A und 110C–110F in einem floatenden Zustand belassen werden. Die Sense-Leitungen 120 werden dann gleichzeitig abgelesen. Wie unten noch ausführlicher beschrieben werden wird, gibt das Vorhandensein eines Signals in den Sense-Leitungen 120 bei etwa einem „erwarteten” oder „normalen” Wert (wie unten definiert) an, dass keine Kurzschlüsse oder offene Stromkreise vorliegen, wohingegen ein Signal, das etwa doppelt so groß wie der normale Wert ist, anzeigt, dass es einen Kurzschluss zwischen der Drive-Leitung 110B und einer benachbarten Drive-Leitung (110A oder 110C) gibt, während ein Signal, das einen Wert von oder nahe bei „0” aufweist, einen offenen Stromkreis in der Drive-Leitung 110C oder in der Sense-Leitung angibt, an der der „0”-Wert abgelesen wurde. Das Prinzip hinter dieser Feststellung wird unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C beschrieben.
2A veranschaulicht ein Schaltungsmodell 200 der Drive-Leitung 110B, die mit der Drive-Leitung 110C kurzgeschlossen ist, wobei, wie oben beschrieben, der Widerstand R_S den Kurzschluss gestaltet, und der Kondensator C_M ein Knotenkondensator des Touchpanels 100 ist, der die gegenseitige Kapazität bzw. Gegenkapazität (mutual capacitance) modelliert. Ein Knotenkondensator C_M kann zum Beispiel an dem Schnittpunkt jeder der Drive-Leitungen 110 und jeder der Sense-Leitungen 120 gebildet werden. Wenn die Ansteuerungsspannung in das Drive-Element 115B V ist (z. B. wenn V die Amplitude der Spannungswellenform repräsentiert), dann fühlt jede Sense-Leitung 120A–120F eine Ladung in einem ersten vorbestimmten Bereich von etwa C_MV (dem oben erörterten „normalen” Wert) ab, wie dies in dem Schaltungsmodell 210 gezeigt ist, das in 2B veranschaulicht ist. Aber wenn benachbarte Drive-Leitungen kurzgeschlossen sind, dann ist die Drive-Leitung 110B mit zwei Knotenkondensatoren C_M gekoppelt, die mit der Spannung V angesteuert werden, so dass die Ladung, die in die Sense-Leitung 120A eintritt, einen Wert in einem zweiten vorbestimmten Bereich von etwa 2C_MV (etwa das Doppelte des „normalen” Wertes) in Abhängigkeit von dem Wert von R_S aufweisen wird. Der Unterschied zwischen dem Wert 2C_MV und dem Wert C_MV kann in ausreichender Weise groß sein, so dass er gemessen werden kann, was es erlaubt, dass ein Kurzschluss zwischen benachbarten Drive-Leitungen erfasst werden kann. Wenn eine Drive-Leitung 110 oder eine Sense-Leitung 120 offen ist, dann befindet sich die Ladung, die in die entsprechende Sense-Leitung 120 eintritt, in einem dritten vorbestimmten Bereich, der „0” umfasst. Somit befindet sich, wenn die Drive-Leitung 110B mit der Sense-Leitung 120A offen ist, oder die Sense-Leitung 120A einen offenen Stromkreis aufweist, das Signal, das in der Sense-Leitung 120A gemessen wird, innerhalb des dritten vorbestimmten Bereichs, zumindest etwa bei null Volt (0 V).
Da Signale aufgrund von Herstellungsschwankungen, Spannungsschwankungen und dergleichen geringfügig variieren können, vergleicht der Prüfprozess (das Prüfverfahren), der hier unten beschrieben wird, Signalwerte mit ersten, zweiten und dritten vorbestimmten Bereichen anstatt mit exakten Werten. So kann zum Beispiel eine Spannung in einer Sense-Leitung 120 geringfügig weniger oder geringfügig mehr als C_MV betragen, obwohl die Drive-/Sense-Leitung keine Kurzschlüsse oder offene Stromkreise hat. Wenn ein Signal in der entsprechenden Sense-Leitung 120 in den ersten vorbestimmten Bereich fällt (z. B. C_MV ± Δ1), dann erkennt das Prüfverfahren (das durch den Touchscreen-Controller (TSC) 150 von 1 implementiert werden kann) infolgedessen, dass die entsprechenden Drive-/Sense-Leitungen 110/120 keine Kurzschlüsse oder offene Stromkreise enthalten, wie dies oben erörtert worden ist. Der „akzeptable” vorbestimmte Bereich kann auf der Basis einer Datenanalyse von bekannten ,guten' Touchpanels und/oder ,schlechten' Touchpanels ermittelt werden. Akzeptable erste und zweite vorbestimmte Bereiche, die wie oben erörtert Defekte angeben, können in ähnlicher Weise ermittelt und in Implementierungen des hier erörterten Prüfprozesses verwendet werden. Um die nachfolgende Erörterung zu vereinfachen, können die Werte „C_MV”, „2C_MV” und „0” so verwendet werden, dass sie sich jeweils auf die ersten, zweiten und dritten vorbestimmten Bereiche beziehen.
