DE102013215800A1 - Aktiver Eingabestift mit passiven Gegenkapazitätsmessungen - Google Patents

Aktiver Eingabestift mit passiven Gegenkapazitätsmessungen Download PDF

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Luben H. Hristov
Trond J. Pedersen
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Abstract

Eine Vorrichtung umfasst eine Erfassungseinheit, die betrieben werden kann, um eine Vielzahl von ersten Signalen zu erfassen, die auf einer oder mehreren vertikalen Leitungen und auf einer oder mehreren horizontalen Leitungen eines Berührungssensors gesendet werden, wobei die eine oder die mehreren vertikalen Leitungen und die eine oder die mehreren horizontalen Leitungen betrieben werden können, um die Vielzahl von ersten Signalen zu treiben. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine Treibereinheit, die betrieben werden kann, um in Antwort darauf, dass die Erfassungseinheit wenigstens eines aus der Vielzahl von ersten Signalen erfasst, ein zweites Signal zu der einen oder den mehreren vertikalen Leitungen und zu der einen oder den mehreren horizontalen Leitungen zu senden, wobei das zweite Signal eine effektive Ladung der einen oder der mehreren vertikalen Leitungen und der einen oder der mehren horizontalen Leitungen ändert.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft allgemein die Berührungsbildschirmtechnik.
  • Stand der Technik
  • Ein Berührungssensor kann das Vorhandensein und die Position einer Berührung oder die Nähe eines Objekts (wie etwa eines Fingers eines Benutzers oder eines Eingabestifts) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors erfassen, der zum Beispiel über einen Anzeigebildschirm gelegt ist. Bei einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung ermöglicht der Berührungssensor, dass ein Benutzer direkt mit dem Anzeigeinhalt auf dem Bildschirm anstatt indirekt über eine Maus oder ein Touchpad interagiert. Ein Berührungssensor kann an einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem PDA, einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienwiedergabegerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Infoterminal, einem Verkaufsautomaten oder einem anderen geeigneten Gerät angebracht oder als ein Teil desselben vorgesehen sein. Auch ein Steuerpaneel an einem Haushaltsgerät oder einem anderen Gerät kann einen Berührungssensor enthalten.
  • Es gibt verschiedene Typen von Berührungssensoren wie etwa resistive Berührungsbildschirme, akustische Oberflächenwellen-Berührungsbildschirme und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann sich auch auf einen Berührungsbildschirm beziehen und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche eines kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder sich derselben nähert, tritt eine Änderung in der Kapazität in dem Berührungsbildschirm an der Position der Berührung oder Näherung auf. Eine Berührungssensor-Steuereinrichtung kann die Änderung in der Kapazität verarbeiten, um deren Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen beispielhaften Berührungssensor.
  • 2 zeigt einen beispielhaften aktiven Eingabestift in Verbindung mit einem Berührungssensorgerät.
  • 3 zeigt einen beispielhaften aktiven Eingabestift.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren für die Kommunikation zwischen einem aktiven Eingabestift und einem Berührungssensorgerät.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Zeitdiagramm zu der Kommunikation zwischen einem aktiven Eingabestift und einem Berührungssensorgerät.
  • Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • In bestimmten Implementierungen eines Berührungssensors kann der Berührungssensor konfiguriert sein, um die Position eines aktiven Eingabestifts in Nachbarschaft zu dem Berührungssensor zu erfassen und/oder zu verfolgen. Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen eines Berührungssensors und eines aktiven Eingabestifts beschrieben. In bestimmten Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift mit einem Berührungssensor unter Verwendung von passiven Gegenkapazitätsmessungen durch den Berührungssensor interagieren. Der Berührungssensor kann in zwei Modi betrieben werden, nämlich in einem Modus, in dem der Berührungssensor ein Signal auf den horizontalen und vertikalen Elektrodenleitungen des Berührungssensors treibt, und in einem Modus, in dem der Berührungssensor passive Gegenkapazitätsmessungen der horizontalen und vertikalen Elektroden vornimmt. Der aktive Eingabestift kann entsprechend in zwei Modi betrieben werden, nämlich in einem Modus, in dem der aktive Eingabestift ein Treibersignal an der Spitze des aktiven Eingabestifts erfasst, und in einem Modus, in dem der aktive Eingabestift eine Spannung an der Spitze des aktiven Eingabestifts aktiviert. Wenn der aktive Eingabestift das Treibersignal erfasst, kann der aktive Eingabestift in Antwort darauf die Spannung aktivieren. Nach dem Senden des Treibersignals kann der Berührungssensor damit beginnen, passive Gegenkapazitätsmessungen der horizontalen und vertikalen Elektroden vorzunehmen. Auf der Basis der Wirkung der Spannung auf die passiven Gegenkapazitätsmessungen kann der Berührungssensor die Position des aktiven Eingabestifts relativ zu einer Kreuzung einer horizontalen Elektrode mit einer vertikalen Elektrode bestimmen. Beispielhafte Ausführungsformen eines Berührungssensors und eines aktiven Eingabestifts sowie die technischen Vorteile verschiedener Ausführungsformen werden weiter unten mit Bezug auf 1 bis 5 ausführlich beschrieben.
  • 1 zeigt einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensor-Steuereinrichtung 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 können das Vorhandensein und die Position einer Berührung oder die Nähe eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 erfassen. Im Folgenden kann sich eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor sowohl auf den Berührungssensor als auch auf die assoziierte Berührungssensor-Steuereinrichtung beziehen. Entsprechend kann sich eine Bezugnahme auf eine Berührungssensor-Steuereinrichtung sowohl auf die Berührungssensor-Steuereinrichtung als auch auf den assoziierten Berührungssensor beziehen. Der Berührungssensor 10 kann in bestimmten Ausführungsformen einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche umfassen. Der Berührungssensor 10 kann eine Anordnung von Treiber- und Messelektroden (oder eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs) auf einem oder mehreren Substraten, die aus einem dielektrischen Material ausgebildet sein können, umfassen. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann sich sowohl auf die Elektroden des Berührungssensors als auch auf das oder die Substrate, auf denen die Elektroden angeordnet sind, beziehen. Alternativ dazu kann sich eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor auf die Elektroden des Berührungssensors, aber nicht auf das oder die Substrate, auf denen die Elektroden angeordnet sind, beziehen.
  • Eine Elektrode (wobei es sich um eine Erdungselektrode, eine Schutzelektrode, eine Treiberelektrode oder eine Messelektrode handeln kann) kann durch einen Bereich aus einem leitenden Material in einer Form wie etwa einem Kreis, einem Quadrat, einem Rechteck, einer dünnen Linie oder einer anderen geeigneten Form oder einer geeigneten Kombination aus denselben gebildet werden. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten des leitenden Materials können (wenigstens teilweise) die Form einer Elektrode bestimmen, wobei die Fläche der Form (wenigstens teilweise) durch diese Schnitte begrenzt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche der Form einnehmen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) ausgebildet sein, wobei das ITO der Elektrode ungefähr 100% der Fläche der Form einnehmen kann (dies wird gelegentlich auch als 100%-Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode wesentlich weniger als 100% der Fläche der Form einnehmen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus dünnen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material (FLM) wie etwa Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberbasierten Material bestehen, wobei die dünnen Linien aus einem leitenden Material ungefähr 5% der Fläche der Form in einem schraffierten, netzartigen oder anderen geeigneten Muster einnehmen können. Eine Bezugnahme auf FLM kann sich auf ein derartiges Material beziehen. Es werden hier bestimmte Elektroden aus einem bestimmten leitenden Material beschrieben, die bestimmte Formen mit bestimmten Füllungsprozentsätzen in bestimmten Mustern bilden, wobei gemäß der Erfindung aber auch beliebige andere, geeignete Elektroden aus einem beliebigen, geeigneten leitenden Material verwendet werden können, die beliebige Formen mit beliebigen Füllungsprozentsätzen in beliebigen Mustern bilden können.
