DE102015208460A1

DE102015208460A1 - Synchronisierung der zeitlichen Abstimmung eines aktiven Stifts und eines Berührungssensors

Info

Publication number: DE102015208460A1
Application number: DE102015208460.4A
Authority: DE
Inventors: Vemund Bakken; Eivind Holsen
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2035-05-08
Also published as: CN110658930B; US11537221B2; CN110750165B; TW201941027A; US20200371610A1; US11262858B2; US10185413B2; TWI726357B; US20190272050A1; CN105094384A; TW201939226A; US10739874B2; DE102015208460B4; CN110658930A; US20150324029A1; TWI716036B; CN110737342A; CN110750165A; CN105094384B; US9733731B2

Abstract

In einer Ausführungsform enthält ein Stift eine Steuereinheit, eine Verzögerungsleitung, eine Koeffizientenleitung und ein computerlesbares, nichttransitorisches Speichermedium. Die Steuereinheit ist dazu betreibbar, ein Synchronisationssignal zu empfangen, das von einer Datenverarbeitungsvorrichtung übertragen und durch den Stift empfangen wird. Die Verzögerungsleitung ist dazu betreibbar, erste aufeinander folgende Flanken des Synchronisationssignals zu speichern. Die Koeffizientenleitung enthält einen vorbestimmten Koeffizientenvektor. Das computerlesbare nichttransitorische Speichermedium enthält eine Logik, die dazu konfiguriert ist, dass sie bei ihrer Ausführung: eine erste Korrelation zwischen den ersten aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor der Koeffizientenleitung ermittelt; die älteste Signalperiode von Flanken der ersten aufeinander folgenden Flanken aus der Verzögerungsleitung entfernt; eine nächste Signalperiode von neuen aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals in der Verzögerungsleitung speichert, wobei die neuen aufeinander folgenden Flanken zweite aufeinander folgende Flanken des Synchronisationssignals bilden; eine zweite Korrelation zwischen den zweiten aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor ermittelt; und eine oder mehrere Zeitabstimmungen zur Kommunikation zwischen dem Stift und der Datenverarbeitungsvorrichtung zumindest zum Teil auf Basis der ersten und der zweiten Korrelationen synchronisiert.

Description

Technischer Bereich
Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungssensoren und Stifte.
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 ggf. 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.
2 zeigt das Äußere eines beispielhaften aktiven Stifts.
3 zeigt das Innere eines beispielhaften aktiven Stifts.
4 zeigt einen beispielhaften aktiven Stift mit einem Beispielgerät.
5 zeigt eine beispielhafte Steuereinheit aus 3 zur Synchronisierung der zeitlichen Abstimmung.
6 zeigt ein Beispielverfahren zur Synchronisierung der zeitlichen Abstimmung durch die beispielhafte Steuereinheit aus 3.
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12. 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 ggf. 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 ggf. sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Alternativ dazu kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor ggf. 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 ggf. ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (manchmal als 100%-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. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien in bestimmten Formen mit bestimmten Füllungen in bestimmten Mustern beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus jedem geeigneten leitfähigen Material in jeder geeigneten Form mit jedem geeigneten Füllprozentsatz in jedem geeigneten Muster. 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 bilde, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische 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 de 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 alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
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. 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. 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 Ansteuerelektrodenleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseelektrodenleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. Zusätzlich können ein oder mehrere Masseelektroden zusammen eine Masseelektrodenleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerelektrodenleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseelektrodenleitungen verlaufen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerelektrodenleitungen im Wesentlichen parallel zu den Ausleseelektrodenleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerelektrodenleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerelektrodenleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseelektrodenleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseelektrodenleitung bilden, und umgekehrt. Zusätzlich kann eine Bezugnahme auf eine Masseelektrodenleitung ggf. eine oder mehrere Masseelektroden umfassen, die die Masseelektrodenleitung bilden, und umgekehrt. In bestimmten Ausführungsformen kann jede Elektrode als Ansteuer-, Auslese oder Masseelektrode konfiguriert werden, und die Konfiguration der Elektroden kann während des Betriebs des Berührungssensors 10 geändert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Konfiguration der Elektroden durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 gesteuert werden.