Wenn eine Drive-Leitung 110 angesteuert wird, dann werden die restlichen Drive-Leitungen 110 nicht geerdet in einem floatenden Zustand gehalten. Wenn die restlichen Drive-Leitungen 110 geerdet wären, wie dies in dem Schaltungsmodell 220 gezeigt ist, das in 2C veranschaulicht ist, dann werden keine Kurzschlüsse entdeckt. Unter Bezugnahme auf 2C ist die Eingangsspannung V, aber da zwei Widerstände effektiv parallel vorliegen, wird die Eingangsspannung um die Hälfte auf 0,5 V reduziert, während die Kapazität verdoppelt wird (2C_M). Die Spannung an der Sense-Leitung beträgt somit (0,5 V)(2C_M) oder C_MV, wobei die gleiche Spannung erzeugt wird, wenn kein Kurzschluss vorhanden ist. Somit würde das Erden der restlichen Drive-Leitungen 110 die Erkennung eines Kurzschlusses unter Verwendung der vorliegenden Techniken verhindern.
Es wird verstanden werden, dass, um das Touchpanel 100 oder wenigstens einen beträchtlichen Teil seiner Fläche vollständig testen zu können, die erste Stufe implementiert werden kann, um Verbindungen sowohl zwischen mehreren der Drive-Leitungen 110 als auch zwischen mehreren der Drive-Leitungen 110 und der Sense-Leitungen 120 zu prüfen. In dem beispielhaften Verfahren 300, das in 3 veranschaulicht ist, wird jede der Drive-Leitungen 110 sequentiell aktiviert, um die Verbindungen zwischen dieser Drive-Leitung 110 und ihren benachbarten Drive-Leitungen 110 sowie zwischen dieser Drive-Leitung 110 und jeder der Sense-Leitungen 120 zu prüfen. Wenn die Drive-Leitungen 110 sequentiell (zum Beispiel eine nach der anderen) angesteuert werden, kann ein einziges Testbild verwendet werden, und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des benutzten Prozessors kann die erste Stufe der Prüfung in weniger als zumindest etwa 10 Millisekunden (10 ms) durchgeführt werden.
3 veranschaulicht einen Prozess (ein Verfahren) 300 zum Durchführen der ersten Stufe der Prüfung eines Touchpanels (z. B. des Touchpanels 100) in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt ist, können zuerst die Parameter der Prüfung initialisiert werden (Block 301). Die nächste Drive-Leitung, die geprüft werden soll, wird aktiviert und die restlichen Drive-Leitungen werden gefloatet (Block 305). Unter Bezugnahme auf 1 wird zum Beispiel die „nächste” Drive-Leitung, die geprüft werden soll, auf die erste Drive-Leitung initialisiert, nämlich die Drive-Leitung 110A. Somit wird, wie gezeigt ist, die Drive-Leitung 110A aktiviert und die restlichen Drive-Leitungen 110B–110F werden deaktiviert und in einem floatenden Zustand belassen. Dann werden Signale aus den Sense-Leitungen ausgelesen (Block 310). Wie in 1 gezeigt ist, können alle Sense-Leitungen 120 zum Beispiel gleichzeitig abgelesen werden.
Dann werden Kurzschlüsse und offene Stromkreise identifiziert (Block 315). Wie oben in der Erörterung der 2A bis 2C beschrieben worden ist, gibt ein Signal in einer der Sense-Leitungen 120, das aus dem ersten vorbestimmten Bereich herausfällt (das sich zum Beispiel ausreichend von C_MV unterscheidet), einen Defekt an. Ein Wert in dem zweiten vorbestimmten Bereich (z. B. ein Wert innerhalb eines vorbestimmen Bereichs von 2C_MV) verweist auf einen Kurzschluss zwischen der Drive-Leitung 110A und ihrer einzigen benachbarten Drive-Leitung 110B. Ein Wert innerhalb des dritten vorbestimmten Bereichs (z. B. ein Wert in einem vorbestimmten Bereich von „0”) zeigt durch die Ablesung von null Volt (0 V) einen offenen Stromkreis in der Drive-Leitung 110A oder einen offenen Stromkreis in der entsprechenden Sense-Leitung 120 an. Unter Verwendung dieser Werte können Kurzschlüsse und offene Stromkreise identifiziert und falls gewünscht aufgezeichnet werden. Wenn zum Beispiel ein Kurzschluss oder ein offener Stromkreis identifiziert wird, kann das Touchpanel entweder als unbrauchbar ausgesondert werden oder kann identifiziert (z. B. markiert) werden, dass es repariert/instandgesetzt werden soll. In diesem Beispiel ist das Signal, das in jeder der Leitungen 120 ausgelesen wird, C_MV, was Folgendes angibt: (1) keine Kurzschlüsse zwischen der Drive-Leitung 110A und irgendeiner benachbarten Drive-Leitung (110B) und (2) keine offenen Stromkreise in der Drive-Leitung 110A oder in irgendeiner der Sense-Leitungen 120A–120F.
Dann wird festgestellt, ob es noch mehr Drive-Leitungen gibt, die geprüft werden müssen (Entscheidungsblock 320). Wenn festgestellt wird (ein „JA” beim Entscheidungsblock 320), dass es noch mehr Drive-Leitungen zu prüfen gibt (z. B. Drive-Leitungen 110B–110F), dann macht das Verfahren (Prozess) 300 eine Schleife zurück, um die nächste Drive-Leitung zu aktivieren, während die restlichen Drive-Leitungen gefloatet werden (Block 305), und die nächste Drive-Leitung (z. B. die Drive-Leitung 110B) wird ausgewählt.