  • In bestimmten Ausführungsformen können die Formen der Elektroden (oder anderen Elemente) eines Berührungssensors ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors vollständig oder teilweise bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie etwa der leitenden Materialien, der Füllungen oder der Muster in den Formen) können ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors vollständig oder teilweise bilden. Ein oder mehrere der Makromerkmale eines Berührungssensors können eine oder mehrere Eigenschaften seiner Funktion bestimmen, und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors wie etwa die Durchlässigkeit, die Brechung oder die Reflexion bestimmen.
  • Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder die mehreren Substrate) und das leitende Material der Treiber- oder Messelektroden des Berührungssensors 10 enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Kleber (OCA) unter einem Deckpaneel umfassen. Das Deckpaneel kann klar sein und kann aus einem elastischen Material ausgebildet sein, das für eine wiederholte Berührung geeignet ist, wobei es sich zum Beispiel um Glas, Polycarbonat oder Poly(methylmethacrylat) (PMMA) handeln kann. Gemäß der Erfindung kann ein beliebiges Deckpaneel aus einem beliebigen, geeigneten Material verwendet werden. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Deckpaneel und dem Substrat angeordnet sein, wobei das leitende Material die Treiber- oder Messelektroden bildet. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet ist, das demjenigen des Substrats mit dem leitenden Material für die Treiber- oder Messelektroden ähnlich ist) umfassen. Alternativ hierzu kann eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht aufgetragen werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitenden Material für die Treiber- oder Messelektroden und der dielektrischen Schicht angeordnet sein; und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt zu einem Display eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Deckpaneel eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweisen, kann die erste Schicht aus OCA eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen, kann das Substrat mit dem leitenden Material für die Treiber- und Messelektroden eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen, kann die zweite Schicht aus OCA eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen und kann die dielektrische Schicht eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen. Es wird hier ein bestimmter mechanischer Stapel mit einer bestimmten Anzahl von bestimmten Schichten aus bestimmten Materialien und mit bestimmten Dicken beschrieben, wobei gemäß der Erfindung jedoch auch ein beliebiger anderer, geeigneter mechanischer Stapel mit einer beliebigen, geeigneten Anzahl von beliebigen, geeigneten Schichten aus beliebigen, geeigneten Materialien und mit beliebigen, geeigneten Dicken verwendet werden kann. Zum Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus einem Kleber oder einem dielektrischen Material anstelle der dielektrischen Schicht, der zweiten Schicht aus OCA und dem oben genannten Luftspalt vorgesehen sein, wobei in diesem Fall kein Luftspalt zu dem Display vorhanden ist.
  • Ein oder mehrere Teile des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet sein. Gemäß der Erfindung kann jedoch auch ein beliebiges anderes, geeignetes Substrat verwendet werden, in dem beliebige, geeignete Teile aus einem beliebigen, geeigneten Material ausgebildet sein können. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiber- oder Messelektroden in dem Berührungssensor 10 vollständig oder teilweise aus ITO ausgebildet sein. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiber- oder Messelektroden in dem Berührungssensor 10 aus dünnen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material ausgebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Teile des leitenden Materials aus Kupfer oder einem kupferbasierten Material ausgebildet sein und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Teile des leitenden Materials aus Silber oder einem silberbasierten Material ausgebildet sein und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen. Gemäß der Erfindung können aber auch beliebige andere, geeignete Elektroden aus einem beliebigen, geeigneten Material verwendet werden.
  • Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form von Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 eine Anordnung aus Treiber- und Messelektroden umfassen, die eine Anordnung von kapazitiven Knoten bilden. Eine Treiberelektrode und eine Messelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Treiber- und Messelektroden des kapazitiven Knotens können einander nahe kommen, stellen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander her. Statt dessen sind die Treiber- und Messelektroden über einen dazwischen liegenden Zwischenraum kapazitiv miteinander gekoppelt. Eine Puls- oder Wechselspannung, die an der Treiberelektrode (durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12) angelegt wird, kann eine Ladung an der Messelektrode induzieren, wobei die induzierte Ladungsmenge einem externen Einfluss (wie etwa einer Berührung oder der Nähe eines Objekts) unterliegen kann. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in die Nähe desselben gelangt, kann eine Kapazitätsänderung an dem kapazitiven Knoten auftreten, wobei die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Kapazitätsänderung messen kann. Durch das Messen von Kapazitätsänderungen über die gesamte Anordnung kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Position der Berührung oder Näherung in dem oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 bestimmen.
  • Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs umfassen, die jeweils einen kapazitiven Knoten bilden können. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in die Nähe desselben gelangt, kann eine Änderung in der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten, wobei die Steuereinrichtung 12 die Kapazitätsänderung zum Beispiel als eine Änderung der Ladungsmenge messen kann, die zum Heben der Spannung an dem kapazitiven Knoten um eine vorbestimmte Größe erforderlich ist. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann die Steuereinrichtung 12 durch das Messen von Kapazitätsänderungen über die gesamte Anordnung die Position der Berührung oder Näherung in dem oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 bestimmen. Gemäß der Erfindung kann aber auch eine beliebige andere, geeignete Form von kapazitiver Berührungserfassung verwendet werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Treiberelektroden gemeinsam eine Treiberleitung bilden, die sich horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen anderen, geeigneten Ausrichtung erstreckt. Entsprechend können eine oder mehrere Messelektroden gemeinsam eine Messleitung bilden, die sich horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen anderen, geeigneten Ausrichtung erstreckt. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiberleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Messleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Treiberleitung kann sich auch auf eine oder mehrere Treiberelektroden in der Treiberleitung beziehen oder umgekehrt. Entsprechend kann sich eine Bezugnahme auf eine Messleitung auch auf eine oder mehrere Messelektroden in der Messleitung beziehen oder umgekehrt.
  • Der Berührungssensor 10 kann Treiber- und Messelektroden aufweisen, die in einem Muster auf einer Seite eines einzelnen Substrats angeordnet sind. Bei einer derartigen Konfiguration kann ein Paar von Treiber- und Messelektroden, die über einen dazwischen liegenden Zwischenraum kapazitiv miteinander gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Für eine Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden eines einzelnen Typs in einem Muster auf einem einzelnen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den in einem Muster auf einer Seite eines einzelnen Substrats angeordneten Treiber- und Messelektroden kann der Berührungssensor 10 Treiberelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Messelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, umfassen. Außerdem kann der Berührungssensor 10 Treiberelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Messelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind, umfassen. Bei derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzung aus einer Treiberelektrode und einer Messelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Eine derartige Kreuzung kann eine Position sein, an der die Treiber- und die Messelektrode einander „kreuzen” oder sich in ihren jeweiligen Ebenen am nächsten kommen. Die Treiber- und Messelektroden stellen keinen elektrischen Kontakt miteinander her, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzung kapazitiv miteinander gekoppelt. Es werden hier bestimmte Konfigurationen von bestimmten Elektroden zum Bilden von bestimmten Knoten beschrieben, wobei gemäß der Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Konfiguration aus beliebigen, geeigneten Elektroden zum Bilden von beliebigen, geeigneten Knoten verwendet werden kann. Außerdem können gemäß der Erfindung beliebige, geeignete Elektroden verwendet werden, die auf einer beliebigen, geeigneten Anzahl von beliebigen, geeigneten Substraten in beliebigen, geeigneten Mustern angeordnet sind.
  • Wie oben beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- oder Näherungseingabe an der Position des kapazitiven Knotens angeben. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um das Vorhandensein und die Position der Berührungs- oder Näherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann dann Informationen bezüglich der Berührungs- oder Näherungseingabe zu einer oder mehreren anderen Komponenten (wie etwa einer oder mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts leiten, das einen Berührungssensor 10 und eine Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 umfasst, die auf die Berührungs- oder Näherungseingabe reagieren können, indem sie eine damit assoziierte Funktion des Geräts (oder eine auf dem Gerät ausgeführte Anwendung) einleiten. Es wird hier eine bestimmte Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer bestimmten Funktion mit Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschrieben, wobei gemäß der Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer beliebigen, geeigneten Funktion mit Bezug auf ein beliebiges, geeignetes Gerät und einen beliebigen, geeigneten Berührungssensor verwendet werden kann.
  • Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann eine oder mehrere integrierte Schaltkreise (ICs) wie etwa allgemeine Mikroprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare logische Einrichtungen (PLDs) oder programmierbare logische Anordnungen (PLAs) und anwendungsspezifische ICs (ASICs) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 einen analogen Schaltungsaufbau, eine digitale Logik und einen digitalen, nicht-flüchtigen Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 auf einer flexiblen Leiterplatte (FPC) angeordnet, die wie weiter unten beschrieben mit dem Substrat des Berührungssensors 10 verbunden ist. Die FPC kann aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen sind mehrere Berührungssensor-Steuereinrichtungen 12 auf der FPC angeordnet. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann eine Prozessoreinheit, eine Treibereinheit, eine Messeinheit und eine Speichereinheit umfassen. Die Treibereinheit kann Treibersignale zu den Treiberelektroden des Berührungssensors 10 zuführen. Die Messeinheit kann die Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 messen und kann Messsignale, die die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten wiedergeben, zu der Prozessoreinheit führen. Die Prozessoreinheit kann die Zufuhr der Treibersignale zu den Treiberelektroden durch die Treibereinheit steuern und Messsignale von der Messeinheit verarbeiten, um das Vorhandensein und die Position einer Berührungs- oder Näherungseingabe innerhalb des oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 zu erfassen und zu verarbeiten. Die Prozessoreinheit kann außerdem Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Näherungseingabe innerhalb des oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann eine Programmierung für die Ausführung durch die Prozessoreinheit einschließlich einer Programmierung zum Steuern der Treibereinheit für das Zuführen von Treibersignalen zu den Treiberelektroden, einer Programmierung zum Verarbeiten von Messsignalen aus der Messeinheit und anderen geeigneten Programmierungen speichern. Es wird hier eine bestimmte Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer bestimmten Implementierung und bestimmten Komponenten beschrieben, wobei die Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer beliebigen, geeigneten Implementierung und beliebigen, geeigneten Komponenten verwenden kann.
  • Leiterbahnen 14 aus einem leitenden Material, die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind, können die Treiber- oder Messelektroden des Berührungssensors 10 mit Verbindungsinseln 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie weiter unten beschrieben, sorgen die Verbindungsinseln 16 für eine Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in und um (z. B. an den Rändern) der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Treiberverbindungen für eine Verbindung der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit den Treiberelektroden des Berührungssensors 10 vorsehen, über welche die Treibereinheit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 Treibersignale zu den Treiberelektroden zuführen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Messverbindungen für die Verbindung der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit den Messelektroden des Berührungssensors 10 vorsehen, über welche die Messeinheit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 messen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus feinen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material ausgebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitende Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder ein kupferbasiertes Material sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger aufweisen. In einem anderen Beispiel kann das leitende Material der Leiterbahnen 14 Silber oder ein silberbasiertes Material sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 vollständig oder teilweise aus ITO zusätzlich oder alternativ zu den feinen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material ausgebildet sein. Es werden hier bestimmte Leiterbahnen aus bestimmten Materialien und mit bestimmten Breiten beschrieben, wobei die Erfindung jedoch auch beliebige andere, geeignete Leiterbahnen aus beliebigen, geeigneten Materialien und mit beliebigen, geeigneten Breiten verwenden kann. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 eine oder mehrere Erdungsleitungen umfassen, die an einem Erdungsanschluss (der eine Verbindungsinsel 16 sein kann) an einem Rand des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich wie die Leiterbahnen 14) enden.
  • Verbindungsinseln 16 können entlang einer oder mehrerer Ränder des Substrats außerhalb des oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie weiter oben beschrieben, kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Verbindungsinseln 16 können aus demselben Material wie die Leiterbahnen 14 ausgebildet sein und können unter Verwendung eines anisotropischen, leitenden Films (ACF) mit der FPC verbunden sein. Eine Verbindung 18 kann leitende Linien auf der FPC umfassen, die die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit Verbindungsinseln 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit den Leiterbahnen 14 und mit den Treiber- oder Messelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Verbindungsinseln 16 mit einem elektromechanischen Stecker (wie etwa einem Draht-Leiterplatten-Stecker, für den keine Einsteckkraft aufgewendet werden muss) verbunden werden, wobei in dieser Ausführungsform die Verbindung 18 keine FPC umfassen muss. Die Erfindung kann aber auch eine beliebige andere, geeignete Verbindung 18 zwischen der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 und dem Berührungssensor 10 verwenden.
  • Der Berührungssensor 10 kann mit einem Berührungsobjekt wie etwa einem aktiven Eingabestift auf beliebige geeignete Weise interagieren. Ein bestimmter aktiver Eingabestift kann konfiguriert sein, um eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten eines Berührungssensors 10 zu verursachen. Die durch den aktiven Eingabestift induzierte Kapazitätsänderung kann eine Berührung durch zum Beispiel einen menschlichen Finger nachahmen. Wenn also der Prozessor veranlasst, dass die Treibereinheit Treibersignale zu einer oder mehreren der Treiberelektroden zuführt, kann ein aktiver Eingabestift den Impuls erfassen und antworten, indem er eine Ladung an einem kapazitiven Knoten in Nachbarschaft zu dem aktiven Eingabestift injiziert. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann die Kapazitätsänderung messen, um die Position des aktiven Eingabestifts zu erfassen und/oder zu verfolgen.
  • In einer bestimmten Implementierung des Berührungssensors 10 kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 nacheinander Impulse auf horizontalen Treiberleitungen steuern, sodass eine bestimmte horizontale Treiberleitung zu einem bestimmten Zeitpunkt pulsen kann. Der aktive Eingabestift kann die Flanke des Impulses auf der bestimmten horizontalen Treiberleitung erfassen und eine Amplitude des in einer Spitze des aktiven Eingabestifts induzierten Impulses bestimmen. In Antwort darauf kann der aktive Eingabestift einen Impuls mit einer hohen Spannung an der Eingabestiftspitze senden. Der aktive Eingabestift kann die Amplitude des Impulses auf der Basis der Amplitude des in der Eingabestiftspitze durch die bestimmte horizontale Treiberleitung induzierten Impulses modulieren. Der durch die aktive Eingabestiftspitze gesendete Impuls kann die effektive Ladung von kapazitiven Knoten in Nachbarschaft zu dem aktiven Eingabestift reduzieren. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung kann die resultierende effektive Ladung an den vertikalen Messleitungen erfassen und kann durch eine Koordination der bekannten Position des Impulses der horizontalen Treiberleitung mit der effektiven Ladung an den vertikalen Messleitungen die Position des aktiven Eingabestifts bestimmen.
  • Eine Modulation des durch den aktiven Eingabestifts gesendeten Impulses kann durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung erfasst werden, um eine Bestimmung der Position des aktiven Eingabestifts zu vereinfachen. Wenn sich der aktive Eingabestift zum Beispiel in einer Richtung parallel zu den vertikalen Messleitungen bewegt, kann ein moduliertes Signal in Antwort auf die Amplitude des durch den aktiven Eingabestift erfassten Treiberleitungssignals gestatten, dass die Berührungsbildschirm-Steuereinrichtung die relative vertikale Distanz des aktiven Eingabestifts von einer bestimmten horizontalen Treiberleitung bestimmt. Die Modulation der Signalausgabe durch den aktiven Eingabestift kann die Genauigkeit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 erhöhen. Um dies zu bewerkstelligen, kann der aktive Eingabestift eine Erfassungsschaltung enthalten, die die Amplitude der Treiberleitungsimpulse erfasst und den an der Eingabestiftspitze ausgegebenen Impuls in Antwort auf die Amplitude des erfassten Treiberleitungsimpulses moduliert.