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. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
In bestimmten Ausführungsformen kann der Berührungssensor 10 die Position eines Objekts (wie z. B. eines Stifts oder eines Fingers oder der Hand eines Benutzers), das einen physikalischen Kontakt mit einem berührungsempfindlichen Bereich des Berührungssensors 10 eingeht, ermitteln. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Berührungssensor 10 in bestimmten Ausführungsformen die Position eines Objekts ermitteln, das in die Nähe des Berührungssensors 10 kommt, ohne den Berührungssensor 10 notwendigerweise zu berühren. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Objekt in die Nähe des Berührungssensors 10 kommen, wenn es sich in einem bestimmten Abstand über einer Oberfläche des Berührungssensors 10 befindet; wenn es an einer bestimmten Stelle über einer Oberfläche des Berührungssensors 10 schwebt; wenn es eine Bewegung (wie z. B. eine Wischbewegung oder eine Luftgeste) über einer Oberfläche des Berührungssensors 10 ausführt; oder wenn eine geeignete Kombination dieser Bedingungen vorliegt. In bestimmten Ausführungsformen kann die Positionsermittlung eines Objekts, das in die Nähe des Berührungssensors 10 kommt, ohne einen physikalischen Kontakt einzugehen, als Ermittlung der Annäherung eines Objekts bezeichnet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ermittlung der Annäherung eines Objekts die Ermittlung der Position einer Projektion des Objekts auf den Berührungssensor 10 umfassen, wenn sich das Objekt in einem bestimmten Abstand über einer Ebene des Berührungssensors 10 befindet. Die Projektion eines Objekts auf den Berührungssensor 10 kann längs einer Achse erfolgen, die im Wesentlichen senkrecht auf einer Ebene des Berührungssensors 10 steht. In bestimmten Ausführungsformen kann die Position der Objektprojektion auf den Berührungssensor 10 als die Position oder der Ort eines Objekts bezeichnet werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Berührungssensor 10 die Position eines Objekts bestimmen, wenn sich das Objekt über der Oberfläche des Berührungssensors 10 und innerhalb eines Abstands von ungefähr 20 mm von der Oberfläche des Berührungssensors 10 befindet. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Berührungssensoren 10 beschreibt oder illustriert, die eine Position eines physikalischen Kontakts eines Objekts, eine Annäherung eines Objekts, oder eine Kombination der beiden bestimmen können, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Berührungssensoren 10, die geeignet konfiguriert sind, um eine Position eines physikalischen Kontakts eines Objekts, eine Annäherung eines Objekts oder eine geeignete Kombination von zweien oder mehreren derselben zu ermitteln.
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. an eine oder an 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 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 oder 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 Masseelektrodenleitungen 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 einer oder mehrerer Kanten 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.