Dieser Zustand (d. h. die Drive-Leitung 110B ist aktiviert) ist in 1 gezeigt. In diesem Beispiel wird der Prozess 300 wiederholt. Wenn die Drive-Leitung 110B aktiviert und mit der Spannung V angesteuert wird, können die Sense-Leitungen 120A–120F eine Spannung von 2C_MV aufweisen, was auf einen Kurzschluss zwischen der Drive-Leitung 110B und einer benachbarten Drive-Leitung (110A oder 110C) hinweist. Die Position des Kurzschlusses kann, falls notwendig, ermittelt werden, indem daran erinnert wird, dass der frühere Durchlauf des Prozesses 300 keinen Kurzschluss zwischen den Drive-Leitungen 110A und 110B angezeigt hat, wodurch darauf hingewiesen wird, dass sich der Kurzschluss zwischen den Drive-Leitungen 110B und 110C befindet; indem in einem späteren Schritt festgestellt wird, dass die Drive-Leitung 110C mit einer benachbarten Drive-Leitung (z. B. der Drive-Leitung 110B oder der Drive-Leitung 110D oder sowohl mit der Drive-Leitung 110B als auch der Drive-Leitung 110D) kurzgeschlossen ist, aber nicht mit der Drive-Leitung 110D kurzgeschlossen ist; oder indem andere Techniken verwendet werden (z. B. eine zusätzliche Prüfung unter Verwendung einer Fixiervorrichtung, die kapazitive Sonden verwendet, und dergleichen).
Wenn eine gewünschte Anzahl (z. B. alle, eine zufällige Auswahl von, etc.) der Drive-Leitungen (z. B. die Drive-Leitungen 110A–110F) geprüft worden ist, dann wird zum Beispiel eine Feststellung getroffen, dass es keine weiteren Drive-Leitungen gibt, die geprüft werden müssen („NEIN” am Entscheidungsblock 320), und dann geht der Prozess 300 weiter zu der zweiten Stufe der Prüfung (Block 701), wobei ein Beispiel davon durch den Prozess (das Verfahren) 700 veranschaulicht ist, der in 7 gezeigt ist. Bevor zu der zweiten Stufe vorangeschritten wird, wird in Betracht gezogen, dass der beschriebene Prüfungsprozess 300 alle Kurzschlüsse (falls welche vorhanden sind) zwischen benachbarten Drive-Leitungen der Drive-Leitungen 110, jegliche offene Schaltkreise in den Drive-Leitungen 110 und jegliche offene Schaltkreise in den Sense-Leitungen 120 lokalisiert haben kann.
Zweite Stufe
Die zweite Stufe der Prüfung entdeckt Kurzschlüsse zwischen benachbarten Sense-Leitungen 120. In der zweiten Stufe werden die Drive-Leitungen 110A–110F sequentiell angesteuert, wie bei einer normalen Verwendung, und die Sense-Leitungen 120A–120F werden in zwei Phasen abgefühlt. In jeder Phase wird die eine Hälfte der Sense-Leitungen 120A–120F (z. B. die Sense-Leitungen 120B, 120D und 120F des in 1 gezeigten Touchpanels 100) aktiviert und die restliche Hälfte (z. B. die Sense-Leitungen 120A, 120C und 120E des in 1 gezeigten Touchpanels 100) wird in einem floatenden Zustand gehalten.
4 veranschaulicht ein Schaltungsmodell 400 einer Schaltung eines rauscharmen Verstärkers (LNA; low-noise amplifier) eines Sensorkanals (sense channel) bzw. einer Sensorkanal-LNA-Schaltung, die einen Teil des Touchscreen-Controllers (TSC) 150 in 1 bildet. Jeder der Ausgänge der Sense-Leitungen 120 ist mit einer Sensorkanal-LNA-Schaltung, wie etwa der Sensorkanal-LNA-Schaltung 400, gekoppelt. Die Sensorkanal-LNA-Schaltung 400 umfasst einen Verstärker 405A mit einem Pluspol, der mit einer Referenzspannung V_REF verbunden ist, und mit einem Minuspol, der parallel zu seinem Ausgang V_OUT durch einen Kondensator C_F gekoppelt ist, wodurch eine Rückkopplungsschleife gebildet wird, und mit einer Spannung V durch den gegenseitigen Kondensator bzw. Gegenkondensator (mutual capacitor) C_M des Panels gekoppelt ist, wie oben erörtert worden ist. Die Spannung V wird in einer der Sense-Leitungen 120 erzeugt. Die LNA-Schaltung 400 funktioniert als eine Ladungsverstärkerschaltung, die ein Ladungssignal in ein Spannungssignal umsetzt. Unter Verwendung der Formel für einen Verstärkerausgang und unter Berücksichtigung lediglich der Wechselstrom-(AC)-Signale kann die Ausgangsspannung V_OUT aus dem Wert des Panel-Gegenkondensators C_M, dem Wert der Spannung V und dem Wert des Kondensators C_F durch die Gleichung V_OUT = C_MV/C_F ermittelt werden.
5A veranschaulicht ein Schaltungsmodell 500, das zwei Sense-Leitungen (z. B. die Sense-Leitungen 120A und 120B) veranschaulicht, die miteinander kurzgeschlossen sind. Obwohl die Gesamtladung, die aus den Panel-Gegenkondensatoren C_M aufgenommen wird, 2C_MV beträgt, wird die Ladung in beide Rückkopplungskondensatoren C_F transferiert (bzw. zwischen diesen aufgeteilt). Dementsprechend führt jede der kurzgeschlossenen Sense-Leitungen 120A und 120B die Ladung C_MV, und die Werte an den Ausgängen V_OUT0 und V_OUT1 sind C_MV/C_F. Und somit werden, da die Spannung wenigstens ungefähr gleich groß wie in Fällen ist, in denen kein Kurzschluss aufgetreten ist, keine Kurzschlüsse entdeckt.
