DE102014215067A1

DE102014215067A1 - Dynamische Gruppierung von Berührungssensorelektroden

Info

Publication number: DE102014215067A1
Application number: DE102014215067.1A
Authority: DE
Inventors: Samuel c/o Atmel Technologies U.K. Brunet; Richard Paul c/o Atmel Technologies U.K. Collins; Luben Hristov; Steinar Myren; Trond Jarle Pedersen; c/o Atmel Technologies U.K. Ltd. Stavley Paul
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Neodron Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2015-02-05
Also published as: US10042501B2; US20180136757A1; US9870104B2; US20150035784A1

Abstract

In einer Ausführungsform enthält eine Vorrichtung einen Sensor mit einer Vielzahl von Elektroden und eine Steuereinheit mit einer Verarbeitungseinheit und einem Speicher. Der Speicher enthält eine Logik, die dazu eingerichtet ist, bei ihrer Ausführung durch die Verarbeitungseinheit der Verarbeitungseinheit, jede Elektrode einer ersten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, eine Spannung an die erste Teilmenge anzulegen, und einen ersten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der ersten Teilmenge verknüpft ist. Basierend auf zumindest dem ersten Wert ist die Logik des Weiteren dazu eingerichtet, jede Elektrode einer zweiten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, wobei die zweite Teilmenge weniger Elektroden hat als die erste Teilmenge, eine Spannung an die zweite Teilmenge anzulegen, und einen zweiten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der zweiten Teilmenge verknüpft ist.

Description

Technischer Bereich:
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Berührungssensortechnik und insbesondere auf die dynamische Gruppierung von Berührungssensorelektroden.
Hintergrund:
Ein Berührungssensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objekts (wie z. B. den Finger eines Benutzers oder einen Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors detektieren, der z. B. einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann es der Berührungssensor einem Nutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem Bildschirm dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf, oder Bestandteil sein von, einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät, oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier in bestimmten Ausführungsformen einen Berührungsbildschirm mit umfassen, und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, so kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder der Annäherung auftreten. Eine Berührungssensorsteuereinheit kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihre Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit, die in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können.
2 zeigt ein Beispielgerät und beispielhafte Elektrodenbahnen, die in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können.
3A eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmen Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann.
3B zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann.
3C zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann.
4A zeigt beispielhafte Berührungspunkte auf einem beispielhaften Berührungssensor.
4B zeigt einen Graphen mit Beispielmessungen, die durch bestimmte Ausführungsformen eines Berührungssensors gewonnen werden können.
5A zeigt beispielhafte Berührungspunkte auf einem beispielhaften Berührungssensor.
5B zeigt einen Graphen mit Beispielmessungen, die durch bestimmte Ausführungsformen eines Berührungssensors gewonnen werden können.
6A zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann.
6B zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann.
6C zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann.
7 zeigt ein Beispielverfahren zur Verwendung mit bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors.
8 zeigt ein Beispielverfahren zur Verwendung mit bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors.
Die in den Figuren enthaltenen Zeichnungen sind nicht maßstäblich.
Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12 gemäß bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit ggf. sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden von nur einem Typ) beinhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angebracht sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Ein Bezug auf einen Berührungssensor kann hier sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Umgekehrt kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber die Substrate, auf denen sie angebracht sind, umfassen.
Eine Elektrode (entweder eine Masseelektrode, eine Schutzelektrode, eine Ansteuerelektrode, oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, oder eine andere geeignete Form oder deren Kombinationen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder in mehreren Schichten aus einem leitfähigen Material können (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (manchmal als 100%-ige Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM) bestehen, wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 5% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder einem anderen geeigneten Muster bedecken. Eine Bezugnahme auf FLM kann hier ggf. derartige Materialien umfassen.
Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
Ein kapazitiver Knoten bezeichnet hier einen Abschnitt eines Berührungssensors 10, der dazu eingerichtet ist, eine individuelle Kapazitätsmessung zu liefern. In bestimmten Ausführungsformen können kapazitive Knoten unterschiedliche Größen, Formen und/oder Konfigurationen haben. In manchen Ausführungsformen können darüber hinaus die Größe, die Form oder andere Aspekte eines kapazitiven Knotens durch die Konfiguration der Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden und während des Betriebs des Geräts 2 laufend geändert werden. In manchen Ausführungsformen können zum Beispiel mehrere Leiterbahnen 14 galvanisch miteinander verbunden und zusammen ausgelesen werden, was dazu führt, dass ein kapazitiver Knoten mehrere Elektroden umfasst.
Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Berührung kann sich hier darauf beziehen, dass ein externes Objekt einen kapazitiven Knoten direkt berührt oder eine Abdeckung oder ein Substrat berührt, die/das an den kapazitiven Knoten angrenzt. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die einen kapazitiven Knoten bilden. In derartigen Ausführungsformen kann ein kapazitiver Knoten einer einzelnen Elektrode oder einem Satz von mehreren miteinander verbundenen Elektroden anstelle einer Kreuzung von Leiterbahnen 14 entsprechen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. In manchen Ausführungsformen kann dieses Dielektrikum aus Luft bestehen. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung Elektroden, die auf jeder geeigneten Anzahl von Substraten angeordnet sind.
Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie untenstehend beschrieben wird, verbunden ist. Die FPC kann ggf. aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an den Kanten) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Ausleseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
Die Anschlussflächen 16 können entlang eines oder mehrerer Ränder des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf der FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Die Verbindung 18 kann leitfähige Leitungen auf der FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Leiterplattenverbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform muss die Verbindung 18 keine FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbinder 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
Bestimmte Ausführungsformen des Berührungssensors 10 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 können Kapazitäten oder Kapazitätsänderungen unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens messen. Eine Spannung kann zum Beispiel an eine oder mehrere Leiterbahnen 14 angelegt werden, indem ein oder mehrere Schalter, die mit einer oder mehreren Leiterbahnen 14 verbunden sind, geöffnet oder geschlossen werden. Derartige Schalter können eine oder mehrere Leiterbahnen 14 mit anderen Abschnitten des Berührungssensors 10 oder der Berührungssensorsteuereinheit 12 verbinden, wie zum Beispiel mit einer Spannungsquelle (zum Beispiel einer Stromversorgungsleitung), einer Stromquelle, oder einer anderen geeigneten Komponente. Derartige Verfahren können dazu führen, dass Ladungen an oder von einer oder von mehreren Abschnitten von einer oder von mehreren Leiterbahnen 14 transferiert werden. In Eigenkapazitätsausführungsformen können die geladenen Leiterbahnen 14 ausgelesen werden, um einen Wert zu messen, der mit der Kapazität der einen oder der mehreren Leiterbahnen 14 verknüpft ist. Die Gegenwart eines Objekts, wie zum Beispiel eines Fingers oder eines Stifts, kann die auf der ausgelesenen Leiterbahn 14 induzierten Ladungsmenge ändern, und diese Ladung kann durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 gemessen werden, um die Position des Objekts zu bestimmen. Die Position kann ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Berührungssensor 10 (zum Beispiel eine Schwebedetektion) und/oder eine Projektion eines Teils des Objekts auf den Berührungssensor 10 (zum Beispiel ein Punkt auf dem Berührungssensor 10, an dem das Objekt berührt oder darüber schwebt) sein. In einer Ausführungsform, in der die Oberfläche des Berührungssensors 10 in der x-y-Ebene liegt und die z-Achse senkrecht zur x-y-Ebene ist, kann die Position den x-Koordinaten des Objekts, den y-Koordinaten, den z-Koordinaten, den x-y-Koordinaten, den x-z-Koordinaten, den y-z-Koordinaten, den x-y-z-Koordinaten, jeder Referenzposition, die mit den x, y oder z-Koordinaten korreliert ist, oder einer anderen geeigneten Positionsinformation entsprechen. In bestimmten Ausführungsformen kann der gleiche gemessene Wert verwendet werden, um sowohl den Abstand zwischen dem Objekt und dem Berührungssensor 10 als auch die Projektion eines Teils des Objekts auf den Berührungssensor 10 zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann auch zusätzliche Messungen und/oder Berechnungen berücksichtigen, um diese Position zu bestimmen. Mehrere Leiterbahnen 14 können zum Beispiel synchron oder kurz nacheinander ausgelesen werden, und die Position des Objekts kann auf Basis einer Berechnung ermittelt werden, die jede dieser Messungen berücksichtigt. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen Gewichte der Mittelwerte, lineare Annäherungen oder geeignete Kombinationen derselben verwenden, um die Bestimmung der Position des Objekts zu ermöglichen.
Bestimmte Ausführungsformen können Messungen unter Verwendung jeder geeigneten Anzahl von Schritten durchführen, die Kapazitätsmessungen ermöglichen. Manche Ausführungsformen können zum Beispiel eine geeignete Kombination aus einem Vorabaufladen von einer oder mehreren Leiterbahnen 14, einem Aufladen von einer oder mehreren Leiterbahnen 14, einem Übertragen von Ladungen zwischen zwei oder mehreren Leiterbahnen 14, einem Entladen von einer oder von mehreren Leiterbahnen 14, und/oder anderen geeigneten Schritten durchführen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Ladungsübertragung direkt oder indirekt gemessen werden. Bestimmte Ausführungsformen können zum Beispiel Spannungsmessungen, Strommessungen, Zeitmessungen, andere geeignete Messungen oder Kombinationen derselben verwenden, um Kapazitäten oder Kapazitätsänderungen an einem oder an mehreren kapazitiven Knoten zu messen. Bestimmte Ausführungsformen können darüber hinaus zusätzliche Schaltungen (wie zum Beispiel einen oder mehrere Integratoren, Verstärker, Kondensatoren, Schalter, Analog-Digital-Wandler und/oder andere geeignete Schaltungen) verwenden, um derartige Messungen durchzuführen und/oder zu verbessern. Bestimmte Ausführungsformen können einen Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt messen, eine Änderung eines Wertes über der Zeit messen, und/oder eine geeignete Verarbeitung durchführen, um die Bestimmung der Position eines Objekts relativ zu dem Berührungssensor 10 zu ermöglichen.