2 illustriert ein beispielhaftes Äußeres eines aktiven Stifts 200, der in Verbindung mit dem Berührungssensor 10 aus 1 verwendet werden kann. Der aktive Stift 200 kann über eine interne oder eine externe Energiequelle mit Strom versorgt werden. Der aktive Stift 200 kann Berührungs- oder Annäherungseingaben für einen Berührungssensor, wie z. B. den in 1 dargestellten Berührungssensor 10, liefern. Als Beispiel der 2 kann der aktive Stift 200 externe Komponenten beinhalten, wie z. B. Tasten 206, Schieberegler 202 und Schieberegler 204, die in eine äußere Hülle 216 integriert sind. Eine Bezugnahme auf einen aktiven Stift kann hier ggf. einen oder mehrere Tasten und einen oder mehrere Schieberegler umfassen. Derartige externe Komponenten können eine Interaktion zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Beispielgerät 42 der 4, dem aktiven Stift 200 und einem Benutzer, oder zwischen dem Gerät 42 und einem Benutzer herstellen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Interaktionen eine Kommunikation zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42, die Aktivierung oder Änderung von einer oder von mehreren Funktionalitäten des aktiven Stifts 200 oder des Geräts 42, oder die zur Verfügungsstellung einer Rückmeldung an oder die Entgegennahme einer Eingabe von einem oder von mehreren Benutzern beinhalten. Darüberhinaus kann die äußere Hülle 216 jede geeignete Größe haben und aus jedem geeigneten Material oder einer Kombination von Materialien bestehen, wie z. B. aus Kunststoff oder Metall. Das Gerät 42 kann jedes geeignete Gerät sein, wie z. B. ein Desktop-Computer, ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Smartphone, ein Satellitennavigationsgerät, ein tragbares Medienabspielgerät, eine tragbare Spielekonsole, ein Kioskcomputer, ein Kassengerät, oder ein anderes geeignetes Gerät. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Beispiele für bestimmte Komponenten, die dazu eingerichtet sind, bestimmte Interaktionen zur Verfügung zu stellen, illustriert und beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Komponenten, die dazu eingerichtet sind, jede geeignete Interaktion zur Verfügung zu stellen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die externen Komponenten (wie z. B. die Tasten 206 oder die Schieberegler 202) des aktiven Stifts mit einer oder mit mehreren internen Komponenten des aktiven Stifts 200 interagieren. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel können die äußeren Komponenten eine oder mehrere Interaktionen mit einem oder mit mehreren Geräten 42 oder anderen aktiven Stiften 200 zur Verfügung stellen.
Wie oben stehend beschrieben wurde, kann die Betätigung von einer oder von mehreren bestimmten externen Komponenten eine Interaktion zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42, zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Benutzer oder zwischen dem Gerät 42 und dem Benutzer initiieren. Bestimmte externe Komponenten, wie z. B. die Tasten 206 oder die Schieberegler 202–204 können mechanisch oder kapazitiv sein. Diese bestimmten externen Komponenten können als Roller, als Trackball oder als Rad funktionieren. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Schieberegler 202 als vertikaler Schieberegler arbeiten, der längs einer longitudinalen Achse des aktiven Stifts 200 ausgerichtet ist. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel kann der Schieberegler 204 als Rad arbeiten, das längs des Umfangs des aktiven Stifts 200 ausgerichtet ist. Die kapazitiven Schieberegler 202–204 und die Tasten 206 können unter Verwendung von einem oder von mehreren berührungsempfindlichen Bereichen implementiert sein. Die berührungsempfindlichen Bereiche können jede geeignete Form, Abmessung, oder Anordnung haben. Darüberhinaus können die berührungsempfindlichen Bereiche aus jedem geeigneten Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die berührungsempfindlichen Bereiche aus einem flexiblen Netz aus leitfähigem Material gebildet sein. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel können die berührungsempfindlichen Bereiche unter Verwendung einer FPC implementiert sein.
Der aktive Stift 200 kann eine oder mehrere Komponenten haben, die dazu eingerichtet sind, dem Benutzer eine Rückkopplung zu geben oder eine Rückkopplung von dem Benutzer zu empfangen. Eine Rückkoppung kann eine taktile, eine visuelle oder eine auditorische Rückkopplung umfassen. Der aktive Stift 200 kann darüberhinaus eine oder mehrere Rillen 218 auf seinem äußeren Gehäuse 216 haben. Die Rillen 218 können jede geeignete Abmessung haben. Die Rillen 218 können in jedem geeigneten Bereich auf dem äußeren Gehäuse 216 des aktiven Stifts 200 angeordnet sein. Die Rillen 218 können die Griffigkeit des äußeren Gehäuses 216 des aktiven Stifts 200 verbessern. Die Rillen 218 können auch eine taktile Rückkopplung zur Verfügung stellen oder eine taktile Eingabe von einem Benutzer empfangen. Der aktive Stift 200 kann eine oder mehrere Audiokomponenten 212 beinhalten, die dazu in der Lage sind, Audiosignale zu übertragen und zu empfangen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Audiokomponente 212 ein Mikrofon beinhalten, das dazu in der Lage ist, Spracheingaben von einem Benutzer aufzuzeichnen oder zu übertragen. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel kann die Audiokomponente 212 einen auditorischen Hinweis auf einen Energieversorgungszustand des aktiven Stifts 200 liefern. Der aktive Stift 200 kann auch eine oder mehrere visuelle Rückkopplungskomponenten 210 beinhalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die visuelle Rückkopplungskomponente 210 eine Leuchtdiodenanzeige (LED) oder eine elektrophoretische Anzeige sein. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel kann die visuelle Rückkopplungskomponente 210 einen Stromversorgungszustand des aktiven Stifts 200 anzeigen. Eine Bezugnahme auf einen aktiven Stift kann ggf. eine oder mehrere Audiokomponenten 212 und eine oder mehrere visuelle Rückkopplungskomponenten 210 umfassen.