5B veranschaulicht ein Schaltungsmodell 550, in dem eine Sense-Leitung 120 (z. B. der LNA 405 einer Sense-Leitung 120) deaktiviert ist, in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung, wodurch erlaubt wird, dass ein Kurzschluss zwischen benachbarten Sense-Leitungen (z. B. die Sense-Leitungen 120A und 120B) entdeckt werden kann. Durch das Deaktivieren des LNA 405B (veranschaulicht dadurch, dass der LNA 405B aus der 5B entfernt ist) werden der Eingang und der Ausgang des LNA hochohmig. Die deaktivierte Sense-Leitung 120B wird ein schwebender bzw. floatender Kondensator (floating capacitor). Da die gesamte Ladung nun in einen einzigen Sensorkanal (z. B. die Sense-Leitung 120A) geleitet wird, ist die Ausgangsspannung V_OUT0 = 2C_MV/C_F. Da V_OUT0 in dem Fall, wenn ein Kurzschluss auftritt (z. B. V_OUT0 = 2C_MV/C_F), anders ist als in dem Fall, wenn kein Kurzschluss auftritt (z. B. V_OUT0 = C_MV/C_F), können Kurzschlüsse entdeckt werden. Wie in 4, 5A und 5B gezeigt ist, können somit Spannungen, die das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Kurzschlüssen zwischen Sense-Leitungen 120 anzeigen, durch das Aktivieren und Floaten der Sense-Leitungen 120 in einem vorbestimmten Muster erzeugt werden.
6A veranschaulicht das in 1 gezeigte Touchpanel 100, wenn die Drive-Leitungen 110 alle angesteuert sind, ein erster Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen 120 (z. B. die Sense-Leitungen 120A, 120C und 120E) aktiviert ist und ein zweiter Satz der restlichen Sense-Leitungen 120 (z. B. die Sense-Leitungen 120B, 120D und 120F), ebenfalls alternierend, floatend (deaktiviert) ist, und die Signale in dem ersten Satz von Sense-Leitungen 120 (z. B. den Sense-Leitungen 120A, 120C und 120E) ausgelesen werden. (Zu Referenzzwecken wird im Folgenden der erste Satz von Sense-Leitungen 120 (z. B. die Sense-Leitungen 120A, 120C und 120E) mit dem Bezugszeichen 120 (ERSTE) bezeichnet und der zweite Satz von Sense-Leitungen 120 (z. B. die Sense-Leitungen 120B, 120D und 120F) mit dem Bezugszeichen 120 (ZWEITE) bezeichnet). Unter Verwendung dieser Ablesungen kann das Vorhandensein von Kurzschlüssen zwischen den Sense-Leitungen 120 (ERSTE) und den Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) erkannt werden. 6B veranschaulicht das in 1 gezeigte Touchpanel 100, wenn die Rollen vertauscht sind: z. B. sind die Drive-Leitungen 110 alle angesteuert, die Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) sind aktiviert, die Sense-Leitungen 120 (ERSTE) sind floatend (deaktiviert), und die Signale in den Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) werden abgelesen. Wie in 7 beschrieben ist, können durch die Verwendung dieses zweiten Satzes von Ablesungen die Positionen von Kurzschlüssen bestimmt werden.
7 veranschaulicht einen Prozess (ein Verfahren) 700 zum Durchführen der zweiten Stufe der Prüfung des Touchpanels 100 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung der vorliegenden Offenbarung. Wie gezeigt ist, kann der Prozess 700 zum Beispiel nach der ersten Stufe der Prüfung, die in 3 veranschaulicht ist, initialisiert werden (Block 701). Ein erster Satz von alternierenden Sense-Leitungen wird aktiviert, und die restlichen alternierenden Sense-Leitungen (ein zweiter Satz von alternierenden Sense-Leitungen) werden deaktiviert (gefloatet) (Block 705). Wie in 1, 6A und 6B gezeigt ist, wird zum Beispiel der erste Satz von Sense-Leitungen 120 (ERSTE) aktiviert, während der zweite Satz von Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) gefloatet wird. Die Drive-Leitungen werden dann angesteuert (Block 710), und der erste Satz der Sense-Leitungen wird abgelesen (Block 715). Wie in 1 gezeigt ist, können zum Beispiel alle Drive-Leitungen 110 angesteuert werden, und die Sense-Leitungen des ersten Satzes von Sense-Leitungen 120 (ERSTE) werden gelesen. Auf der Grundlage dieser Ablesung wird festgestellt, ob ein Kurzschluss zwischen einer oder mehreren der Sense-Leitungen existiert (Block 720). Somit wird, wie in 1 gezeigt ist, eine Feststellung dahingehend getroffen, ob ein Kurzschluss zwischen einer oder mehreren Sense-Leitungen des ersten Satzes von Sense-Leitungen 120 (ERSTE) und einer benachbarten Sense-Leitung des zweiten Satzes von Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) existiert. Es kann zum Beispiel festgestellt werden, dass die Sense-Leitung 120B mit einem Nachbar kurzgeschlossen ist (z. B. mit der Sense-Leitung 120A oder mit der Sense-Leitung 120C, oder sowohl mit der Sense-Leitung 120A als auch mit der Sense-Leitung 120C). Aber es sollte angemerkt werden, dass an diesem Punkt keine Feststellung dahingehend getroffen wird, welche Sense-Leitungen 120 miteinander kurzgeschlossen sind (z. B. ob die Sense-Leitung 120B mit der Sense-Leitung 120A kurzgeschlossen ist, oder mit der Sense-Leitung 120C, oder sowohl mit der Sense-Leitung 120A als auch mit der Sense-Leitung 120C). (Diese Feststellung wird im Block 740 getroffen, der unten noch erörtert wird).