2 illustriert ein Beispielgerät 20 und beispielhafte Elektrodenbahnen 14, die in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können. In der dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Gerät 20 einen Berührungsbildschirm 10, welcher Leiterbahnen 14 enthält.
Das Gerät 20 kann irgendein Berührungserfassungsgerät oder eine Berührungserfassungskomponente sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Gerät 20 ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein Laptop-Computer oder ein anderes geeignetes Gerät sein, das einen Berührungssensor 10 verwendet. Das Gerät 20 kann eine Anzeige 21 enthalten, die durch den Berührungssensor 10 überlagert sein kann oder anderweitig in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet sein kann. Die Anzeige 21 und der Berührungssensor 10 können im Wesentlichen eben oder gekrümmt sein, oder eine andere geeignete Konfiguration haben.
Die Leiterbahnen 14 können jede der obenstehend im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Strukturen, Konfigurationen und/oder Funktionen haben. Obgleich die dargestellte Ausführungsform bestimmte Leiterbahnen 14 als senkrecht zu bestimmten anderen Leiterbahnen 14 über die Anzeige 21 verlaufend darstellt, können andere Ausführungsformen andere geeignete Konfigurationen der Leiterbahnen 14 verwenden. Bestimmte Ausführungsformen der Leiterbahnen 14 können zum Beispiel andere Formen, Muster, und/oder Konfigurationen verwenden. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen andere Arten, Formen oder Konfigurationen der Leiterbahnen 14 innerhalb des gleichen Berührungssensors 10 verwenden. In manchen Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 zum Beispiel Elektroden-„Linien” sein, die parallel, senkrecht oder in einer anderen geeigneten Orientierung relativ zu anderen Leiterbahnen 14 verlaufen. In alternativen Ausführungsformen, welche bestimmte Eigenkapazitätsausführungsformen enthalten können, können die Leiterbahnen 14 nicht geradlinige Elektroden sein, anstelle der sich kreuzenden „Linien”, so dass jede Spalte und/oder Zeile des Berührungssensors 10 mehrere Leiterbahnen 14 enthalten kann, von denen jede einzeln mit der Berührungssensorsteuereinheit 12 verbunden ist oder verbindbar ist. In derartigen Ausführungsformen kann der Erfassungsteil der Leiterbahn 14 jede geeignete Form haben (zum Beispiel quadratisch, rund, dreieckig, hexagonal oder mit einer anderen geeigneten Form). Darüber hinaus können diese Elektroden von einer einzigen Art sein oder mehrere Arten darstellen und jeweils einen kapazitiven Knoten bilden. Leiterbahn 14 kann sich hier gegebenenfalls auf derartige Elektroden oder die Leiterbahn aus leitfähigem Material, das die Elektrode mit der Berührungssensorsteuereinheit 12 verbindet, oder beides beziehen.
In einer Eigenkapazitätsausführungsform kann eine Änderung der Eigenkapazität an einem kapazitiven Knoten auftreten, wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder sich an diesen annähert, und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. In einem konkreten Beispiel kann eine Kapazitätsänderung als Änderung der Ladungsmenge gemessen werden, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Durch Messung der Kapazitätsänderungen über das Feld der Elektroden hinweg, kann die Steuereinheit 12 die Position der Berührung oder Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 ermitteln. Darüber hinaus können mehrere Leiterbahnen 14 galvanisch verbunden sein, um eine Gruppe oder ein Cluster zu bilden, die in Form eines einzigen kapazitiven Knotens ausgelesen werden können, wodurch die Empfindlichkeit des Berührungssensors 10 erhöht werden kann und/oder der Einfluss des Rauschens auf den Berührungssensor 10 reduziert werden kann. Diese Offenbarung umfasst gegebenenfalls alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung. Andere Ausführungsformen können zum Beispiel eine Gegenkapazitätserfassung verwenden.
3A zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors 10 verwendet werden kann. Der Berührungssensor 10 enthält Cluster 30a und 30b und ein Panel 32. In der dargestellten Ausführungsform kann der Berührungssensor 10 die Gegenwart und/oder Position eines Objekts 34 detektieren, welches sich in einem Abstand 36a von dem Berührungssensor 10 befindet.
Das Panel 32 kann irgendein Material sein, das sich in der Nähe der Leiterbahnen 14 befindet und dazu eingerichtet ist, zwischen den Leiterbahnen 14 und dem Objekt 34 positioniert zu werden. Das Panel 32 kann Glas, Plastik oder ein anderes geeignetes Material sein, durch das das durch die Leiterbahnen 14 erzeugte elektrische Feld mit dem Objekt 34 interagieren kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das Panel 32 transparent sein, obwohl dies nicht erforderlich ist. Das Panel 32 kann als eine von den Leiterbahnen 14 getrennte Schicht ausgebildet sein, und in derartigen Ausführungsformen kann das Panel 32 auf einem Abschnitt des Berührungssensors 10 mit Hilfe eines Klebstoffs befestigt werden. In manchen Ausführungsformen können das Panel 32, die Leiterbahnen 14 und/oder ein oder mehrere Substrate einstückig ausgebildet sein.
Die Cluster 30a und 30b beinhalten Leiterbahnen 14a–14e beziehungsweise Leiterbahnen 14f–14j. „Cluster” kann sich hier auf eine einzelne Leiterbahn 14 oder auf mehrere Leiterbahnen 14 beziehen, die so miteinander verbunden sind, dass sie als eine einzige Einheit geladen und/oder ausgelesen werden können. In manchen Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 „verbunden” werden, indem die Leiterbahnen 14 galvanisch gekoppelt werden, obwohl auch jedes andere geeignete Verfahren zur Verbindung der Leiterbahnen 14 verwendet werden kann (zum Beispiel können mehrere Leiterbahnen 14 zusammen ausgelesen werden, indem die Leiterbahnen 14 über eine hinreichend große Kapazität kapazitiv gekoppelt werden). Darüber hinaus können die ein Cluster 30 bildenden Leiterbahnen 14 jede der obenstehend im Zusammenhang mit den Leiterbahnen 14 der 1 und 2 diskutierten Arten, Strukturen und/oder Konfigurationen haben. Bestimmte Ausführungsformen können zum Beispiel ein Cluster 30 aus parallelen Leiterbahnen, senkrechten Leiterbahnen oder beidem enthalten. In einem anderen Beispiel können bestimmte Ausführungsformen eine oder mehrere nicht geradlinige Eigenkapazitätselektroden von einer oder von mehreren Leiterbahnen 14 enthalten. Die Cluster 30 können daher ein Satz von einer oder mehreren geradlinigen Elektrodenleiterbahnen 14, ein Satz von nicht geradlinigen Elektroden, oder einer anderen geeigneten Konfiguration von Elektroden sein. In einem konkreten Beispiel können die Elektroden des Clusters 30 eine dreieckige, quadratische, hexagonale oder andere geometrische Form bilden, wenn diese aus einem Blickwinkel senkrecht zur Oberfläche des Berührungssensors 10 betrachtet werden. In anderen Ausführungsformen kann ein Cluster 30 alle Leiterbahnen 14 eines Berührungssensors 10 enthalten. Die Leiterbahnen 14 eines Clusters können angrenzend sein, obwohl dies nicht erforderlich ist. Darüber hinaus können mehrere Cluster 30 gleichzeitig oder kurz nacheinander ausgelesen werden, wodurch es der Berührungssensorsteuereinheit ermöglicht wird, die Position des Objekts 34 unter Berücksichtigung mehrere Werte zu bestimmen.
In der dargestellten Ausführungsform enthalten die Cluster 30a und 30b jeweils fünf galvanisch gekoppelte Elektrodenleiterbahnen 14. Diese Leiterbahnen 14 können zum Beispiel unter Verwendung verschiedener Schalter der Berührungssensorsteuereinheit 12 galvanisch gekoppelt sein. Die galvanische Kopplung der Leiterbahnen 14 zur Ausbildung der Cluster 30 kann in dieser Weise die Empfindlichkeit des Berührungssensors 10 erhöhen, wodurch die Detektion der Gegenwart und/oder der Position des Objekts 34 in einem größeren Abstand von dem Berührungssensor 10 ermöglicht werden kann. Derartige Ausführungsformen können auch den Einfluss des Rauschens während der Abtastsequenz reduzieren, da im Vergleich zu den die gemessenen Kapazitätswerte beeinflussenden Rauscheffekten ein stärkeres Signal erzeugt werden kann. Die galvanische Kopplung der Leiterbahnen 14 zur Ausbildung der Cluster 30 kann im Vergleich zu Berührungssensoren, die Messungen der einzelnen Leiterbahnen 14 aufsummieren, zu einem verbesserten Schutz vor Rauschen führen, da diese Berührungssensoren den Einfluss des Rauschens auf die Leiterbahnen 14 ebenfalls effektiv aufsummieren.
Das Objekt 34 kann jedes externe Objekt sein, dessen Gegenwart und/oder Position durch den Berührungssensor 10 detektiert werden kann. Das Objekt 34 kann ein Finger, eine Hand, ein Stift oder ein anderes geeignetes Objekt sein. In der dargestellten Ausführungsform ist das Objekt 34 ein Finger, der sich im Abstand 36a von dem Berührungssensor 10 befindet. Der Abstand von dem Berührungssensor 10 kann sich hier auf den Abstand zwischen dem Objekt 34 und dem Panel 32, den Leiterbahnen 14 oder einem anderen geeigneten Teil des Berührungssensors 10 beziehen.