In dem Beispiel der 2 kann die Oberfläche 214 modifiziert sein. Die modifizierte Oberfläche 214 des aktiven Stifts 200 kann daher Eigenschaften haben, die sich von den Eigenschaften des Rests des äußeren Gehäuses 216 unterscheiden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die modifizierte Oberfläche 214 eine andere Textur, eine andere Temperatur oder andere elektromagnetische Eigenschaften im Vergleich zu dem restlichen äußeren Gehäuse 216 haben. Die modifizierte Oberfläche 214 kann eine oder mehrere Komponenten des äußeren Gehäuses 216 bilden. Die modifizierte Oberfläche 214 kann dazu in der Lage sein, eine oder mehrere ihre Eigenschaften dynamisch zu ändern. Darüber hinaus kann der Benutzer mit dem modifizierten Oberfläche 214 interagieren, um eine bestimmte Interaktion zur Verfügung zu stellen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Ziehen eines Fingers über eine modifizierte Oberfläche 214 eine Datenübertragung zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 initiieren.
Eine oder mehrere Komponenten des aktiven Stifts 200 können dazu eingerichtet sein, Daten zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 zu übertragen. In dem Beispiel der 2 kann der aktive Stift 200 eine oder mehrere Spitzen 220 beinhalten. Die Spitze 220 kann eine oder mehrere Elektroden beinhalten, die dazu eingerichtet sind, Daten zwischen dem aktiven Stift 200 und einem oder mehreren Geräten oder anderen aktiven Stiften zu übertragen. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel können sich die Elektroden des aktiven Stifts 200 auf seinem äußeren Gehäuse 216 oder einem anderen geeigneten Teil des aktiven Stifts 200 befinden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Spitze 220 Druckinformationen (d. h. die Stärke des Drucks, die durch den aktiven Stift 200 über die Spitze 220 ausgeübt wird) uwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 oder anderen aktiven Stiften zur Verfügung stellen oder übertragen. Die Spitze 220 kann aus jedem geeigneten Material bestehen (wie z. B. aus einem elektrisch leitfähigen Material) und kann jede geeignete Abmessung haben (wie z. B. einen Durchmesser von 1 mm oder weniger an ihrem äußeren Ende). In dem Beispiel der 2 kann der aktive Stift 200 einen Anschluss 208 beinhalten, die an jeder geeigneten Stelle auf dem äußeren Gehäuse 216 angeordnet sein kann. Der Anschluss 208 kann dazu eingerichtet sein, Signale oder Informationen zwischen dem aktiven Stift 200 und einem oder mehreren Geräten 42 über z. B. eine Kabelverbindung zu übertragen. Der Anschluss 208 kann auch Signale oder Informationen durch jede geeignete Technik, wie z. B. über eine USB-Schnittstelle (universal serial bus) oder eine Ethernetverbindung übertragen. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen bestimmten Stift mit einer bestimmten Konfiguration bestimmter Komponenten mit bestimmten Anordnungen, Abmessungen, Zusammensetzungen und Funktionalitäten beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Stifte mit jeder geeigneten Konfiguration geeigneter Komponenten mit geeigneten Anordnungen, Abmessungen, Zusammensetzungen und Funktionalitäten.