Als nächstes wird der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen deaktiviert (gefloatet), und der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen wird aktiviert (Block 725). Wie zum Beispiel in 1, 6A und in 6B gezeigt ist, wird der erste Satz von Sense-Leitungen 120 (ERSTE) gefloatet, während der zweite Satz von Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) gefloatet wird. Dann werden die Drive-Leitungen angesteuert (Block 730), und der zweite Satz der Sense-Leitungen wird gelesen (Block 735). Wie in 1 gezeigt ist, können zum Beispiel alle Drive-Leitungen 110 angesteuert werden und die Sense-Leitungen des zweiten Satzes von Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) können abgelesen werden. Auf der Grundlage dieser Ablesung kann festgestellt werden, ob ein Kurzschluss zwischen einer oder mehreren der Sense-Leitungen existiert (Block 740). Somit wird, wie in 1 gezeigt ist, eine Feststellung dahingehend getroffen, ob ein Kurzschluss zwischen einer oder mehreren Sense-Leitungen des zweiten Satzes von Sense-Leitungen 120 (ZWEITE) und einer benachbarten Sense-Leitung des ersten Satzes von Sense-Leitungen 120 (ERSTE) existiert. Es kann zum Beispiel festgestellt werden, dass die Sense-Leitung 120C mit einem Nachbar (z. B. der Sense-Leitung 120B oder der Sense-Leitung 120D, oder sowohl mit der Sense-Leitung 120B als auch mit der Sense-Leitung 120D) kurzgeschlossen ist.
Unter Verwendung der Informationen bezüglich der Kurzschlüsse zwischen Sense-Leitungen, die vorher festgestellt worden sind (in Block 720), können Kurzschlüsse zwischen Sense-Leitungen auch lokalisiert werden (in Block 740). Wenn zum Beispiel eine Feststellung getroffen wird (in Block 720), dass die Sense-Leitung 120B mit einem Nachbar (z. B. der Sense-Leitung 120A oder 120C) kurzgeschlossen ist, und eine weitere Feststellung getroffen wird (in Block 740), dass die Sense-Leitung 120A ebenfalls mit einem Nachbar kurzgeschlossen ist, aber die Sense-Leitung 120C nicht mit einem Nachbar kurzgeschlossen ist, dann kann festgestellt werden, dass ein Kurzschluss zwischen der Sense-Leitung 120A und der Sense-Leitung 120B existiert. Unter Verwendung der gleichen Prüfmethodik kann festgestellt werden, ob die Sense-Leitung 120B sowohl mit der Sense-Leitung 120A als auch mit der Sense-Leitung 120C kurzgeschlossen ist. Es wird verstanden werden, dass die Sense-Leitungen 120 in unterschiedlichen Kombinationen aktiviert und deaktiviert werden können, die Drive-Leitungen 110 angesteuert werden können und die Signale in den Sense-Leitungen 120 abgelesen werden können, um die Existenz und die Positionen von Kurzschlüssen in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung festzustellen.
Die Prüfschritte, die in den Blöcken 705, 710, 715 und 720 implementiert sind, können aus Gründen der Klarheit der Erörterung als eine „erste Phase” der zweiten Stufe der Prüfung bezeichnet werden, während die Prüfschritte, die in den Blöcken 725, 730, 735 und 740 implementiert sind, als die „zweite Phase” der zweiten Stufe der Prüfung bezeichnet werden. Dementsprechend wird es klar sein, dass sowohl die erste Phase als auch die zweite Phase durchgeführt werden, wenn die tatsächlichen Positionen irgendwelcher Kurzschlüsse in dem Touchpanel 100 bestimmt werden sollen, wie etwa um Defekte in dem Touchpanel 100 während des Herstellungsprozesses des Touchpanels zu verfolgen und aufzudecken. Aber wenn die Prüfung lediglich durchgeführt wird, um festzustellen, ob Sense-Leitungen kurzgeschlossen sind, ohne dass die Positionen der Kurzschlüsse festgestellt werden sollen, dann kann die erste Phase durchgeführt werden, ohne dass die zweite Phase durchgeführt wird. Somit können in der zweiten Phase Kurzschlüsse zwischen den Sense-Leitungen 120A–120F und optional die Positionen dieser Kurzschlüsse festgestellt werden.
Es wird klar sein, dass der Prozess (das Verfahren) 700 in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung modifiziert werden kann, um Kurzschlüsse zwischen nicht benachbarten Sense-Leitungen 120 festzustellen. Als ein Beispiel unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird ein Kurzschluss zwischen den Sense-Leitungen 120A und 120F lokalisiert, indem festgestellt wird, dass (1) die Sense-Leitung 120A und die Sense-Leitung 120F beide mit einer anderen Sense-Leitung kurzgeschlossen sind, und (2) dass keine der restlichen Sense-Leitungen 120B–120E mit einer anderen Sense-Leitung kurzgeschlossen ist. Auf der Basis der vorgehenden Erörterung werden die Fachleute auf dem Gebiet nun erkennen, dass auch andere Verfahren zur Ermittlung von Kurzschlüssen zwischen nicht benachbarten Sense-Leitungen möglich sein können. Es wird klar sein, dass Prüfungen in Übereinstimmung mit den Techniken der vorliegenden Offenbarung in Abhängigkeit von dem spezifischen Aufbau bzw. Layout eines Touchpanels ‚maßgeschneidert' werden können. So machen es einige Layouts (z. B. Leitungsabstand und Gerätegeometrien) wahrscheinlicher, dass Kurzschlüsse oder offene Stromkreise zwischen bestimmten Leitungen der Drive- und Sense-Leitungen auftreten. Somit können sich Prüfungen in Übereinstimmung mit den Techniken der vorliegenden Offenbarung auf die Verbindungen zwischen diesen speziellen Drive- und Sense-Leitungen konzentrieren.