  • In einigen Implementierungen kann es jedoch wünschenswert sein, eine derartige Amplitudenerfassungs- und Modulationsschaltung in dem aktiven Eingabestift für andere Zwecke zu verwenden oder vollständig auf dieselbe zu verzichten. Weiter unten wird mit Bezug auf 2 bis 5 ein aktiver Eingabestift beschrieben, der mit einem Berührungssensor unter Verwendung von Gegenkapazitätsmessungen durch den Berührungssensor interagieren kann. In einer Implementierung mit passiven Gegenkapazitätsmessungen kann in einigen Ausführungsformen ein aktiver Eingabestift vorgesehen werden, der keinen Schaltungsaufbau zum Erfassen der Amplitude eines Treiberleitungssignals und zum Modulieren der Amplitude des ausgegebenen Impulses in Antwort auf die Amplitude des erfassten Treiberleitungssignals aufweist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der hier beschriebene aktive Eingabestift seine Ausgabe modulieren, um andere Informationen wie etwa Druckinformationen und/oder Neigungswinkelinformationen an die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 zu senden.
  • 2 zeigt einen beispielhaften aktiven Eingabestift 30 mit einem Berührungssensor 10 und einer Berührungssensor-Steuereinrichtung 12. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann die Position eines aktiven Eingabestifts 30 unter Verwendung von passiven Gegenkapazitätsmessungen erfassen. Der Berührungssensor 10 umfasst eine Anordnung aus Treiber- und Messelektroden X0...XN und Y0...YN. Horizontale Leitungen X0...XN können Elektroden wiedergeben, die für den Betrieb als Treiberleitungen und Messleitungen konfiguriert sind. Vertikale Leitungen Y0...YN können Elektroden wiedergeben, die für den Betrieb als Treiberleitungen und Messleitungen konfiguriert sind. Es werden hier eine bestimmte Ausrichtung und Geometrie beschrieben, wobei der Berührungssensor 10 jedoch auch mit einem beliebigen anderen Muster und einer beliebigen anderen Geometrie wie etwa den weiter oben genannten schraffierten und/oder netzartigen Mustern konfiguriert sein kann.
  • Der aktive Eingabestift 30 umfasst eine Eingabestiftspitze 34 und eine elektronische Schaltung 32. Die Eingabestiftspitze 34 des aktiven Eingabestifts 30 umfasst eine beliebige geeignete Kombination von Komponenten und/oder Schaltungen zum Erfassen eines Impulssignals, das auf einer oder mehreren der horizontalen Leitungen X0...XN und/oder vertikalen Leitungen Y0...YN übertragen wird. Die elektronische Schaltung 32 umfasst eine beliebige geeignete Kombination von Komponenten und/oder Schaltungen zum Erfassen des durch die Eingabestiftspitze 34 erfassten Impulssignals und zum Antworten durch das Senden eines entsprechenden Signals an der Eingabestiftspitze 34. In einigen Ausführungsformen umfasst die elektronische Schaltung 32 eine Timing-Schaltung und andere Komponenten zum Synchronisieren der Ausgabe des entsprechenden Signals an der Eingabestiftspitze 34, sodass die Signalausgabe durch die Eingabestiftspitze 34 zu einem durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 erwarteten Zeitpunkt stattfindet. Eine Ausführungsform des aktiven Eingabestifts 30 wird weiter unten ausführlicher mit Bezug auf 3 erläutert.
  • Der aktive Eingabestift 30 kann kapazitiv und/oder galvanisch mit einem Bediener gekoppelt sein, der mit dem Berührungsbildschirm interagiert. Der Bediener kann kapazitiv (CG1) und/oder galvanisch mit der Erde gekoppelt sein. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann auch kapazitiv (CG2) und/oder galvanisch mit der Erde gekoppelt sein. Dementsprechend kann ein durch die Eingabestiftspitze 34 und/oder die elektronische Schaltung 32 erzeugter Impuls an den Elektroden des Berührungssensors 10 wie etwa an einer oder mehreren der horizontalen Leitungen X0...XN und an einer oder mehreren vertikalen Leitungen Y0...YN empfangen werden. Der aktive Eingabestift 30 kann auch kapazitiv mit einer oder mehreren Elektroden des Berührungssensors 10 in Nachbarschaft zu der Eingabestiftspitze 34 gekoppelt sein. Wie gezeigt, befindet sich der aktive Eingabestift 30 in Nachbarschaft zu der horizontalen Leitung X0 und der vertikalen Leitung Y1, was in den Kapazitäten CX0 und CY1 resultiert. Aufgrund eines Ladungsausgleichs kann ein Spannungsimpuls an der Eingabestiftspitze eine entsprechende Änderung in der Ladung an den Elektroden des Berührungssensors 10 zur Folge haben. Zum Beispiel kann ein entsprechender hoher Spannungsimpuls eine Verminderung der Ladung an den Elektroden X0 und Y1 zur Folge haben.
  • Während des Betriebs kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die horizontalen Leitungen X0...XN und die vertikalen Leitungen Y0...YN gemäß bestimmten Betriebsmodi steuern. In einem Modus können die horizontalen Leitungen X0...XN und die vertikalen Leitungen Y0...YN als Treiberleitungen funktionieren. Dieser Modus kann als ein Leitungsaktivmodus bezeichnet werden. In einem zweiten Modus können die horizontalen Leitungen X0...XN und die vertikalen Leitungen Y0...YN als Messleitungen funktionieren. Dieser Modus kann als ein Leitungsmessmodus bezeichnet werden.
  • In dem Leitungsaktivmodus kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 ein Treibersignal 70 auf allen oder im Wesentlichen allen horizontalen Leitungen X0...XN und vertikalen Leitungen Y0...YN senden. In einigen Ausführungsformen kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 einen Teilsatz der horizontalen Leitungen X0...XN und der vertikalen Leitungen Y0...YN für das Senden des Treibersignals 70 auswählen. Die auf den Elektroden des Berührungssensors 10 gesendeten Treibersignale 70 können synchronisierte Signalspitzen sein. Die Treibersignale 70 können im Wesentlichen gleichzeitig gesendet werden und/oder im Wesentlichen dieselbe Wellenform auf jeder der Leitungen aufweisen. Jedes der Treibersignale 70 kann also gesammelt als ein einzelnes synchronisiertes Impulssignal wirken. Außerdem können die Treibersignale 70 in einigen Ausführungsformen als ein Synchronisierungssignal verwendet werden, das die Timing-Sequenz zwischen der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 und der Timing-Schaltung des aktiven Eingabestifts 30 auslöst.
  • In Antwort auf das Erfassen des Treibersignals 70 geht der aktive Eingabestift 30 zu einem aktiven Ausgabemodus über und sendet einen Impuls an der Eingabestiftspitze 34. Nach dem Senden des Treibersignals auf den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Elektroden zu dem Leitungsmessmodus versetzen. Dabei können alle Messleitungen schweben. Wenn die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 zum Beispiel nicht auf allen Leitungen misst, sollten die nicht gemessenen Leitungen auf der Erde oder einer konstanten Spannung gehalten werden.
  • In dem Leitungsmessmodus erfasst die Berührungssensor-Steuereinrichtung die effektive Ladung an jeder der X- und Y-Leitungen. Die Ladung kann nach einer vorbestimmten Zeitdauer erfasst werden. Die vorbestimmte Zeitdauer kann derart berechnet werden, dass der aktive Eingabestift 30 über eine ausreichende Zeit zum Erfassen des Treibersignals 70 verfügt, der Spannungsimpuls an der Eingabestiftspitze 34 bereitgestellt werden kann und/oder die effektive Ladung zu den Elektroden des Berührungssensors 10 in Nachbarschaft zu der aktiven Eingabestiftspitze 34 wie etwa den Elektroden X0 und Y1 in dem gezeigten Beispiel übertragen werden kann. Weitere Ausführungsformen mit beispielhaften Timing-Sequenzen zwischen dem aktiven Eingabestift 30 und der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 werden weiter unten mit Bezug auf 4 und 5 erläutert.