Die Bereiche 38a–38c können geeignete Bereiche sein, die Positionen des Objekts 34 entsprechen, die eine Änderung in der Konfiguration der Cluster 30 auslösen können. Der Bereich 38a kann zum Beispiel 8–20 mm betragen und kann mit einer Clustergröße von fünf Leiterbahnen 14 verknüpft sein, der Bereich 38b kann 4–10 mm betragen und kann mit einer Clustergröße von drei Leiterbahnen 14 verknüpft sein, und der Bereich 38c kann 0–5 mm betragen und kann mit einer Clustergröße von zwei Leiterbahnen 14 verknüpft sein. Andere Ausführungsformen können andere geeignete Werte für die Bereiche 38 verwenden. Darüber hinaus können verschiedene Ausführungsformen jede geeignete Zahl von Bereichen 38 verwenden, die mit jeder geeigneten Clustergröße verknüpft sein können. Eine bestimmte Ausführungsform kann zum Beispiel separate Bereiche haben, die mit Clustern der Größe 1–10 verknüpft sind. Bestimmte Ausführungsformen müssen nicht unbedingt einen geschätzten Abstand des Objekts 34 von dem Berührungssensor 10 explizit berechnen. Bestimmte Ausführungsformen können zum Beispiel die Clusterkonfigurationen direkt auf Basis von einem oder von mehreren gemessenen Kapazitätswerten (anstelle der Verwendung dieser Werte zur Ermittlung des Abstands 36 und der Verwendung des Abstands 36 zur Bestimmung der Clusterkonfiguration) verwenden. In manchen Ausführungsformen können Änderungen in der Konfiguration der Cluster daher nicht direkt mit dem Abstand des Objekts 34 von dem Berührungssensor 10 zusammenhängen. In einem konkreten Beispiel können unterschiedliche Objekte 34 im gleichen Abstand von dem Berührungssensor 10 zu unterschiedlichen Kapazitätswerten führen, die durch ein einzelnes Cluster 30 gemessen werden. In einem anderen Beispiel können manche Ausführungsformen die kapazitiven Messungen von mehreren Clustern 30 zur Berücksichtigung der geeigneten Clusterkonfiguration berücksichtigten, so dass unterschiedliche Objekte 34 (zum Beispiel eine Fingerspitze anstelle einer Hand) im gleichen Abstand von dem Berührungssensor 10, die die gleiche kapazitive Messung an einem einzelnen Cluster 30 verursachen, nichtsdestotrotz unterschiedliche Clusterkonfigurationen auslösen können.
Im Betrieb werden die Leiterbahnen 14a–14e zur Bildung des Clusters 30a verbunden, und die Leiterbahnen 14f–14j werden zur Bildung des Clusters 30b verbunden. Diese Verbindung kann eine galvanische Kopplung sein. Eine Spannung wird an die Cluster 30a und 30b angelegt, und ein mit jedem Cluster 30 verknüpfter Kapazitätswert wird unter Verwendung eines geeigneten Ausleseverfahrens ermittelt, wie dieses im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben wurde. Die Cluster 30a und 30b können gleichzeitig oder nacheinander ausgelesen werden. Auf Basis der Messwerte kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 einen Abstand zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 ermitteln. Auf Basis des gemessenen Abstands kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 die gleiche Clusterkonfiguration beibehalten oder auf eine andere Clusterkonfiguration umschalten. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann zum Beispiel ermitteln, ob der gemessene Abstand in einen oder mehrere der Bereiche 38 fällt. In der dargestellten Ausführungsform fällt der Abstand 36a in den Bereich 38a. Wenn sich das Objekt 34 zu dem Abstand 36b von dem Berührungssensor 10 bewegt, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 feststellen, dass sich das Objekt 34 in den Bereich 38b begeben hat und zu der in 3B dargestellten Clusterkonfiguration übergehen. Jede geeignete Clusterkonfiguration und/oder Bereich kann verwendet werden.
3B zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen des Berührungssensors 10 verwendet werden kann. Der Berührungssensor 10 enthält Cluster 30a, 30b und 30c und ein Panel 32. In der dargestellten Ausführungsform kann der Berührungssensor 10 die Gegenwart und/oder die Position des Objekts 34 detektieren, welches sich in einem Abstand 36b von dem Berührungssensor 10 befindet.
Die Cluster 30a, 30b und 30c beinhalten Leiterbahnen 14a–14c, Leiterbahnen 14d–14f, beziehungsweise Leiterbahnen 14g–14i. Die Leiterbahn 14j kann Bestandteil eines zusätzliches Clusters 30 sein, der nicht dargestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform enthalten die Cluster 30a–30c jeweils drei galvanisch gekoppelte Elektrodenleiterbahnen 14. Diese Leiterbahnen 14 können zum Beispiel unter Verwendung verschiedener Schalter der Berührungssensorsteuereinheit 12 galvanisch gekoppelt sein. Das Verbinden der Leiterbahnen 14 zu Clustern 30 kann auf diese Weise die Empfindlichkeit des Berührungssensors 10 erhöhen, wodurch die Detektion der Gegenwart und/oder der Position eines Objekts 34 in einem größeren Abstand von dem Berührungssensor 10 ermöglicht werden kann. Cluster aus drei Leiterbahnen 14 können empfindlicher sein als Cluster aus zwei Leiterbahnen 14 (vgl. zum Beispiel 3C), aber weniger empfindlicher als Cluster aus fünf Leiterbahnen 14 (vgl. zum Beispiel 3A). Bestimmte Ausführungsformen können den Einfluss des Rauschens während der Abtastsequenz reduzieren, da im Vergleich zu den die gemessenen Kapazitätswerte beeinflussenden Rauscheffekte ein größeres Signal erzeugt werden kann. Das Verbinden der Leiterbahnen 14 zu Clustern 30 kann im Vergleich zu Berührungssensoren, die Messungen der einzelnen Leiterbahnen 14 aufsummieren, zu einem verbesserten Schutz vor Rauschen führen, da diese Berührungssensoren den Einfluss des Rauschens auf die Leiterbahnen 14 ebenfalls effektiv aufsummieren.
In der dargestellten Ausführungsform befindet sich das Objekt 34 im Abstand 36b von dem Berührungssensor 10, der in den Bereich 38b fällt. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Cluster 30, wie in 3B dargestellt, als Reaktion auf die Feststellung konfigurieren, dass der gemessene Abstand 36b in den Bereich 38b fällt. Wenn der gemessene Abstand 36 einen Grenzwert zur Bewegung in den Bereich 38c unterschreitet, dann kann die Berührungssensorsteuereinheit die Cluster 30, wie in 3C dargestellt, konfigurieren. Wenn der gemessene Abstand 36 einen Grenzwert zur Bewegung in den Bereich 38a überschreitet, kann die Berührungssensorsteuereinheit die Cluster 30, wie in 3A dargestellt, konfigurieren. Jede geeignete Clusterkonfiguration und/oder Bereich kann verwendet werden.
3C zeigt eine beispielhafte Clusterkonfiguration, die in bestimmten Ausführungsformen eines Berührungssensors verwendet werden kann. Der Berührungssensor 10 enthält Cluster 30a–30e und ein Panel 32. In der dargestellten Ausführungsform kann der Berührungssensor 10 die Gegenwart und/oder die Position des Objekts 34 detektieren, welches sich in einem Abstand 36c von dem Berührungssensor 10 befindet.
Die Cluster 30a–30e enthalten Leiterbahnen 14a–14b, Leiterbahnen 14c–d, Leiterbahnen 14e–14f, Leiterbahnen 14g–14h, beziehungsweise Leiterbahnen 14e–14j. In der dargestellten Ausführungsform enthalten die Cluster 30a–30e jeweils zwei verbundene Elektrodenleiterbahnen 14. Diese Leiterbahnen 14 können zum Beispiel unter Verwendung verschiedener Schalter der Berührungssensorsteuereinheit 12 galvanisch gekoppelt sein. Die galvanische Kopplung der Leiterbahnen 14 zu Clustern 30 kann auf diese Weise die Empfindlichkeit des Berührungssensors 10 erhöhen, wodurch die Detektion der Gegenwart und/oder der Position des Objekts 34 in einem größeren Abstand von dem Berührungssensor 10 ermöglicht werden kann. Cluster aus zwei Leiterbahnen 14 können empfindlicher sein als Cluster aus einer einzigen Leiterbahn 14 (welche einem herkömmlichen Erfassungsverfahren entsprechen können), aber weniger empfindlich als Cluster, die eine größere Zahl von Leiterbahnen 14 verwenden (vgl. zum Beispiel die 3A und 3B). Bestimmte Ausführungsformen können den Einfluss des Rauschens während der Erfassungssequenz reduzieren, da ein im Vergleich zu den die gemessenen Kapazitätswerte beeinflussenden Rauscheffekten stärkeres Signal erzeugt werden kann. Das Verbinden der Leiterbahnen 14 zu Clustern 30 kann im Vergleich zu Berührungssensoren, die Messungen der einzelnen Leiterbahnen 14 aufsummieren, zu einem verbesserten Schutz vor Rauschen führen, da diese Berührungssensoren auch das die Leiterbahnen 14 betreffende Rauschen effektiv aufsummieren.
In der dargestellten Ausführungsform befindet sich das Objekt 34 in dem Abstand 36c von dem Berührungssensor 10, welcher in den Bereich 38c fällt. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Cluster 30, wie in 3C, als Reaktion auf die Feststellung konfigurieren, dass der gemessene Abstand 36c in den Bereich 38c fällt. Wenn der gemessene Abstand 36 vergrößert wird, so dass er in den Bereich 38b fällt, kann die Berührungssensorsteuereinheit die Cluster 30, wie in 3B dargestellt, konfigurieren. Wenn der gemessene Abstand 36 vergrößert wird, so dass er in den Bereich 38a fällt, kann die Berührungssensorsteuereinheit die Cluster 30, wie in 3A dargestellt, konfigurieren. Andere Ausführungsformen können andere geeignete Bereiche und andere geeignete Konfigurationen der Cluster 30 verwenden.
4A zeigt beispielhafte Berührungspunkte 40 auf einem beispielhaften Berührungssensor 10. Der Berührungssensor 10 enthält ein Panel 32 und Cluster 30a und 30b. Die Cluster 30a und 30b enthalten Leiterbahnen 14a und 14b, beziehungsweise Leiterbahnen 14c und 14d. Das Panel 32, die Cluster 30 und die Leiterbahnen 14 können jede geeignete Struktur, Konfiguration und/oder Funktion haben, die obenstehend im Zusammenhang mit den 1, 2 und 3A–3C beschrieben wurden.