Beispielhaftes Prüfsystem
8 veranschaulicht ein Prüfsystem 800, das mit dem Touchpanel 100 gekoppelt ist, das in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Implementierung von Techniken der vorliegenden Offenbarung einer Prüfung unterzogen wird. Das Prüfsystem 800 kann auf vielfältige Weise konfiguriert werden. In 1 ist das Prüfsystem 800 so veranschaulicht, dass es einen Prozessor 810 und einen Speicher 820 umfasst. Der Prozessor 810 stellt eine Verarbeitungsfunktionalität für das Prüfsystem 800 bereit und kann eine beliebige Anzahl an Prozessoren, Mikrocontrollern oder anderen Verarbeitungssystemen umfassen, sowie auch einen residenten oder externen Speicher für das Speichern von Daten und anderen Informationen umfassen, auf die von dem Prüfsystem 800 zugegriffen wird oder die von diesem erzeugt werden. Der Prozessor 810 kann ein oder mehrere Software-Programme ausführen, die die hier beschriebenen Techniken und Module implementieren. Der Prozessor 810 ist nicht durch die Materialien, aus denen er gebildet ist, oder durch die Verarbeitungsmechanismen, die darin verwendet werden, beschränkt, und entsprechend kann er mit Hilfe von einem oder mehreren Halbleiter(n) und/oder Transistoren (z. B. elektronische integrierte Schaltkreise (ICs)) und so weiter implementiert werden.
Der Speicher 820 ist ein Beispiel für eine nicht-flüchtige Computerspeichervorrichtung, die eine Speicherfunktionalität bereitstellt, um verschiedene Daten zu speichern, die mit dem Betrieb des Prüfsystems assoziiert sind, wie etwa das Software-Programm und die Codesegmente, die oben erwähnt wurden, Computeranweisungen und/oder andere Daten zum Instruieren des Prozessors 810 und anderer Elemente des Prüfsystems 800, um die hierin beschriebenen Techniken durchzuführen. Obwohl ein einziger Speicher 820 gezeigt ist, kann eine breite Vielfalt von Typen und Kombinationen an Speichern verwendet werden. Der Speicher 820 kann integriert mit dem Prozessor 810 ausgebildet sein, er kann ein eigenständiger Speicher sein oder er kann eine Kombination aus beiden sein. Der Speicher kann zum Beispiel entfernbare bzw. austauschbare und nicht entfernbare bzw. austauschbare Speicherelemente umfassen, wie zum Beispiel ein RAM, ein ROM, einen Flash-Speicher (z. B. SD-Karte, Mini-SD-Karte, Mikro-SD-Karte), magnetische und optische Speichervorrichtungen, USB-Speichervorrichtungen und so weiter.
Das Prüfsystem 800 ist so veranschaulicht, dass es ein Prüfmodul 830 enthält, welches in dem Speicher 820 gespeichert werden kann und von dem Prozessor 810 ausgeführt werden kann. Das Prüfmodul 830 repräsentiert eine Funktionalität zur Prüfung von kapazitiven Touchpanels 100 auf Kurzschlüsse und offene Stromkreise in deren Drive- und Sense-Leitungen ohne die Verwendung eines Werkzeugs, das die Oberfläche des Panels 100 berührt. Das Prüfmodul 830 kann zum Beispiel die Techniken der vorliegenden Offenbarung implementieren (es kann z. B. die Prozesse (Verfahren) 300 und 700 implementieren, die jeweils in 3 bzw. 7 gezeigt sind), um ein oder mehrere Touchpanels 100 auf Kurzschlüsse und offene Stromkreise in den Drive- und Sense-Leitungen der Panels 100 zu prüfen.
Während des Prüfaufbaus wird das Prüfsystem 800 mit dem Touchpanel 100 gekoppelt. Das Prüfsystem 800 wird mit dem Touchscreen-Controller (TSC) 150 verbunden (siehe auch 1), um die Drive-Leitungen 110 zu steuern, die Sense-Leitungen 120 zu lesen und die Signale in den Sense-Leitungen 120 z. B. über das Prüfmodul 830 zu verarbeiten. Während der ersten Stufe der Prüfung kann das Prüfmodul 830 bewirken, dass das Touchpanel 100 in Übereinstimmung mit einem Prozess (Verfahren) 300 von 3 betrieben wird (z. B. indem es Anweisungen zur Steuerung des Betriebs des TSC 150 liefert), so dass Kurzschlüsse oder offene Stromkreise erkannt werden können. Während der zweiten Stufe der Prüfung kann das Prüfmodul 830 bewirken, dass das Touchpanel 100 in Übereinstimmung mit dem Prozess (Verfahren) 700 von 7 betrieben wird (z. B. indem es Anweisungen zur Steuerung des Betriebs des TSC 150 liefert), so dass Kurzschlüsse zwischen benachbarten Sense-Leitungen 120 erkannt und optional lokalisiert werden können. Das Prüfsystem 800 verwendet keine externen kapazitiven Sonden („Finger”) oder andere Objekte, um die Oberfläche des Touchpanels 100 zu berühren, wodurch der Prüfaufbau, die Ausführung und die Abrüstzeiten reduziert werden, und wodurch die Möglichkeit des Hervorrufens einer Beschädigung des Touchpanels 100 selbst verringert wird.