  • Der Impuls an der Eingabespitze 34 des aktiven Eingabestifts 30 hat zur Folge, dass sich die Ladung an Elektroden in Nachbarschaft zu der Eingabestiftspitze 34 vermindert. In der gezeigten Ausführungsform befindet sich der aktive Eingabestift 30 in der Nähe der Kreuzung der X0- und Y1-Leitungen. Die Kurve 72 zeigt die resultierende Ladungsverminderung an der X0-Leitung, und die Kurve 74 zeigt die resultierende Ladungsverminderung an der Y1-Leitung. Die Verminderung der effektiven Ladung kann durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 bestimmt werden, um die Position des aktiven Eingabestifts 30 zu bestimmen.
  • Nach Ablauf einer fixen Zeitdauer nach dem Senden des Treibersignals 70 kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 bestimmen, die Ladung an den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN zu erfassen. Die Ladungen an den Leitungen können auf beliebige, geeignete Weise erfasst und/oder analysiert werden. Zum Beispiel kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 eine oder mehrere Integratoren enthalten und/oder mit denselben verbunden sein, die ein gewichtetes Mittel von Signalen auf den X-Leitungen und ein gewichtetes Mittel von Signalen auf den Y-Leitungen berechnen. Die gewichteten Mittel können analysiert werden, um eine Xn,Ym-Position des aktiven Eingabestifts 30 zu bestimmen. Nach Ablauf einer fixen Zeitdauer hinter der negativen Flanke des Treibersignals 70, während die Messleitungen schweben können, können die Integratoren der Messschaltung der Steuereinrichtung 12 eingeschaltet werden und kann die übertragene Ladung von dem Eingabestift zu der Integratorkapazität übertragen werden. Sobald die Integration abgeschlossen ist, kann die Messleitung mit der Erde verbunden werden. In einigen Ausführungsformen können die X-Leitungen durch einen Integrator integriert werden und können die Y-Leitungen durch einen anderen Integrator integriert werden.
  • Ein anderes Verfahren zum Erfassen der Ladung kann das Messen der Ladungen an jeder der Leitungen durch das Erfassen einer Spannungsspitze an den X-Y-Leitungen umfassen. In einem weiteren Beispiel wird ein Verfahren mit einer ausgeglichenen Position verwendet, um die minimale Position zwischen der linken Summe und der rechten Summe zu bestimmen.
  • Nachdem der Impuls während des Leitungsmesszustands erfasst wurde und die Position des aktiven Eingabestifts 30 bestimmt wurde, kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die horizontalen und vertikalen Leitungen zurück zu einem aktiven Leitungszustand versetzen, in dem das Treibersignal 70 gesendet wird, und kann der Prozess wiederholt werden.
  • Weil an den horizontalen und vertikalen Leitungen des Berührungssensors 10 gemessen werden kann, kann eine Anforderung zum Modulieren des Signals in Antwort auf die Amplitude des Treibersignals reduziert und/oder beseitigt werden. Dementsprechend kann ein technischer Vorteil darin gegeben sein, dass ein aktiver Eingabestift ohne eine Modulationshardware produziert werden kann, wodurch die Kosten reduziert werden und die Effizienz erhöht wird. Außerdem kann dadurch ein aktiver Eingabestift mit einem reduzierten Stromverbrauch und/oder einer längeren Akkulebensdauer als bei anderen Lösungen für aktive Eingabestifte erhalten werden. Ein weiterer technischer Vorteil kann darin gegeben sein, dass das Ausgabesignal eines aktiven Eingabestifts moduliert werden kann, um andere Informationen an die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 wie etwa den erfassten Neigungswinkel eines aktiven Eingabestifts, einen mit einem aktiven Eingabestift assoziierten Druck und/oder andere mit einem aktiven Eingabestift assoziierte Informationen zu übermitteln.
  • 3 zeigt einen beispielhaften aktiven Eingabestift 30. Wie gezeigt, enthält der aktive Eingabestift 30 eine elektronische Schaltung 32 und eine Eingabestiftspitze 34. Der aktive Eingabestift 30 kann außerdem eine beliebige Anzahl von Tasten, Schiebern, Indikatoren und/oder anderen Komponenten enthalten, die betätigt werden können, um eine Mensch-Maschine-Interaktion vorzusehen. Zum Beispiel kann der aktive Eingabestift 30 einen Winkelsensor zum Erfassen des Neigungswinkels und/oder einen Drucksensor zum Erfassen eines mit dem aktiven Eingabestift 30 assoziierten Drucks wie etwa des Drucks der Eingabestiftspitze 34 gegen den Berührungssensor 10 oder ein anderes Objekt umfassen. Allgemein erfasst der aktive Eingabestift 30 ein von dem Berührungssensor 10 gesendetes Treibersignal und sendet in Antwort darauf ein Ausgabesignal an der Eingabestiftspitze 34.
  • Die elektronische Schaltung 32 enthält eine Erfassungseinheit 36 und eine Treibereinheit 38. Die Erfassungseinheit 36 erfasst ein durch die Eingabestiftspitze 34 erfasstes Treibersignal, und die Treibereinheit 38 sendet ein Ausgabesignal an der Eingabestiftspitze 34. Die Erfassungseinheit 36 umfasst einen Hochimpedanzverstärker 40, der mit einem Flankendetektor 42 gekoppelt ist. Die Erfassungseinheit 36 wird verwendet, um auf den horizontalen und/oder vertikalen Elektroden des Berührungssensors 10 gesendete Treibersignale zu erfassen.
  • Die Treibereinheit 38 umfasst eine Timing-Schaltung 44, einen Oszillator 46, eine Hochspannungsquelle 48 und eine Batterie 50. Die Timing-Schaltung 44 ist mit dem Flankendetektor 42, dem Oszillator 46 und der Hochspannungsquelle 48 gekoppelt. Die Timing-Schaltung 44 ist mit einem Schaltkontakt einer Schalteinrichtung 52 verbunden. Die Timing-Schaltung 44 steuert das Timing von verschiedenen Ereignissen in dem aktiven Eingabestift 30 einschließlich von dessen Betriebsmodi und/oder der Timing-Sequenz. In einigen Ausführungsformen kann die Timing-Schaltung 44 eine Modulationsschaltung enthalten, die betrieben werden kann, um die Ausgabe der Hochspannungsquelle 48 zu modulieren. Der Oszillator 46 kann eine Takteingabe für die Timing-Schaltung 44 vorsehen. Die Timing-Schaltung 44 kann betrieben werden, um die Ausgabe der Hochspannungsquelle 48 zu modulieren und modulierte Signale an die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 zu senden, die Informationen wiedergeben, die von einem Neigungs-, Druck- und/oder anderen Sensor, der mit dem aktiven Eingabestift 30 assoziiert ist, empfangen werden.
  • Die Hochspannungsquelle 48 ist eine Schaltung, die betrieben werden kann, um eine Niederspannung von der Batterie zu einer Hochspannungs-Impulsausgabe an der Eingabestiftspitze 34 zu wandeln. Zum Beispiel kann die Hochspannungsquelle 48 in einigen Ausführungsformen eine Spannung von bis zu 20 V ausgeben. Es wird hier ein bestimmter Spannungswert genannt, wobei jedoch zu beachten ist, dass eine beliebige, geeignete Spannung verwendet werden kann, mit der die effektive Ladung von horizontalen und vertikalen Leitungen in Nachbarschaft zu der Eingabestiftspitze 34 vermindert werden kann. Die Schalteinrichtung 52 kann betrieben werden, um wahlweise die Hochspannung an der Eingabestiftspitze 34 in Antwort auf von der Timing-Schaltung 44 empfangende Signale auszugeben.
  • Während des Betriebs kann der aktive Eingabestift 30 in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden, die einen Messmodus und einen Aktivausgabemodus umfassen. Während sich der aktive Eingabestift 30 in dem Messmodus befindet, kann der Hochimpedanzverstärker 40 ein oder mehrere Signale erfassen, die zum Beispiel durch die horizontalen und vertikalen Leitungen des Berührungssensors 10 gesendet werden. Die Signale können zum Beispiel synchronisierte Signalspitzen sein, die auf den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN gesendet werden. Die synchronisierten Signalspitzen können wie weiter oben erläutert gesammelt ein einzelnes Signal wie etwa einen Synchronisierungsimpuls bilden, der konfiguriert werden kann, um das Timing der Kommunikationen zwischen der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 und dem aktiven Eingabestift 30 zu synchronisieren.