Die Berührungspunkte 40a–40c repräsentieren eine Position eines Objekts 34 (nicht dargestellt), das sich von links nach rechts über den Berührungssensor 10 bewegt. Die Berührungspunkte 40 können Positionen sein, an denen ein Teil des Objekts 34 den Berührungssensor 10 physikalisch berührt, oder sie können orthogonale Projektionen eines Teils des Objekts 34 auf den Berührungssensor 10 sein. In der dargestellten Ausführungsform fallen die Punkte 40a–40c direkt über einen Teil des Clusters 30a. Da die Leiterbahnen 14a und 14b des Clusters 30a galvanisch gekoppelt sein können und zusammen während der Abtastsequenz ausgelesen werden können, können ähnliche Kapazitätswerte, die an den Berührungspunkten 40a–40c (vgl. 4B) gemessen werden, die Linearität der gemessenen Positionen des Objekts 34 reduzieren, wenn es sich über den Berührungssensor 10 bewegt. Dieses Problem wird genauer im Zusammenhang mit den 4B, 5A und 5B beschrieben. Diese potentielle Reduktion der Genauigkeit kann durch Clusterkonfigurationen vermindert werden, die untenstehend im Zusammenhang mit den 6A–6C beschrieben werden.
4B zeigt einen Graphen der Beispielmessungen 44 und 46, die durch bestimmte Ausführungsformen des Berührungssensors 10 gewonnen werden können. Die Messungen 42a, welche die Messungen 44a–44c enthalten, entsprechen den mit dem Cluster 30a aus 4A verknüpften Messungen. Die Messungen 42b, die die Messungen 46a–46c enthalten, entsprechen den mit dem Cluster 30b aus 4A verknüpften Messungen.
Die Messungen 42a repräsentieren Werte, die durch das Cluster 30a der 4A gemessen wurden, und die Messungen 42b repräsentieren Werte, die durch das Cluster 30b der 4A gemessen wurden. Die Messungen 44a–44c entsprechen den Werten, die durch das Cluster 30a an den jeweiligen Berührungspunkten 40a–40c gemessen wurden, und die Messungen 46a–46c entsprechen den Werten, die durch das Cluster 30b an den jeweiligen Berührungspunkten 40a–40c gemessen wurden. Wie obenstehend diskutiert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 mehrere Messungen auswerten, um die Position des Objekts 34 zu ermitteln. Die gemessene Position des Objekts 34 kann zum Beispiel auf kapazitiven Werten beruhen, die durch mehrere Cluster 30 gemessen wurden. In einem konkreten Beispiel kann zum Beispiel die Position des Objekts 34, wenn sich das Objekt 34 am Berührungspunkt 40a befindet, unter Verwendung der Messungen 44a und 46a (als auch auf Basis der durch andere Cluster 30 gemessenen Werte) ermittelt werden. Die Position des Objekts 34 kann darüber hinaus auch unter Berücksichtigung vorheriger Messwerte ermittelt werden. In einem konkreten Beispiel kann die Position des Objekts 34, wenn sich das Objekt 34 am Berührungspunkt 40c befindet, unter Verwendung der Messungen 44c und 46c, als auch unter Verwendung der während vorheriger Abtastsequenzen gemessener Werte, wie zum Beispiel 44b und 46b, ermittelt werden. Da die Leiterbahnen 14a und 14b des Clusters 30a galvanisch gekoppelt sein können und gemeinsam während der Abtastsequenz ausgelesen werden können, können die Werte, die gemessen wurden, wenn sich das Objekt 34 an den Berührungspunkten 40a–40c befindet, nicht hinreichend unterschiedlich sein, um zwischen diesen Berührungspunkten 40 genau zu unterscheiden. Derartige Messschwierigkeiten können besonders ausgeprägt sein, wenn die Cluster 30 eine größere Zahl von Leiterbahnen 14 enthalten.
Die 5A zeigt beispielhafte Berührungspunkte 50 auf einem beispielhaften Berührungssensor 10. Der Berührungssensor 10 enthält ein Panel 32 und Cluster 30a und 30b. Die Cluster 30a und 30b enthalten Leiterbahnen 14a und 14b, beziehungsweise Leiterbahnen 14c und 14d. Das Panel 32, die Cluster 30 und die Leiterbahnen 14 können jede geeignete Struktur, Konfiguration und/oder Funktion haben, die obenstehend im Zusammenhang mit den 1, 2 und 3A–3C beschrieben wurden.
Die Berührungspunkte 50a–50c repräsentieren eine Position des Objekts 34 (nicht dargestellt), das sich von links nach rechts über den Berührungssensor 10 bewegt. Die Berührungspunkte 50 können Positionen sein, an denen ein Teil des Objekts 34 den Berührungssensor 10 physikalisch berührt, oder sie können orthogonale Projektionen eines Teils des Objekts 34 auf dem Berührungssensor 10 sein. In der dargestellten Ausführungsform bewegen sich die Berührungspunkte 50a–50c von links nach rechts, wobei sie sich vom Cluster 30a zum Cluster 30b bewegen. Da die Cluster 30a und 30b während ihrer jeweiligen Abtastsequenzen nicht galvanisch gekoppelt sind, können die kapazitiven Werte, die gemessen wurden, wenn sich das Objekt 34 an den Berührungspunkten 50a–50c befindet, eine verbesserte Berührungsauflösung zur Verfügung stellen. Derartige Ausführungsformen können zum Beispiel eine verbesserte Linearität liefern, wenn die Position des Objekts 34 ermittelt wird, während es sich über den Berührungssensor 10 in einer geraden Linie bewegt. Bestimmte Ausführungsformen können von der verbesserten Berührungserfassungsgenauigkeit an den Rändern der Cluster 30 profitieren, indem sie Clusterkonfigurationen verwenden, die untenstehend im Zusammenhang mit den 6A–6C diskutiert werden.
5B illustriert einen Graphen von Beispielmessungen 44, die durch bestimmte Ausführungsformen des Berührungssensors 10 gewonnen werden können. Die Messungen 52a, welche die Messungen 54a–54c enthalten, entsprechen den mit dem Cluster 30a aus 5A verknüpften Messungen. Die Messungen 52b, die die Messungen 56a–56c enthalten, entsprechen den mit dem Cluster 30b aus 5A verknüpften Messungen.
Die Messungen 52a repräsentieren Werte, die durch das Cluster 30a aus 5A gemessen wurden, und die Messungen 52b repräsentieren Werte, die durch das Cluster 30b der 5A gemessen wurden. Die Messungen 54a bis 54c entsprechen den durch das Cluster 30a an den jeweiligen Berührungspunkten 50a–50c gemessenen Werten, und die Messungen 56a–56c entsprechen den durch das Cluster 30b an den jeweiligen Berührungspunkten 50a–50c gemessenen Werten. Wie obenstehend diskutiert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 mehrere Messungen auswerten, um die Position des Objekts 34 zu bestimmen. Die gemessene Position des Objekts 34 kann zum Beispiel auf kapazitiven Werten beruhen, die durch mehrere Cluster 30 gemessen wurden. In einem konkreten Beispiel kann die Position des Objekts 34, wenn sich das Objekt 34 an dem Berührungspunkt 50a befindet, unter Verwendung der Messungen 54a und 56a (als auch unter Verwendung der durch andere Cluster 30 gemessenen Werte) ermittelt werden. Die Position des Objekts 34 kann darüber hinaus auch unter Berücksichtigung zuvor gemessener Werte ermittelt werden. In einem konkreten Beispiel kann die Position des Objekts 34, wenn sich das Objekt 34 an dem Berührungspunkt 50c befindet, unter Verwendung der Messungen 54c und 56c, als auch unter Verwendung der während vorheriger Abtastsequenzen gemessener Werte, wie zum Beispiel 54b und 56b, ermittelt werden. Da die Cluster 30a und 30b getrennt abgetastet werden können, können die Werte, die gemessen wurden, wenn sich das Objekt 34 an den Berührungspunkten 50a–50c befindet, hinreichend unterschiedlich sein, um genau zwischen diesen Berührungspunkten 50 zu unterscheiden. Bestimmte Ausführungsformen können von dieser verbesserten Berührungserfassungsgenauigkeit an den Rändern des Clusters 30 profitieren, indem Clusterkonfigurationen verwendet werden, die untenstehend im Zusammenhang mit den 6A–6C beschrieben werden.
Die 6A–6C illustrieren beispielhafte Clusterkonfigurationen, die in bestimmten Ausführungsformen des Berührungssensors 10 verwendet werden können. Der Berührungssensor 10 enthält ein Panel 32 und Cluster 30a und 30b. In der 6A enthalten die Cluster 30a und 30b Leiterbahnen 14a–14c beziehungsweise Leiterbahnen 14b–14f. In der 6B enthalten die Cluster 30a und 30b die Leiterbahnen 14b–14d beziehungsweise die Leiterbahnen 14e–14g. In 6C enthalten die Cluster 30a und 30b die Leiterbahnen 14c–14e beziehungsweise die Leiterbahnen 14f–14h. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in den 6A–6C nur die Cluster 30a und 30b dargestellt. Der Berührungssensor 10 kann jedoch zusätzliche Cluster 30 unter Verwendung von Leiterbahnen 14 enthalten, die nicht in bestimmten Konfigurationen der Cluster 30a und 30b verwendet werden. Das Panel 32, die Cluster 30 und die Leiterbahnen 14 können jede geeignete Struktur, Konfiguration und/oder Funktion haben, die obenstehend im Zusammenhang mit den 1, 2 und 3A–3C beschrieben wurden.