Im Allgemeinen kann jede der hier beschriebenen Techniken unter Verwendung von Software, Firmware, Hardware (z. B. einer festgelegten logischen Schaltung), manueller Bearbeitung, oder einer Kombination aus diesen Implementierungen implementiert werden. Die Begriffe „Modul” und „Funktionalität”, wie sie hierin verwendet werden, repräsentieren allgemein Software, Firmware, Hardware oder eine Kombination aus diesen. Die Kommunikation zwischen Modulen in dem Prüfsystem 800 von 8 kann drahtgebunden, drahtlos oder irgendeine Kombination daraus sein. In dem Fall einer Software-Implementierung repräsentiert zum Beispiel das Modul ausführbare Anweisungen, die spezifizierte Aufgaben durchführen, wenn sie auf einem Prozessor ausgeführt werden, wie etwa dem Prozessor 810 des Prüfsystems 800, das in 8 gezeigt ist. Der Programmcode kann in einer oder mehreren nichtflüchtigen Computerspeichervorrichtungen gespeichert werden, wobei ein Beispiel dafür der Speicher 820 ist, der mit dem Prüfsystem 800 von 8 assoziiert ist.
Es wird klar sein, dass die hier beschriebenen Techniken nicht notwendigerweise auf eine Implementierung als eine „zweistufige” Prüfung begrenzt zu sein brauchen. Stattdessen dient die hierin oben genannte Erörterung der Prüfung in der Form, dass diese in Prüf-„Stufen” durchgeführt wird, lediglich zu Zwecken der Klarheit der Erläuterung der Techniken der vorliegenden Offenbarung. Somit kann die Prüfung in Übereinstimmung mit den beschriebenen Techniken so charakterisiert werden, dass sie in einer einzigen Prüfstufe oder in mehreren Prüfstufen durchgeführt werden kann, ohne dass vom Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Darüber hinaus werden die Begriffe „erste Stufe” und „zweite Stufe” lediglich dazu verwendet, die beiden Prüfstufen zu identifizieren, und sie legen nicht notwendigerweise nahe, dass die erste Stufe vor der zweiten Stufe durchgeführt werden muss. In der Tat kann die zweite Stufe vor der ersten Stufe durchgeführt werden. Des Weiteren müssen die beiden Stufen nicht zusammen durchgeführt werden. In einigen Prüfungsumgebungen wird die erste Stufe ohne die zweite Stufe durchgeführt, und in anderen Umgebungen wird die zweite Stufe ohne die erste Stufe durchgeführt.
Schlussfolgerung
Obwohl der Erfindungsgegenstand in einer Sprache beschrieben worden ist, die spezifisch für strukturelle Merkmale und/oder Prozessoperationen ist, soll es verstanden werden, dass der Erfindungsgegenstand, der in den angehängten Ansprüchen definiert ist, nicht notwendigerweise auf die spezifischen Merkmale oder Handlungen, die oben beschrieben worden sind, begrenzt ist. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale und Handlungen, die oben beschrieben worden sind, als beispielhafte Formen für die Implementierung der Ansprüche offenbart worden.

Claims

Kapazitives Touchpanel mit: einer Vielzahl von Drive-Leitungen, die nebeneinander angeordnet sind; einer Vielzahl von Sense-Leitungen, die nebeneinander quer zu der Vielzahl von Drive-Leitungen angeordnet sind; und einem Controller, der mit der Vielzahl von Drive-Leitungen und mit der Vielzahl von Sense-Leitungen gekoppelt ist, wobei der Controller betreibbar ist, um: wenigstens eine erste Drive-Leitung der Drive-Leitungen anzusteuern, während er die restlichen Drive-Leitungen floatet; und um die Sense-Leitungen zu lesen, um einen Kurzschluss oder einen offenen Stromkreis zwischen der angesteuerten Drive-Leitung und einer benachbarten Drive-Leitung der restlichen Drive-Leitungen zu entdecken.
Kapazitives Touchpanel nach Anspruch 1, wobei der Controller des Weiteren so konfiguriert ist, dass er wenigstens einige der Sense-Leitungen aktiviert, während er andere der Sense-Leitungen floatet, und zwar in einer oder mehreren unterschiedlichen Kombinationen, und dass er die Sense-Leitungen abliest, um einen Kurzschluss zwischen zwei oder mehreren der Sense-Leitungen zu entdecken.
Kapazitives Touchpanel nach Anspruch 2, wobei der Controller so konfiguriert ist, dass er einen ersten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert und einen zweiten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatet.
Kapazitives Touchpanel nach Anspruch 3, wobei der Controller so konfiguriert ist, das er danach den zweiten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert und den ersten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatet.
Kapazitives Touchpanel nach Anspruch 4, wobei der Controller so konfiguriert ist, dass er die Sense-Leitungen liest, wenn der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert ist und der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatend ist.
Kapazitives Touchpanel nach Anspruch 5, wobei der Controller so konfiguriert ist, dass er die Sense-Leitungen erneut abliest, wenn der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert ist und der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatend ist.