  • Der Flankendetektor 42 kann eine Flanke eines oder mehrerer durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 gesendeter Signale erfassen. Der Flankendetektor 42 kann in einigen Ausführungsformen eine positive Flanke und/oder eine negative Flanke eines Synchronisierungsimpulses erfassen. In Antwort auf die Erfassung einer oder mehrerer Flanken kann der Flankendetektor 42 ein Signal an die Timing-Schaltung 44 senden. Die Timing-Schaltung 44 kann in Antwort auf die Erfassung einer Flanke den Zustand des aktiven Eingabestifts 30 zu einem aktiven Ausgabezustand versetzen, in dem eine hohe Spannung an der Eingabestiftspitze 34 ausgegeben werden kann. Die Timing-Schaltung 44 kann gemäß einer vorbestimmten Timing-Sequenz bestimmen, wann die Hochspannungsquelle 48 aktiviert werden soll.
  • Wenn sich der aktive Eingabestift 30 während des Betriebs in einem Messmodus befindet, kann ein Hochimpedanzverstärker 40 das durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 gesendete Treibersignal 70 wie etwa einen Synchronisierungsimpuls auf den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN erfassen. Der Flankendetektor 42 kann die positive Anstiegs- und/oder Abfallsflanke des Treibersignals 70 erfassen und in Antwort darauf ein Signal an die Timing-Schaltung gemäß der Anstiegs- und/oder Abfallsflanke senden. In Antwort darauf kann die Timing-Schaltung 44 den aktiven Eingabestift 30 für den aktiven Ausgabemodus vorbereiten, in dem die Hochspannungsquelle 48 zu der Eingabestiftspitze 34 geführt wird, indem die Schalteinrichtung 52 eingeschaltet und/oder aktiviert wird. Während die Hochspannung an der Eingabestiftspitze 34 ausgegeben wird, kann die Timing-Schaltung die Ausgabe modulieren, um mit einem oder mehreren Sensoren des aktiven Eingabestifts 30 assoziierte Informationen zu senden. Indem die Höhe der aktiven Ausgabespannung moduliert wird, können Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 30 und der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 ausgetauscht werden. Zum Beispiel kann der aktive Eingabestift 30 Daten senden, die einen Neigungswinkel des aktiven Eingabestifts 30, einen mit dem aktiven Eingabestift 30 assoziierten Druck, eine Aktivierung einer oder mehrerer Tasten und/oder Schieber und/oder andere entsprechende Informationen wiedergeben. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer kann die Timing-Schaltung 44 den Schalter 52 ausschalten und/oder deaktivieren. Die Timing-Schaltung 44 kann dann den aktiven Eingabestift 30 für den Messzustand vorbereiten, woraufhin der Betrieb wiederholt werden kann.
  • 4 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 400 für die Kommunikation zwischen einem aktiven Eingabestift 30 und einem Berührungssensor 10. Das Verfahren kann in Schritt 402 beginnen, in dem ein Treibersignal 70 wie etwa ein Synchronisierungsimpuls durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 auf den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN gesendet wird. Während dieses Schritts können sich die horizontalen Leitungen X0...XN und die vertikalen Leitungen Y0...YN in einem Leitungsaktivzustand befinden. Nach dem Senden des Treibersignals 70 wie etwa eines Synchronisierungsimpulses schreitet das Verfahren zu Schritt 404 fort, in dem die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die horizontalen Leitungen X0...XN und die vertikalen Leitungen Y0...YN zu einem Leitungsmesszustand versetzt.
  • Währenddessen kann sich der aktive Eingabestift 30 in einem Messzustand befinden. In Schritt 502 erfasst der aktive Eingabestift das in Schritt 402 durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 gesendete Treibersignal, indem er das Treibersignal 70 an der Eingabestiftspitze 34 erfasst. In Antwort auf die Messung des Treibersignals 70 schreitet der aktive Eingabestift 30 zu Schritt 504 fort und geht zu dem aktiven Ausgabezustand über. In dem aktiven Ausgabezustand 504 gibt der aktive Eingabestift dann in Schritt 506 eine Hochspannung an der Eingabestiftspitze 34 aus.
  • In Schritt 406 hat die Hochspannungsausgabe an der Eingabestiftspitze 34 zur Folge, dass eine Ladung zu den sich im Leitungsmesszustand befindlichen Elektroden der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 in Nachbarschaft zu der Eingabestiftspitze 34 übertragen wird. Nach einer Zeitdauer, die ausreicht, um die aus der Hochspannungsausgabe an der Eingabestiftspitze 34 resultierende effektive Ladung zu übertragen, kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 in Schritt 408 eine gemessene Ladung der horizontalen Leitungen X0...XN und der vertikalen Leitungen Y0...YN erfassen. In Schritt 410 kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 eine Position des aktiven Eingabestifts 30 bestimmen und/oder verfolgen. Zum Beispiel kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Position gemäß einer der weiter oben erläuterten Techniken bestimmen. In Schritt 412 kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 den Leitungsmesszustand beenden. Weiterhin kann der aktive Eingabestift 30 die Hochspannungsausgabe und den aktiven Ausgabezustand beenden.
  • Nachdem die Schritte 412 und 508 abgeschlossen wurden, kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 in Schritt 402 zurück zu einem Leitungsaktivzustand, in dem das Treibersignal 70 gesendet werden kann, zurückkehren, während der aktive Eingabestift 30 in Schritt 502 zu einem Messzustand zurückkehrt. Auf diese Weise kann das Verfahren von 4 in bestimmten Ausführungsformen wiederholt werden.
  • Es werden hier bestimmte Schritte des Verfahrens von 4 in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben, wobei die Schritte des Verfahrens von 4 aber auch in einer beliebigen anderen, geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden können. Weiterhin werden hier bestimmte Komponenten, Einrichtungen oder Systeme zum Ausführen der Schritte des Verfahrens von 4 beschrieben, wobei aber auch eine beliebige andere, geeignete Kombination von beliebigen, geeigneten Komponenten, Einrichtungen oder Systemen zum Ausführen der Schritte des Verfahrens von 4 verwendet werden kann.
  • 5 zeigt ein beispielhaftes Zeitdiagramm zu der Kommunikation zwischen dem aktiven Eingabestift 30 und dem Berührungssensor 10. 5 zeigt ein Beispiel dafür, wie die Steuereinrichtung 12 mit dem entsprechenden Timing des aktiven Eingabestifts 30 synchronisiert werden kann.
  • Zum Zeitpunkt 1 wird ein Synchronisierungsimpuls der Breite T0 auf den Treiberleitungen des Berührungssensors 10 gesendet, die die horizontalen Leitungen X0...XN und die vertikalen Leitungen Y0...YN sein können.
  • Zum Zeitpunkt 2 wird die Anstiegsflanke des Synchronisierungsimpulses durch den aktiven Eingabestift 30 erfasst.
  • Zum Zeitpunkt 3 endet der Synchronisierungsimpuls.
  • Zum Zeitpunkt 4 erfasst der aktive Eingabestift 30 die Abfallsflanke des Synchronisierungsimpulses.
  • Zum Zeitpunkt 5 geht nach dem Senden des Synchronisierungsimpulses die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 von dem aktiven Ausgabezustand zu einem Messzustand über.
  • Zum Zeitpunkt 6 geht der aktive Eingabestift 30 zu einem aktiven Ausgabezustand über.