Die 6A–6C zeigen drei Clusterkonfigurationen, die nacheinander während einer „rollenden” Clustersequenz verwendet werden können. Rollende Clustersequenz bezieht sich hier auf ein sequenzielles Schalten der Konfiguration der Cluster 30. Wie obenstehend im Zusammenhang mit den 4A–4B und 5A–5B beschrieben wurde, kann die Position des Objekts 34 genauer ermittelt werden, wenn sich dieses an oder in der Nähe der Kreuzungsstelle der Cluster 30 befindet. Die Verwendung von rollenden Clustern kann die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sich das Objekt 34 an oder in der Nähe der Kreuzungsstelle von zwei oder mehreren Clustern 30 befindet, wodurch die Genauigkeit, Auflösung und/oder Linearität des Berührungssensors 10 verbessert werden kann. Derartige Verbesserungen können besonders nützlich sein, wenn Clusterkonfigurationen mit einer größeren Zahl von Leiterbahnen 14 pro Cluster 30 verwendet werden.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 die Konfiguration der Cluster 30 sequenziell verändern. Die Leiterbahnen 14a–14c können zum Beispiel galvanisch gekoppelt sein und als Cluster 30a ausgelesen werden, und die Leiterbahnen 14e–14f können galvanisch gekoppelt sein und als Cluster 30b ausgelesen werden, wie dies in 6A dargestellt ist. Nachdem die mit dieser Konfiguration verknüpften Kapazitätswerte gemessen wurden, können die Leiterbahnen 14b–14d galvanisch gekoppelt und ausgelesen werden, und die Leiterbahnen 14e–14g können galvanisch gekoppelt und ausgelesen werden, wie dies in 6B dargestellt ist. Nachdem die mit dieser Konfiguration verknüpften Kapazitätswerte gemessen wurden, können die Leiterbahnen 14c–14e galvanisch gekoppelt und ausgelesen werden, und die Leiterbahnen 14f–14h können galvanisch gekoppelt und ausgelesen werden, wie dies in 6C dargestellt ist. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Position des Objekts 34 unter Verwendung der verschiedenen Kapazitätswerte ermitteln, die mit diesen rollenden Clustern verknüpft sind. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann zum Beispiel die durch unterschiedliche Cluster 30 gemessenen Werte vergleichen. In einem anderen Beispiel kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 einen oder mehrere Kapazitätswerte ermitteln. In einem konkreten Beispiel kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 die drei Kapazitätswerte, die mit dem Cluster 30a verknüpft sind und die während der in den 6A–6B dargestellten Abtastsequenz gemessen wurden, ermitteln, um einen mit der Leiterbahn 14c verknüpften gemittelten Wert zu bestimmen, der Teil des Clusters 30a in jeder Konfiguration war. Eine analoge Mittelung kann für jede der Leiterbahnen 14 unter Verwendung der Messungen von den Clustern 30, in denen diese Leiterbahn 14 enthalten war, durchgeführt werden. Eine oder mehrere zusätzliche Berechnungen können verwendet werden, wie zum Beispiel gewichtete Mittelwerte, lineare Approximationen und Techniken für ausgeglichene Positionen. Rollende Cluster können die Genauigkeit, Auflösung und/oder Linearität des Berührungssensors 10 verbessern, der die Cluster 30 verwendet, die mehrere Leiterbahnen 14 enthalten. Derartige Ausführungsformen können es dem Berührungssensor 10 ermöglichen, eine verbesserte Empfindlichkeit zur Verfügung zu stellen, die, wie obenstehend beschrieben wurde, von der Gruppierung der Leiterbahnen 14 herrührt, während gleichzeitig potentielle Reduktionen der Genauigkeit, Auflösung und/oder Linearität (wie diese im Zusammenhang mit den 4A und 4B beschrieben wurden) vermieden werden, die anderweitig durch derartige Gruppierungen erzeugt werden könnten.
7 zeigt ein Beispielverfahren zur Verwendung mit bestimmten Ausführungsformen des Berührungssensors 10. Verschiedene Ausführungsformen können manche, alle oder auch keinen der untenstehend beschriebenen Schritte verwenden. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen diese Schritte in einer anderen Reihenfolge oder parallel zueinander ausführen, und bestimmte Ausführungsformen können zusätzliche Schritte ausführen. Darüber hinaus kann jede geeignete Komponente des Berührungssensors 10 und/oder der Berührungssensorsteuereinheit 12 einen oder mehrere Schritte der Abtastsequenz ausführen.
Im Schritt 60 werden die Leiterbahnen 14 zu einem ersten Cluster 30 verbunden. Die Leiterbahnen 14 können galvanisch, kapazitiv oder unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens gekoppelt sein. In einem konkreten Beispiel kann das erste Cluster 30 durch Konfiguration von einem oder von mehreren Schaltern gebildet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Verbindung der Leiterbahnen 14 zum Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 ausgeführt werden. Zusätzliche erste Cluster 30 können auch während des Schritts 60 konfiguriert werden. Nach dem Verbinden der Leiterbahnen 14 des ersten Clusters 30 wird die Sequenz im Schritt 62 fortgeführt.
Im Schritt 62 wird eine Spannung an das erste Cluster 30 angelegt. Die Spannung kann angelegt werden, indem das Cluster 30 mit einer Spannungsquelle (zum Beispiel einer Stromversorgungsleitung), einer Stromquelle, oder einer anderen geeigneten Komponente verbunden wird. Die Spannung kann für eine feste Zeitdauer oder eine variable Zeitdauer angelegt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anlegen der Spannung an das Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Eine Spannung kann auch an die zusätzlichen Cluster 30 angelegt werden, und die Cluster 30 können simultan geladen werden. Bestimmte Ausführungsformen können daher die Spannung an einen Satz von mehreren ersten Clustern 30 anlegen. Nach dem Anlegen der Spannung an das erste Cluster 30 wird die Sequenz im Schritt 64 fortgeführt.
Im Schritt 64 wird ein erster Kapazitätswert, der mit dem ersten Cluster 30 verknüpft ist, ermittelt. Bestimmte Ausführungsformen können auch erste Kapazitätswerte der zusätzlichen Cluster 30 messen, und diese Messungen können simultan oder sequenziell durchgeführt werden. Diese Werte können unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens gemessen werden, das obenstehend im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde. Der erste Kapazitätswert kann eine Kapazität sein oder er kann eine Messung sein, die proportional ist zu, im Zusammenhang steht mit, oder kennzeichnend ist für die Kapazität (oder Kapazitätsänderung), die durch den ersten Cluster 30 erfahren wird. Der erste Wert kann zum Beispiel eine Spannungsmessung, eine Strommessung, eine Zeitmessung oder eine andere geeignete Messung oder eine Kombination derselben sein. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen zusätzliche Schaltungen (wie zum Beispiel einen oder mehrere Integratoren, Verstärker, Kondensatoren, Schalter, Analog-Digital-Wandler, und/oder andere geeignete Schaltungen) verwenden, um derartige Messungen durchzuführen und/oder zu verbessern. Bestimmte Ausführungsformen können einen Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt messen, eine Änderung eines Wertes über der Zeit messen, und/oder andere geeignete Verarbeitungen durchführen, um die Ermittlung einer Position des Objekts 34 relativ zu dem Berührungssensor 10 zu ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ermittlung des ersten Kapazitätswertes zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Der eine oder die mehreren ersten Kapazitätswerte kann verwendet werden, um die Clusterkonfiguration zu bestimmen, eine oder mehrere Funktionen auszulösen, einen Abstand zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 zu schätzen, eine Form und/oder Größe des Objekts 34 zu schätzen (zum Beispiel durch eine Analyse der Verteilung der Kapazitätswerte, die durch mehrere erste Cluster 30 gemessen wurden), und/oder um eine andere geeignete Funktion auszuführen. Nach der Ermittlung der ersten Kapazitätswerte wird die Sequenz im Schritt 70 fortgeführt.
Manche Ausführungsformen können auch einen Abstand zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 auf Basis von zumindest dem ersten Kapazitätswert (oder der ersten Kapazitätswerte) ermitteln. In manchen Ausführungsformen kann diese Ermittlung Kapazitätswerte berücksichtigen, die mit mehreren Clustern 30 (zum Beispiel einer „Verteilung” von mehreren angrenzenden Clustern 30) verknüpft sind. Der Abstand kann unter Verwendung verschiedener Verfahren geschätzt werden. Der Abstand kann zum Beispiel als Funktion der Stärke von einem oder von mehreren Messsignalen (zum Beispiel dem ersten Kapazitätswert) und der Signalverteilung (zum Beispiel der relativen Messungen der mehreren Cluster 30) geschätzt werden. Derartige Funktionen können verschiedene Überlegungen berücksichtigen. Für ein bestimmtes Objekt 34 kann der gemessene Kapazitätswert zum Beispiel zunehmen, wenn sich das Objekt 34 dem Berührungssensor 10 annähert. In manchen Ausführungsformen kann der Zusammenhang zwischen dem Abstand und der Signalstärke nicht linear sein, so dass eine lineare Annäherung verwendet werden kann. Darüber hinaus können größere Objekte Signale erzeugen, die gleichförmiger über angrenzende Cluster verteilt sind, was in einer „flacheren” Verteilung der gemessenen Kapazitätswerte resultiert. Umgekehrt können kleinere Objekte einen „schärferen” Satz von Signalen über angrenzende Cluster 30 erzeugen, was zu einer Spitzenverteilung der gemessenen Kapazitätswerte führt. Die Abstandsschätzungsfunktionen können linear oder nicht linear sein. Darüber hinaus können in manchen Ausführungsformen diese Funktionen eine oder mehrere Nachschlagetabellen verwenden. Bestimmte Ausführungsformen können Messungen berücksichtigen, die durch andere Clusterkonfigurationen gewonnen wurden (zum Beispiel die Clusterkonfigurationen sowohl von 3A als auch von 3B). Abstandsschätzungen können auch verwendet werden, um eine oder mehrere Funktionen auszulösen, wie zum Beispiel eine Änderung der Clusterkonfiguration, das Starten oder Beenden eines Tiefschlafmodus, das Ein- oder Ausschalten einer Beleuchtung, oder andere geeignete Funktionen.