Prozess zum Prüfen eines kapazitiven Touchpanels, das Drive-Leitungen aufweist, die nebeneinander angeordnet sind, und Sense-Leitungen aufweist, die nebeneinander quer zu den Drive-Leitungen angeordnet sind, wobei der Prozess Folgendes aufweist: Ansteuern wenigstens einer ersten Drive-Leitung der Drive-Leitungen, während die restlichen Drive-Leitungen gefloatet werden; und Ablesen der Sense-Leitungen zum Feststellen wenigstens eines von einem Vorhandensein oder einem Nichtvorhandensein eines Kurzschlusses oder eines offenen Stromkreises zwischen der angesteuerten Drive-Leitung und einer benachbarten Drive-Leitung der restlichen Drive-Leitungen.
Prozess nach Anspruch 7, der des Weiteren das Aktivieren von wenigstens einigen der Sense-Leitungen umfasst, während die anderen Sense-Leitungen der Sense-Leitungen gefloatet werden, und zwar in einer oder mehreren unterschiedlichen Kombinationen, und das Ablesen der Sense-Leitungen für das Erkennen eines Kurzschlusses zwischen zwei oder mehreren der Sense-Leitungen umfasst.
Prozess nach Anspruch 8, wobei das Aktivieren von wenigstens einigen der Sense-Leitungen, während andere der Sense-Leitungen gefloatet werden, und zwar in einer oder mehreren unterschiedlichen Kombinationen, das Aktivieren eines ersten Satzes von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen und das Floaten eines zweiten Satzes von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen umfasst.
Prozess nach Anspruch 9, wobei das Aktivieren von wenigstens einigen der Sense-Leitungen, während. andere der Sense-Leitungen gefloatet werden, und zwar in einer oder mehreren unterschiedlichen Kombinationen, des Weiteren danach das Aktivieren des zweiten Satzes von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen und das Floaten des ersten Satzes von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen umfasst.
Prozess nach Anspruch 10, wobei das Ablesen der Sense-Leitungen für das Erkennen eines Kurzschlusses zwischen zwei oder mehreren der Sense-Leitungen das Ablesen der Sense-Leitungen ein erstes Mal umfasst, wenn der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert ist und der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatend ist.
Prozess nach Anspruch 11, wobei das Ablesen der Sense-Leitungen für das Erkennen eines Kurzschlusses zwischen zwei oder mehreren der Sense-Leitungen das Ablesen der Sense-Leitungen ein zweites Mal umfasst, wenn der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert ist und der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatend ist.
Prozess nach Anspruch 11, der des Weiteren das Ermitteln einer Position des Kurzschlusses zwischen den wenigstens zwei Sense-Leitungen der Sense-Leitungen durch das Vergleich der Signale, die aus den Sense-Leitungen das erste Mal ausgelesen wurden, mit den Signalen umfasst, die aus den Sense-Leitungen das zweite Mal ausgelesen wurden.
Prüfsystem, das für das Prüfen eines kapazitiven Touchpanels konfiguriert ist, welches Drive-Leitungen, die nebeneinander angeordnet sind, und Sense-Leitungen aufweist, die nebeneinander quer zu den Drive-Leitungen angeordnet sind, wobei das Prüfsystem Folgendes aufweist: einen Speicher, der betreibbar ist, um ein oder mehrere Module zu speichern; und einen Prozessor, der betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um: zu bewirken, dass ein Controller, der mit der Vielzahl von Drive-Leitungen und der Vielzahl von Sense-Leitungen gekoppelt ist, wenigstens eine erste Drive-Leitung der Drive-Leitungen ansteuert, während er die restlichen Drive-Leitungen floatet; und um zu bewirken, dass der Controller die Sense-Leitungen abliest, um wenigstens eines von einem Vorhandensein oder einem Nichtvorhandensein eines Kurzschlusses oder eines offenen Stromkreises zwischen der angesteuerten Drive-Leitung und einer benachbarten Drive-Leitung der restlichen Drive-Leitungen zu erkennen.
Prüfsystem nach Anspruch 14, wobei der Prozessor betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um zu bewirken, dass der Controller wenigstens einige der Sense-Leitungen aktiviert, während er andere der Sense-Leitungen floatet, und zwar in einer oder mehreren unterschiedlichen Kombinationen, und dass er die Sense-Leitungen für das Erkennen eines Kurzschlusses zwischen zwei oder mehreren der Sense-Leitungen abliest.
Prüfsystem nach Anspruch 15, wobei der Prozessor betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um zu bewirken, dass der Controller einen ersten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert und einen zweiten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatet.
Prüfsystem nach Anspruch 16, wobei der Prozessor betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um zu bewirken, dass der Controller danach den zweiten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert und den ersten Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatet.
Prüfsystem nach Anspruch 17, wobei der Prozessor betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um zu bewirken, dass der Controller die Sense-Leitungen ein erstes Mal abliest, wenn der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert ist und der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatend ist.
Prüfsystem nach Anspruch 18, wobei der Prozessor betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um zu bewirken, dass der Controller die Sense-Leitungen ein zweites Mal abliest, wenn der zweite Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen aktiviert ist und der erste Satz von alternierenden Sense-Leitungen der Sense-Leitungen floatend ist.
Prüfsystem nach Anspruch 19, wobei der Prozessor betreibbar ist, um das eine oder die mehreren Module auszuführen, um eine Position eines Kurzschlusses zwischen diesen wenigstens zwei der Sense-Leitungen zu ermitteln, indem die Signale, die aus den Sense-Leitungen das erste Mal ausgelesen wurden, mit den Signalen verglichen werden, die aus den Sense-Leitungen das zweite Mal ausgelesen wurden.