  • Zum Zeitpunkt 7 beginnt der aktive Eingabestift 30 in dem aktiven Ausgabezustand damit, eine aktive Hochspannung an der Eingabestiftspitze 34 auszugeben. Die aktive Hochspannung kann die Länge T5 aufweisen. Diese Spannung veranlasst das Auftreten einer Ladungsübertragung an den Elektroden des Berührungssensors 10, die durch den schraffierten vertikalen Balken in dem Zeitdiagramm wiedergegeben wird. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 wartet eine entsprechende Zeitdauer (T4) auf das Auftreten der Ladungsübertragung, bevor sie die Ladung an den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN erfasst.
  • Zum Zeitpunkt 8 erfasst die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Signale an den horizontalen Leitungen X0...XN und den vertikalen Leitungen Y0...YN. Bis zum Abschluss der Erfassung kann eine Zeitdauer T6 erforderlich sein.
  • Zum Zeitpunkt 9 ist die Erfassung abgeschlossen und kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung die Position des aktiven Eingabestifts 30 auf der Basis der erfassten Signale bestimmen.
  • Zum Zeitpunkt 10 kehrt die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 zurück zu einem Leitungsaktiv- oder Impulszustand.
  • Zum Zeitpunkt 11 beendet der aktive Eingabestift 30 die Ausgabe der Hochspannung an der Eingabestiftspitze 34.
  • Zum Zeitpunkt 12 geht der aktive Eingabestift 30 zu einem Messzustand über.
  • Nachdem die Timing-Sequenz abgeschlossen wurde, wird die Sequenz erneut zum Zeitpunkt 1 gestartet.
  • In 5 werden bestimmte Timing-Funktionen und Kommunikationen zwischen dem aktiven Eingabestift und dem Berührungssensorgerät in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben, wobei die Schritte des Verfahrens von 5 aber auch in einer beliebigen anderen, geeigneten Reihenfolge gemäß einem beliebigen, geeigneten Timing-Szenario ausgeführt werden können. Weiterhin werden hier bestimmte Komponenten, Einrichtungen oder Systeme zum Ausführen der Schritte des Verfahrens von 5 beschrieben, wobei aber auch eine beliebige andere, geeignete Kombination von beliebigen, geeigneten Komponenten, Einrichtungen oder Systemen zum Ausführen der Schritte des Verfahrens von 5 verwendet werden kann.
  • Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann sich auch auf einen halbleiterbasierten oder anderen integrierten Schaltkreis (IC) (wie zum Beispiel ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder einen anwendungsspezifischen IC (ASIC)), ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein hybrides Laufwerk (HHD), eine optische Platte, ein optisches Laufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Diskette, ein Diskettenlaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SECURE DIGITAL-Karte, ein SECURE DIGITAL-Laufwerk, ein anderes geeignetes computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium oder eine geeignete Kombination aus zwei oder mehr derselben beziehen. Ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann ein flüchtiges Speichermedium, ein nicht-flüchtiges Speichermedium oder eine Kombination aus denselben sein.
  • Die Konjunktion „oder” ist inklusiv und nicht exklusiv zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird. Unter „A oder B” ist also „A, B oder beide” zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird. Weiterhin ist die Konjunktion „und” sowohl kombinierend als auch aufzählend zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird. Unter „A und B” ist hier also „A und B in dieser Kombination oder jeweils einzeln” zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird.
  • Die Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen und Modifikationen an den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen, die für den Fachmann nachvollziehbar sind. Zum Beispiel können in einigen Ausführungsformen im Wesentlichen alle horizontalen Leitungen X0...XN und vertikalen Leitungen Y0...YN mit dem Treibersignal 70 gepulst werden. In anderen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, das Treibersignal 70 nur auf bestimmten Teilsätzen der horizontalen und vertikalen Leitungen zu senden. Weiterhin kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 konfiguriert sein, um die Ladung auf im Wesentlichen allen horizontalen und vertikalen Leitungen zu erfassen und/oder die Ladung auf Gruppen von horizontalen und vertikalen Leitungen zu erfassen.
  • Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung kann der aktive Eingabestift 30 die positive und die negative Flanke von Synchronisierungsimpulsen von der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 erfassen. Der aktive Eingabestift 30 kann Hochspannungsimpulse auf den positiven und negativen Flanken erzeugen. Ein derartiger Ansatz kann gestatten, dass die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 ein niederfrequentes Rauschen unterdrückt, und/oder kann verwendet werden, um Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 30 und der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 zu übertragen. Weil in einem anderen Beispiel der aktive Eingabestift 30 Treibersignale 70 von im Wesentlichen allen horizontalen Leitungen X0...XN und im Wesentlichen allen vertikalen Leitungen Y0...YN empfangen kann, kann der Stromverbrauch reduziert werden, weil es weniger erforderlich ist, das an dem aktiven Eingabestift 34 empfangene Signal während des Messzustands zu verstärken.
  • Dadurch können auch die Herstellungskosten reduziert werden. Weil in einem anderen Beispiel im Wesentlichen alle horizontalen Leitungen X0...XN und im Wesentlichen alle vertikalen Leitungen Y0...YN gepulst werden, kann der aktive Eingabestift 30 das Treibersignal 70 auch aus einer gewissen Distanz von dem Berührungssensor 10 erfassen. In derartigen Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift 30 auch dann mit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kommunizieren, wenn der aktive Eingabestift 30 über einer Oberfläche des Berührungsbildschirms und/oder nicht in einem direkten Kontakt mit dem Berührungsbildschirm gehalten wird. In einem anderen Beispiel kann die Linearität gegenüber anderen Lösungen für einen aktiven Eingabestift verbessert werden und/oder kann eine schnellere Datenaustauschrate erzielt werden.
  • Weiterhin werden hier verschiedene Ausführungsformen mit bestimmten Komponenten, Elementen, Funktionen, Operationen oder Schritten beschrieben, wobei die Ausführungsformen aber auch beliebige Kombinationen oder Variationen der hier genannten Komponenten, Elemente, Funktionen, Operationen oder Schritte aufweisen können, die für den Fachmann nachvollziehbar sind. Wenn in den folgenden Ansprüchen auf eine Vorrichtung, auf ein System oder auf eine Komponente in einer Vorrichtung oder einem System Bezug genommen wird, die ausgebildet, angeordnet, befähigt, konfiguriert, aktiviert, betriebsfähig oder operativ sind, um eine bestimmte Funktion auszuführen, bezieht sich dies auf die Vorrichtung, das System oder die Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder freigegeben ist, solange die Vorrichtung, das System oder die Komponente derart ausgebildet, angeordnet, befähigt, konfiguriert, aktiviert, betriebsfähig oder operativ sind.