Im Schritt 70 werden bestimmte Leiterbahnen 14 zu einem zweiten Cluster 30 verbunden. Die Leiterbahnen 14 können galvanisch, kapazitiv oder unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens gekoppelt sein. In einem konkreten Beispiel kann das zweite Cluster 30 durch Konfigurieren von einem oder von mehreren Schaltern gebildet werden. Das zweite Cluster 30 kann mehr oder weniger Leiterbahnen 14 als das erste Cluster 30 enthalten. Das zweite Cluster 30 kann auch eine oder mehrere Leiterbahnen 14 enthalten, die in dem ersten Cluster 30 enthalten waren. Das erste Cluster 30 kann zum Beispiel dem Cluster 30a aus 3A entsprechen, wohingegen das zweite Cluster 30 dem Cluster 30a aus 3B entsprechen kann. Das zweite Cluster 30 kann durch Konfiguration von einem oder von mehreren Schaltern gebildet werden, oder unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens. In bestimmten Ausführungsformen kann das Verbinden der Leiterbahnen 14 zu dem zweiten Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Zusätzliche zweite Cluster 30 können ebenfalls im Schritt 70 gebildet werden.
Die Konfiguration von einem oder von mehreren zweiten Clustern 30, wie im Schritt 70 beschrieben, kann zumindest zum Teil durch einen oder durch mehrere der ersten Kapazitätswerte, die im Schritt 64 gemessen wurden, ausgelöst werden. Der Berührungssensor 10 kann zum Beispiel so konfiguriert werden, dass er eine oder mehrere Auslesesequenzen mit ersten Clustern 30 (zum Beispiel Cluster 30a und 30b aus 3A) durchführt, solange die gemessenen Kapazitätswerte bestimmte Bedingungen erfüllen. Nach dem obigen Schritt 64 kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 zumindest zum Teil auf Basis des ersten Kapazitätswertes feststellen, dass die Konfiguration der Cluster 30 geändert werden sollte. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann zum Beispiel die Größe der Cluster 30 verringern, die Größe der Cluster 30 erhöhen, oder die Konfiguration der Cluster 30 in jeder geeigneten Weise ändern. Diese Feststellung kann auch Kapazitätswerte berücksichtigen, die mit zusätzlichen Clustern 30 verknüpft sind. Darüber hinaus können eine oder mehrere zusätzliche Berechnungen verwendet werden, wie zum Beispiel gewichtete Mittelwerte, lineare Approximationen oder andere geeignete Berechnungen. Nachdem die Leiterbahnen 14 des zweiten Clusters 30 verbunden wurden, wird die Sequenz im Schritt 72 fortgeführt.
Im Schritt 72 wird eine Spannung an das zweite Cluster 30 angelegt. Die Spannung kann angelegt werden, indem der Cluster 30 mit einer Spannungsquelle (zum Beispiel einer Spannungsversorgungsleitung), einer Stromquelle oder einer andere geeigneten Komponente verbunden wird. Die Spannung kann für eine feste Zeitdauer oder eine variable Zeitdauer angelegt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anlegen der Spannung an das Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Eine Spannung kann auch an die zusätzlichen Cluster 30 angelegt werden, und die Cluster 30 können gleichzeitig geladen werden. In bestimmten Ausführungsformen kann daher eine Spannung an einen Satz von mehreren zweiten Clustern 30 angelegt werden. Nachdem die Spannung an das zweite Cluster 30 angelegt wurde, wird die Sequenz im Schritt 74 fortgeführt.
Im Schritt 74 wird ein zweiter Kapazitätswert, der mit dem zweiten Cluster 30 verknüpft ist, ermittelt. Dieser Wert kann unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens gemessen werden, das obenstehend im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde. Der zweite Kapazitätswert kann eine Kapazität (oder eine Kapazitätsänderung) sein, oder er kann eine Messung sein, die proportional ist zu, in Zusammenhang steht mit, oder kennzeichnend ist für die Kapazität (oder Kapazitätsänderung), die durch das zweite Cluster 30 erfahren wird. Der zweite Wert kann zum Beispiel eine Spannungsmessung, eine Strommessung, eine Zeitmessung oder eine andere geeignete Messung oder eine Kombination derselben sein. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen zusätzliche Schaltungen (wie zum Beispiel einen oder mehrere Integratoren, Verstärker, Kondensatoren, Schalter, Analog-Digital-Wandler, und/oder andere geeignete Schaltungen) verwenden, um derartige Messungen durchzuführen und/oder zu verbessern. Bestimmte Ausführungsformen können einen Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt messen, eine Änderungen in einem Wert über der Zeit messen, und/oder andere geeignete Verarbeitungen durchführen, um die Ermittlung einer Position des Objekts 34 relativ zu dem Berührungssensor 10 zu ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ermittlung des zweiten Kapazitätswertes zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Zusätzliche Anpassungen der Clustergröße können im Anschluss an die Messung des zweiten Kapazitätswertes durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Clustergröße vergrößert, verkleinert oder in geeigneter Weise angepasst werden.
Durch Anpassen der Größe der Cluster 30 in dieser Weise können bestimmte Ausführungsformen die Stärke und/oder die Empfindlichkeit des Berührungssensors 10 auf Basis des Abstands zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 anpassen. Bestimmte Ausführungsformen können darüber hinaus die Auflösung des Berührungssensors 10 erhöhen und/oder die Linearität oder „Glattheit” der Linien oder Kurven, die über dem Berührungssensor 10 gezeichnet werden, verbessern. Bestimmte Ausführungsformen können darüber hinaus das Auslösen von einer oder von mehreren Funktionen auf Basis der Gegenwart des Objekts 34, der Position des Objekts 34, und/oder einer oder mehreren gemessenen Kapazitätswerten (oder irgendeines Wertes, der durch die gemessenen Kapazitätswerte bestimmt wird) ermöglichen. Bestimmte Ausführungsformen können zum Beispiel die maximalen Clustergrößen verwenden, wenn die Gegenwart des Objekts 34 nicht detektiert wird, wodurch die Detektion von Objekten 34 in größerem Abstand ermöglicht werden kann. In einem anderen Beispiel können bestimmte Ausführungsformen die Clusterkonfigurationen anpassen, um kleinere Clustergrößen zu verwenden, wenn sich das Objekt 34 dem Berührungsbildschirm annähert, wodurch eine besserte Empfindlichkeit bei größeren Abständen zur Verfügung gestellt wird, während gleichzeitig eine optimale Genauigkeit, Auflösung, und/oder Linearität bei kürzeren Abständen zur Verfügung gestellt wird. Derartige Ausführungsformen können die Auflösung optimieren, während eine ausreichende Empfindlichkeit durch Verwendung der kleinsten praktikablen Clustergröße bei gegebener Position des Objekts 34 aufrechterhalten wird, da (1) eine bestimmte minimale Empfindlichkeit erforderlich ist, um ausreichende Kapazitätsmessungen zu liefern und (2) kleinere Clustergrößen eine größere Berührungsauflösung liefern können. Darüber hinaus können eine oder mehrere Funktionen (zum Beispiel Aufwachen aus einem Tiefschlafzustand, Einschalten von einem oder von mehreren Lichtern, Änderungen der Clusterkonfigurationen, und/oder andere geeignete Funktionen) durch einen oder mehrere gemessene Kapazitätswerte oder durch die Gegenwart oder Position des Objekts 34 ausgelöst werden.
8 illustriert ein Beispielverfahren zur Verwendung mit bestimmten Ausführungsformen des Berührungssensors 10. Die Sequenz der 8 kann zum Beispiel in den Ausführungsformen verwendet werden, die eine rollende Clusterkonfiguration verwenden, wie dies obenstehend im Zusammenhang mit 6A–6C beschrieben wurde. Verschiedene Ausführungsformen können manche, alle oder auch keinen der untenstehend beschriebenen Schritte ausführen. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen diese Schritte in einer anderen Reihenfolge oder parallel zueinander ausführen, und bestimmte Ausführungsformen können auch zusätzliche Schritte ausführen. Darüber hinaus kann jede geeignete Komponente des Berührungssensors 10 und/oder der Berührungssensorsteuereinheit 12 einen oder mehrere Schritte der Auslesesequenz ausführen.
Im Schritt 78 werden die Leiterbahnen 14 zu einem ersten Cluster 30 verbunden. Die Leiterbahnen 14 können galvanisch, kapazitiv oder unter Verwendung irgendeines geeigneten Verfahrens verbunden werden. In einem konkreten Beispiel kann das erste Cluster 30 durch Konfiguration von einem oder von mehreren Schaltern gebildet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Verbinden der Leiterbahnen 14 zu dem Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Zusätzliche erste Cluster 30 können ebenfalls im Schritt 78 konfiguriert werden. Nach dem Verbinden der Leiterbahnen 14 des ersten Clusters 30 wird die Sequenz in Schritt 80 fortgeführt.
Im Schritt 80 wird eine Spannung an das erste Cluster 30 angelegt. Die Spannung kann angelegt werden, indem das Cluster 30 mit einer Spannungsquelle (zum Beispiel einer Spannungsversorgungsleitung), einer Stromquelle, oder einer anderen geeigneten Komponente verbunden wird. Die Spannung kann für eine feste Zeitdauer oder für eine variable Zeitdauer angelegt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anlegen der Spannung an das Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Eine Spannung kann auch an die zusätzlichen Cluster 30 angelegt werden, und die Cluster 30 können gleichzeitig geladen werden. Bestimmte Ausführungsformen können daher die Spannung an einen Satz von mehreren ersten Clustern 30 anlegen. Nach dem Anlegen der Spannung an das erste Cluster 30 wird die Sequenz im Schritt 82 fortgeführt.
Im Schritt 82 wird ein erster Kapazitätswert, der mit dem ersten Cluster 30 verknüpft ist, bestimmt. Bestimmte Ausführungsformen können auch erste Kapazitätswerte der zusätzlichen Cluster 30 messen, und diese Messungen können simultan oder sequenziell durchgeführt werden. Diese Werte können unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens gemessen werden, das obenstehend im Zusammenhang mit 1 beschrieben wurde. Der erste Kapazitätswert kann eine Kapazität sein, oder er kann eine Messung sein, die proportional ist zu, in Zusammenhang steht mit, oder kennzeichnend ist für die Kapazität (oder Kapazitätsänderung), die durch den ersten Cluster 30 erfahren wird. Der erste Wert kann zum Beispiel eine Spannungsmessung, eine Strommessung, eine Zeitmessung oder eine andere geeignete Messung oder eine Kombination derselben sein. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen zusätzliche Schaltungen (wie zum Beispiel einen oder mehrere Integratoren, Verstärker, Kondensatoren, Schalter, Analog-Digital-Wandler, und/oder andere geeignete Schaltungen) verwenden, um derartige Messungen durchzuführen und/oder zu verbessern. Bestimmte Ausführungsformen können einen Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt messen, eine Änderung eines Wertes über der Zeit messen, und/oder andere geeignete Verarbeitungen durchführen, um die Ermittlung einer Position des Objekts 34 relativ zu dem Berührungssensor 10 zu ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ermittlung des ersten Kapazitätswertes zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Der eine oder die mehreren ersten Kapazitätswerte können verwendet werden, um die Clusterkonfiguration zu bestimmen, eine oder mehrere Funktionen auszulösen, einen Abstand zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 zu schätzen, eine Form und/oder Größe des Objekts 34 zu schätzen (zum Beispiel durch Analyse der Verteilung der Kapazitätswerte, die durch mehrere erste Cluster 30 gemessen wurden), und/oder um eine geeignete Funktion auszuführen. Nach der Ermittlung des ersten Kapazitätswertes wird die Sequenz im Schritt 84 fortgeführt.
Im Schritt 84 werden bestimmte Leiterbahnen 14 zu einem zweiten Cluster 30 verbunden. Die Leiterbahnen 14 können galvanisch, kapazitiv oder unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens verbunden werden. In einem konkreten Beispiel wird der zweite Cluster 30 durch Konfiguration von einem oder von mehreren Schaltern gebildet. Der zweite Cluster 30 kann die gleiche Zahl von Leiterbahnen 14 wie der erste Cluster 30 enthalten, obwohl dies nicht erforderlich ist. Der zweite Cluster 30 kann auch eine oder mehrere Leiterbahnen 14 enthalten, die bereits in dem ersten Cluster 30 enthalten waren, und der zweite Cluster 30 kann auch eine oder mehrere Leiterbahnen 14 enthalten, die nicht in dem ersten Cluster 30 enthalten waren. Darüber hinaus kann der zweite Cluster 30 eine oder mehrere Leiterbahnen 14 ausschließen, die in dem ersten Cluster 30 enthalten waren. Der erste Cluster 30 kann zum Beispiel dem Cluster 30a aus 6A entsprechen, während der zweite Cluster 30 dem Cluster 30a aus 6B entsprechen kann. Der zweite Cluster 30 kann gebildet werden, indem ein oder mehrere Schalter konfiguriert werden, oder unter Verwendung eines anderen geeigneten Verfahrens. In bestimmten Ausführungsformen kann das Verbinden der Leiterbahnen 14 zu dem zweiten Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Zusätzliche zweite Cluster können ebenfalls während des Schrittes 84 konfiguriert werden. Nach dem Verbinden der Leiterbahnen 14 des zweiten Clusters 30 wird die Sequenz im Schritt 86 fortgeführt.
Im Schritt 86 wird eine Spannung an den zweiten Cluster 30 angelegt. Die Spannung kann angelegt werden, indem der Cluster 30 mit einer Spannungsquelle (zum Beispiel einer Spannungsversorgungsleitung), einer Stromquelle, oder einer anderen geeigneten Komponente verbunden wird. Die Spannung kann für eine feste Zeitdauer oder eine variable Zeitdauer angelegt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anlegen der Spannung an das Cluster 30 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Eine Spannung kann auch an die zusätzlichen Cluster 30 angelegt werden, und die zusätzlichen Cluster 30 können gleichzeitig geladen werden. Bestimmte Ausführungsformen können daher eine Spannung an einen Satz von mehreren ersten Clustern 30 anlegen. Nach dem Anlegen der Spannung an das zweite Cluster 30 wird die Sequenz im Schritt 88 fortgeführt.
Im Schritt 88 wird ein zweiter Kapazitätswert, der mit dem zweiten Cluster 30 verknüpft ist, ermittelt. Der zweite Kapazitätswert kann eine Kapazität (oder Kapazitätsänderung) sein, oder er kann eine Messung sein, die proportional ist zu, in Zusammenhang steht mit, oder kennzeichnend ist für die Kapazität (oder Kapazitätsänderung), die durch das zweite Cluster 30 erfahren wird. Der zweite Wert kann zum Beispiel eine Spannungsmessung, eine Strommessung, eine Zeitmessung, oder eine andere geeignete Messung oder geeignete Kombination derselben sein. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen zusätzliche Schaltungen (wie zum Beispiel einen oder mehrere Integratoren, Verstärker, Kondensatoren, Schalter, Analog-Digital-Wandler, und/oder andere geeignete Schaltungen) verwenden, um derartige Messungen durchzuführen und/oder zu verbessern. Bestimmte Ausführungsformen können einen Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt messen, eine Änderung in einem Wert über der Zeit messen, und/oder andere geeignete Verarbeitungen durchführen, um die Ermittlung einer Position des Objekts 34 relativ zu dem Berührungssensor 10 zu ermöglichen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ermittlung des zweiten Kapazitätswertes zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen. Der eine oder die mehreren ersten Kapazitätswerte können verwendet werden, um die Clusterkonfiguration zu bestimmen, eine oder mehrere Funktionen auszulösen, einen Abstand zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 zu schätzen, eine Form und/oder Größe des Objekts 34 zu schätzen (zum Beispiel durch Analysieren der Verteilung der Kapazitätswerte, die durch mehrere erste Cluster 30 gemessen wurden), und/oder um eine geeignete Funktion auszuführen. Nach der Ermittlung des zweiten Kapazitätswertes wird die Sequenz im Schritt 90 fortgeführt.
Im Schritt 90 wird eine Position des Objekts 34 zumindest zum Teil auf Basis des ersten und des zweiten Kapazitätswertes ermittelt. In manchen Ausführungsformen kann diese Ermittlung auch Kapazitätswerte berücksichtigen, die mit zusätzlichen Clustern 30 verknüpft sind. Darüber hinaus können eine oder mehrere zusätzliche Berechnungen verwendet werden, wie zum Beispiel gewichtete Mittelwerte, lineare Approximationen oder andere geeignete Techniken. Die gemessene Position kann eine Schätzung sein, wo ein Teil des Objekts 34 den Berührungssensor 10 physikalisch berührt. Die gemessene Position kann auch eine Schätzung einer orthogonalen Projektion eines Teils des Objekts 34 auf den Berührungssensor 10 sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ermittlung des Abstands zwischen dem Objekt 34 und dem Berührungssensor 10 zumindest zum Teil durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 erfolgen.
Da die Ermittlung der Position, wie oben beschrieben, auf mehreren Messungen von rollenden Clustern basiert, kann diese Auslesesequenz die Genauigkeit, die Auflösung und/oder die Linearität des Berührungssensors 10 verbessern, der die Cluster 30 verwendet, die mehrere Leiterbahnen 14 enthalten. Derartige Ausführungsformen können es dem Berührungssensor 10 ermöglichen, eine verbesserte Empfindlichkeit durch die oben beschriebene Gruppierung der Leiterbahnen 14 zu liefern, wobei zugleich mögliche Reduktionen in der Genauigkeit, der Auflösung und/oder der Linearität (wie im Zusammenhang mit den 4A und 4B beschrieben) vermieden werden, die ansonsten durch die Verwendung größerer Cluster erzeugt werden könnten. Derartige technische Vorteile können auch die Genauigkeit, Auflösung und/oder Linearität der Schwebemessungen verbessern. Darüber hinaus können rollende Cluster in Verbindung mit einem oder mehreren anderen Ausleseverfahren verwendet werden. Rollende Clusterkonfigurationen können zum Beispiel zusätzlich zu der dynamischen Clustergröße verwendet werden, die obenstehend im Zusammenhang mit den 3A–3C und 7 beschrieben wurde.
„Oder” ist hier inklusive und nicht exklusive zu verstehen, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus ist „und” sowohl einzeln als auch insgesamt zu verstehen, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, sowohl einzeln als auch insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt.
Diese Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den hier angegebenen beispielhaften Ausführungsformen, die ein Fachmann in Betracht ziehen würde. Obgleich zum Beispiel die Ausführungsform der 2 eine bestimmte Konfiguration der Leiterbahnen 14 zeigt, kann jede geeignete Konfiguration verwendet werden. In einem anderen Beispiel kann, obwohl die 3A–3C, 4A, 5A und 6A–6C bestimmte Konfigurationen der Cluster 30 zeigen, jede geeignete Anzahl, Art und Konfiguration verwendet werden. Als weiteres Beispiel kann, obwohl die 3A–3C, 4A, 5A und 6A–6C eine einzige Schicht der Leiterbahnen 14 zeigt, jede Ausführungsform mehrere Schichten von Leiterbahnen 14 enthalten. In noch einem weiteren Beispiel können, obwohl diese Offenbarung bestimmte Berührungserfassungsoperationen beschreibt, die unter Verwendung der Komponenten des Berührungssensors 10 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 ausgeführt werden können, alle geeigneten Berührungserfassungsoperationen ausgeführt werden. Darüber hinaus können bestimmte Ausführungsformen zwischen einem oder mehreren der hier beschriebenen Berührungserfassungsverfahren wechseln, oder diese kombinieren.