Claims (22)

  1. Vorrichtung, die umfasst: eine Erfassungseinheit, die betrieben werden kann, um eine Vielzahl von ersten Signalen zu erfassen, die auf einer oder mehreren vertikalen Leitungen und auf einer oder mehreren horizontalen Leitungen eines Berührungssensors gesendet werden, wobei die eine oder die mehreren vertikalen Leitungen und die eine oder die mehreren horizontalen Leitungen betrieben werden können, um die Vielzahl von ersten Signalen zu treiben, und eine Treibereinheit, die betrieben werden kann, um in Antwort darauf, dass die Erfassungseinheit wenigstens eines aus der Vielzahl von ersten Signalen erfasst, ein zweites Signal zu der einen oder den mehreren vertikalen Leitungen und zu der einen oder den mehreren horizontalen Leitungen zu senden, wobei das zweite Signal eine effektive Ladung der einen oder der mehreren vertikalen Leitungen und der einen oder der mehreren horizontalen Leitungen ändert.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit umfasst: einen Hochimpedanzverstärker, der betrieben werden kann, um die ersten Signale zu Puffern und zu verstärken, und einen Flankendetektor, der betrieben werden kann, um eine Flanke wenigstens eines der ersten Signale zu erfassen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin umfasst: eine Eingabestiftspitze, einen Eingabestift-Messzustand, in dem die Erfassungseinheit betrieben werden kann, um die ersten Signale an der Eingabestiftspitze zu erfassen, und einen Eingabestift-Aktivzustand, in dem die Treibereinheit betrieben werden kann, um das zweite Signal an der Eingabestiftspitze zu treiben.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit, die betrieben werden kann, um eine Vielzahl von ersten Signalen zu erfassen, die auf einer oder mehreren vertikalen Leitungen und auf einer oder mehreren horizontalen Leitungen eines Berührungssensors gesendet werden, eine Erfassungseinheit ist, die betrieben werden kann, um eine Vielzahl von ersten Signalen zu erfassen, die im Wesentlichen gleichzeitig auf der einen oder den mehreren vertikalen Leitungen und auf der einen oder den mehreren horizontalen Leitungen gesendet werden.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit, die betrieben werden kann, um eine Vielzahl von ersten Signalen zu erfassen, die auf einer oder mehreren vertikalen Leitungen und auf einer oder mehreren horizontalen Leitungen eines Berührungssensors gesendet werden, eine Erfassungseinheit ist, die betrieben werden kann, um eine Vielzahl von ersten Signalen zu erfassen, die auf den einen oder den mehreren vertikalen Leitungen und auf der einen oder den mehreren horizontalen Leitungen eines Berührungssensors gesendet werden, um die effektive Ladung auf der einen oder den mehreren vertikalen Leitungen und auf der einen oder den mehreren horizontalen Leitungen zu erfassen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die ersten Signale synchronisierte Signalspitzen umfassen, und die Erfassungseinheit betrieben werden kann, um die ersten Signale zu erfassen, indem sie wenigstens eine der synchronisierten Signalspitzen erfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Eingabestiftspitze umfasst, wobei die Treibereinheit weiterhin betrieben werden kann, um das zweite Signal durch das Aktivieren einer Spannung an der Eingabestiftspitze zu senden, und wobei die Treibereinheit eine Timing-Schaltung umfasst, die betrieben werden kann, um in Antwort darauf, dass die Erfassungseinheit wenigstens eines der ersten Signale erfasst, die Spannung zu aktivieren.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Spannung eine Hochspannung ist, die betrieben werden kann, um die effektive Ladung zu vermindern.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Berührungssensor betrieben werden kann, um die Position der Vorrichtung auf der Basis der effektiven Ladung der horizontalen Leitungen und der vertikalen Leitungen zu bestimmen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Treibereinheit weiterhin betrieben werden kann, um das zweite Signal in Antwort darauf zu modulieren, dass ein mit der Vorrichtung assoziierter Druck und/oder ein Neigungswinkel der Vorrichtung erfasst werden.
  11. Vorrichtung, die betrieben werden kann, um in einem Leitungsaktivmodus eine Vielzahl von ersten Signalen an einen aktiven Eingabestift an einer Vielzahl von horizontalen Leitungen und einer Vielzahl von vertikalen Leitungen zu senden, von dem Leitungsaktivmodus zu einem Leitungsmessmodus überzugehen, und in dem Leitungsmessmodus eine effektive Ladung an der Vielzahl von horizontalen Leitungen und der Vielzahl von vertikalen Leitungen zu erfassen, wobei die effektive Ladung auf ein zweites Signal von dem aktiven Eingabestift reagiert und wobei das zweite Signal durch den aktiven Eingabestift in Antwort darauf gesendet wird, dass das erste Signal empfangen wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, die weiterhin betrieben werden kann, um die Vielzahl von ersten Signalen auf der einen oder den mehreren vertikalen Leitungen und auf der einen oder den mehreren horizontalen Leitungen im Wesentlichen gleichzeitig zu senden.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei: die ersten Signale synchronisierte Signalspitzen umfassen, und der aktive Eingabestift betrieben werden kann, um die ersten Signale zu erfassen, indem er wenigstens eine der synchronisierten Signalspitzen erfasst.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 11, die weiterhin betrieben werden kann, um ein Hochspannungssignal von dem aktiven Eingabestift zu empfangen, wobei das Hochspannungssignal die effektive Ladung wenigstens einer der horizontalen Leitungen und wenigstens einer der vertikalen Leitungen vermindert.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 11, die weiterhin betrieben werden kann, um die Position des aktiven Eingabestifts auf der Basis der effektiven Ladung der Vielzahl von horizontalen Leitungen und der Vielzahl von vertikalen Leitungen zu bestimmen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 11, die weiterhin betrieben werden kann, um: eine modulierte effektive Ladung auf einer oder mehreren der horizontalen Leitungen und einer oder mehreren der vertikalen Leitungen zu erfassen, und einen Neigungswinkel des aktiven Eingabestifts und/oder einen mit dem aktiven Eingabestift assoziierten Druck zu bestimmen.
  17. Verfahren, das umfasst: Senden eines synchronisierten ersten Signals auf jeder aus einer Vielzahl von horizontalen Leitungen und jeder aus einer Vielzahl von vertikalen Leitungen eines Berührungssensorgeräts, Erfassen des synchronisierten ersten Signals an einer Eingabestiftspitze eines aktiven Eingabestifts, Aktivieren einer Spannung an der Eingabestiftspitze, wobei die Spannung betrieben werden kann, um eine effektive Ladung an einer oder mehreren der horizontalen Leitungen und an einer oder mehreren der vertikalen Leitungen zu ändern, Erfassen der effektiven Ladung der Vielzahl von horizontalen Leitungen und der Vielzahl von vertikalen Leitungen, und auf der Basis der effektiven Ladung, Bestimmen der Position des aktiven Eingabestifts.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, das weiterhin umfasst: Senden des synchronisierten ersten Signals, während sich die Berührungssensor-Steuereinrichtung in einem Leitungsaktivmodus befindet, Erfassen des synchronisierten ersten Signals, während sich der aktive Eingabestift in einem Eingabestift-Messmodus befindet, Übergehen der Berührungssensor-Steuereinrichtung zu einem Leitungsmessmodus, Übergehen des aktiven Eingabestifts zu einem Eingabestift-Aktivmodus, und Aktivieren, in dem Eingabestift-Aktivmodus, der Spannung an der Eingabestiftspitze.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die synchronisierten ersten Signale synchronisierte Signalspitzen umfassen und der aktive Eingabestift betrieben werden kann, um die synchronisierten ersten Signale zu erfassen, indem er wenigstens eine der synchronisierten Signalspitzen erfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, das weiterhin das Erfassen eines Neigungswinkels des aktiven Eingabestifts und/oder eines mit dem aktiven Eingabestift assoziierten Drucks umfasst.
  21. Verfahren, das umfasst: Senden eines synchronisierten ersten Signals auf jeder aus einer Vielzahl von horizontalen Leitungen und jeder aus einer Vielzahl von vertikalen Leitungen eines Berührungsbildschirmgeräts, wobei das synchronisierte erste Signal an einer Eingabestiftspitze eines aktiven Eingabestifts erfasst wird, Erfassen einer effektiven Ladung der Vielzahl von horizontalen Leitungen und der Vielzahl von vertikalen Leitungen, wobei der aktive Eingabestift eine Spannung an der Eingabestiftspitze aktiviert, wobei die Spannung betrieben werden kann, um die effektive Ladung an einer oder mehreren der horizontalen Leitungen und an einer oder mehreren der vertikalen Leitungen zu ändern, und Bestimmen, auf der Basis der effektiven Ladung, der Position des aktiven Eingabestifts.
  22. Verfahren, das umfasst: Erfassen eines synchronisierten ersten Signals an einer Eingabestiftspitze eines aktiven Eingabestifts, wobei das synchronisierte erste Signal auf jeder aus einer Vielzahl von horizontalen Leitungen und auf jeder aus einer Vielzahl von vertikalen Leitungen eines Berührungsbildschirmgeräts gesendet wird, Aktivieren einer Spannung an der Eingabestiftspitze, wobei die Spannung betrieben werden kann, um eine effektive Ladung an einer oder mehreren der horizontalen Leitungen und an einer oder mehreren der vertikalen Leitungen zu ändern, wobei das Berührungsbildschirmgerät die effektive Ladung der Vielzahl von horizontalen Leitungen und der Vielzahl von vertikalen Leitungen erfasst und auf der Basis der effektiven Ladung die Position des aktiven Eingabestifts bestimmt.
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