Obwohl diese Offenbarung die jeweiligen Ausführungsformen als bestimmte Komponente, Elemente, Funktionen, Operationen oder Schritte enthaltend beschreibt und illustriert, kann darüber hinaus jede dieser Ausführungsformen jede Kombination oder Permutation der hier beschriebenen oder illustrierten Komponenten, Elemente, Funktionen, Operationen oder Schritte enthalten, die ein Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst ein Bezug in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu angepasst ist, dazu eingerichtet ist, dazu in der Lage ist, dazu konfiguriert ist, oder dazu betreibbar ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System, oder diese Komponente, unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet, oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet, angepasst, in der Lage, konfiguriert, oder betreibbar ist, diese Funktion auszuführen.

Claims

Vorrichtung, umfassend: einen Sensor mit einer Vielzahl von Elektroden; eine Steuereinheit mit: einer Verarbeitungseinheit; und einem Speicher mit einer Logik, die dazu eingerichtet ist, dass sie bei ihrer Ausführung durch die Verarbeitungseinheit: jede Elektrode einer ersten Teilmenge der Vielzahl von Elektroden zu verbinden; eine Spannung an die erste Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der ersten Teilmenge verbunden wurde; einen ersten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; auf Basis von zumindest dem ersten Werte jede Elektrode einer zweiten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, wobei die zweite Teilmenge weniger Elektroden hat als die erste Teilmenge; eine Spannung an die zweite Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der zweiten Teilmenge verbunden wurde; und einen zweiten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, bei ihrer Ausführung durch die Verarbeitungseinheit: auf Basis von zumindest dem zweiten Wert eine dritte Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, wobei die dritte Teilmenge weniger Elektroden hat als die zweite Teilmenge; eine Spannung an die dritte Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der dritten Teilmenge verbunden wurde; und einen dritten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der dritten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die dritte Teilmenge angelegt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung des ersten Wertes das Messen einer ersten Spannung umfasst, die mit der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; und die Ermittlung des zweiten Wertes das Messen einer zweiten Spannung umfasst, die mit der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung des ersten und des zweiten Wertes Eigenkapazitätsmessungen verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Teilmenge eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode umfasst, die an die erste Elektrode angrenzt und im Wesentlichen parallel zu ihr ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, bei ihrer Ausführung durch die Verarbeitungseinheit: jede Elektrode einer dritten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, wobei die dritte Teilmenge die gleiche Zahl von Elektroden hat wie die erste Teilmenge; eine Spannung an die dritte Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der dritten Teilmenge verbunden wurde; und einen dritten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der dritten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die dritte Teilmenge angelegt wurde, und wobei das Verbinden jeder Elektrode einer zweiten Teilmenge zumindest zum Teil auf dem ersten und dem dritten Wert basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Teilmenge eine oder mehrere Elektroden enthält, die nicht in der zweiten Teilmenge enthalten sind, und eine oder mehrere Elektroden enthält, die in der zweiten Teilmenge enthalten sind.
Verfahren, umfassend: Verbinden jeder Elektrode einer ersten Teilmenge einer Vielzahl von Elektroden eines Sensors; Anlegen einer Spannung an die erste Teilmenge, nachdem jede Elektrode der ersten Teilmenge verbunden wurde; Ermitteln eines ersten Wertes, der mit einer Kapazität der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; basierend auf zumindest dem ersten Wert, Verbinden jeder Elektrode einer zweiten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden, wobei die zweite Teilmenge weniger Elektroden hat als die erste Teilmenge; Anlegen einer Spannung an die zweite Teilmenge, nachdem jede Elektrode der zweiten Teilmenge verbunden wurde; und Ermitteln eines zweiten Wertes, der mit einer Kapazität der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend: basierend auf zumindest dem zweiten Wert, Verbinden jeder Elektrode einer dritten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden, wobei die dritte Teilmenge weniger Elektroden hat als die zweite Teilmenge; Anlegen einer Spannung an die dritte Teilmenge, nachdem jede Elektrode der dritten Teilmenge verbunden wurde; und Ermitteln eines dritten Wertes, der mit einer Kapazität der dritten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die dritte Teilmenge angelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei: die Ermittlung des ersten Wertes das Messen einer ersten Spannung umfasst, die mit der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; und die Ermittlung des zweiten Wertes das Messen einer zweiten Spannung umfasst, die mit der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ermittlung der ersten und der zweiten Werte Eigenkapazitätsmessungen verwendet.
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend: Verbinden jeder Elektrode einer dritten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden, wobei die dritte Teilmenge die gleiche Zahl von Elektroden hat wie die erste Teilmenge; Anlegen einer Spannung an die dritte Teilmenge, nachdem jede Elektrode der dritten Teilmenge verbunden wurde; und Ermitteln eines dritten Wertes, der mit einer Kapazität der dritten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die dritte Teilmenge angelegt wurde; wobei das Verbinden jeder Elektrode einer zweiten Teilmenge zumindest zum Teil auf dem ersten und dem dritten Wert basiert.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Anlegen der Spannung an die erste und die dritte Teilmenge im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt.
Vorrichtung, umfassend: einen Sensor mit einer Vielzahl von Elektroden; eine Steuereinheit mit: einer Verarbeitungseinheit; und einem Speicher mit einer Logik, die dazu eingerichtet ist, bei ihrer Ausführung durch die Verarbeitungseinheit: jede Elektrode einer ersten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden; eine Spannung an die erste Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der ersten Teilmenge verbunden wurde; einen ersten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; jede Elektrode einer zweiten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, wobei die zweite Teilmenge eine oder mehrere Elektroden enthält, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, eine oder mehrere Elektroden enthält, die nicht in der ersten Teilmenge enthalten ist, und eine oder mehrere Elektroden, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, nicht enthält; eine Spannung an die zweite Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der zweiten Teilmenge verbunden wurde; einen zweiten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde; und eine Position des Objekts auf Basis von zumindest dem ersten und dem zweiten Wert zu ermitteln, wobei die Position eine Projektion eines Teils des Objekts über einer Oberfläche des Sensors angibt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, bei ihrer Ausführung durch die Verarbeitungseinheit: jede Elektrode einer dritten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden zu verbinden, wobei die dritte Teilmenge eine oder mehrere Elektroden enthält, die in der ersten und der zweiten Teilmenge enthalten sind, eine oder mehrere Elektroden enthält, die nicht in der ersten und der zweiten Teilmenge enthalten sind, und eine oder mehrere Elektroden, die in der ersten und der zweiten Teilmenge enthalten sind, nicht enthält; eine Spannung an die dritte Teilmenge anzulegen, nachdem jede Elektrode der dritten Teilmenge verbunden wurde; und einen dritten Wert zu ermitteln, der mit einer Kapazität der dritten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die dritte Teilmenge angelegt wurde; wobei die Ermittlung der Position des Objekts des Weiteren auf dem dritten Wert basiert.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei: die Vielzahl der Elektroden erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Elektroden umfasst; die erste Teilmenge die erste, zweite und dritte Elektrode umfasst; die zweite Teilmenge die zweite, dritte und vierte Elektrode umfasst; und die dritte Teilmenge die dritte, vierte und fünfte Elektrode umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei: die Ermittlung des ersten Wertes das Messen einer ersten Spannung umfasst, die mit der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; und die Ermittlung des zweiten Wertes das Messen einer zweiten Spannung umfasst, die mit der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Ermittlung des ersten und des zweiten Wertes Eigenkapazitätsmessungen verwendet.
Verfahren, umfassend: Verbinden jeder Elektrode einer ersten Teilmenge einer Vielzahl von Elektroden eines Sensors; Anlegen einer Spannung an die erste Teilmenge, nachdem jede Elektrode der ersten Teilmenge verbunden wurde; Ermitteln eines ersten Wertes, der mit einer Kapazität der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; Verbinden jeder Elektrode einer zweiten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden, wobei die zweite Teilmenge eine oder mehrere Elektroden enthält, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, eine oder mehrere Elektroden enthält, die nicht in der ersten Teilmenge enthalten sind, und eine oder mehrere Elektroden, die in der ersten Teilmenge enthalten sind, nicht enthält; Anlegen einer Spannung an die zweite Teilmenge, nachdem jede Elektrode der zweiten Teilmenge verbunden wurde; Ermitteln eines zweiten Wertes, der mit einer Kapazität der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde; und Ermitteln einer Position des Objekts basierend zumindest auf dem ersten und dem zweiten Wert, wobei die Position eine Projektion eines Teils des Objekts über einer Oberfläche des Sensors angibt.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei: die Vielzahl der Elektroden eine erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Elektrode umfasst; die erste Teilmenge die erste, zweite und dritte Elektrode umfasst; die zweite Teilmenge die zweite, dritte und vierte Elektrode umfasst; und die dritte Teilmenge die dritte, vierte und fünfte Elektrode umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, des Weiteren umfassend: Verbinden jeder Elektrode einer dritten Teilmenge der Vielzahl der Elektroden, wobei die dritte Teilmenge eine oder mehrere Elektroden enthält, die in der ersten und der zweiten Teilmenge enthalten sind, eine oder mehrere Elektroden enthält, die nicht in der ersten und der zweiten Teilmenge enthalten sind, und eine oder mehrere Elektroden, die in der ersten und der zweiten Teilmenge enthalten sind, nicht enthält; Anlegen einer Spannung an die dritte Teilmenge, nachdem jede Elektrode der dritten Teilmenge verbunden wurde; und Ermitteln eines dritten Wertes, der mit einer Kapazität der dritten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die dritte Teilmenge angelegt wurde; wobei die Ermittlung der Position des Objekts des Weiteren auf dem dritten Wert basiert.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei: die Ermittlung des ersten Wertes das Messen einer ersten Spannung umfasst, die mit der ersten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die erste Teilmenge angelegt wurde; und die Ermittlung des zweiten Wertes das Messen einer zweiten Spannung umfasst, die mit der zweiten Teilmenge verknüpft ist, nachdem die Spannung an die zweite Teilmenge angelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Ermittlung des ersten und des zweiten Wertes Eigenkapazitätsmessungen verwendet.