3 illustriert beispielhafte interne Komponenten des aktiven Stifts 200. Der aktive Stift 200 kann eine Steuereinheit 32, einen oder mehrere Sensoren 34, eine Speicher 36 und eine Stromquellen 38 beinhalten. Eine Bezugnahme auf einen aktiven Stift 200 kann hier ggf. eine oder mehrere Steuereinheiten, einen oder mehrere Sensoren, einen oder mehrere Speicher und eine oder mehrere Stromquellen umfassen. Die Steuereinheit 32, die Sensoren 34, die Speicher 36 und die Stromquellen 38 können somit interne Komponenten des aktiven Stifts 200 bilden. In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere der internen Komponenten dazu eingerichtet sein, eine Interaktionen zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Beispielgerät 42 der 4, zwischen dem aktiven Stift 200 und einem Benutzer, oder zwischen dem Gerät 42 und dem Benutzer zu ermöglichen. In anderen Ausführungsformen können eine oder mehrere der internen Komponenten in Verbindung mit einer oder mehreren der oben beschriebenen externen Komponenten dazu eingerichtet sein, eine Interaktion zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Beispielgerät 42, zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Benutzer oder zwischen dem Gerät 42 und dem Benutzer zu ermöglichen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Interaktionen eine Kommunikation zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42, eine Freischaltung (oder Veränderung) von Funktionen des aktiven Stifts 200 (oder des Geräts 42), oder die zur Verfügung Stellung (oder Entgegennahme) einer Rückkopplung von einem oder von mehreren Benutzern beinhalten. In einem anderen Beispiel kann der aktive Stift 200 über jede geeignete kurzreichweitige, niederenergetische Datenübertragungsverbindung oder Modulationsverbindung kommunizieren, wie z. B. über Funkverbindung. In diesem Fall kann der aktive Stift 200 eine Funkeinrichtung zur Datenübertragung über die Funkverbindung enthalten.
Die Steuereinheit 32 kann ein Mikrocontroller oder eine andere Datenverarbeitungseinrichtung (oder Prozessor) sein, die zur Steuerung des Betriebs des aktiven Stifts 200 geeignet ist. Die Steuereinheit 32 kann eine integrierte Schaltung (IC), wie z. B. ein Universalmikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein programmierbares Logikgerät (PLD), ein programmierbares Logikfeld (PLA) oder ein ASIC sein. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 50 eine oder mehrere Verarbeitungseinheiten, eine oder mehrere Ansteuereinheiten, eine oder mehrere Ausleseeinheiten und eine oder mehrere Speichereinheiten beinhalten. Die Verarbeitungseinheit in der Steuereinheit 32 kann auf einer oder mehreren Elektroden in dem aktiven Stift 200 operieren. Die Ansteuereinheit kann Signale an eine oder mehrere Elektroden der Spitze 220 durch den zentralen Schaft 30 liefern. Die Ansteuereinheit kann ebenfalls Signale zur Ansteuerung der Sensoren 34 oder einer oder mehrerer externer Komponenten des aktiven Stifts 200 liefern. In bestimmten Ausführungsformen kann die Ansteuereinheit des aktiven Stifts 200 dazu konfiguriert sein, ein Signal zu übertragen, das durch die Elektroden des Berührungssensors 10 des Geräts 42 detektierbar ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Ansteuereinheit eine Spannungspumpe oder einen Schalter enthalten. Die Spannungspumpe kann ein Hochspannungssignal erzeugen. Der Schalter kann das Potential der Spitze 220 zwischen GND-Spannung und einem oder mehreren vorbestimmten Spannungspegeln umschalten. Darüber hinaus kann die Ansteuereinheit ein Signal übertragen, das durch die Elektroden des Berührungssensors 10 erfasst werden kann. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Signal eine Rechteckwelle, eine Sinuswelle oder ein anderes geeignetes Logiksignal sein. Die Ansteuereinheit kann das Signal an die Elektroden des Berührungssensors 10 übertragen, indem eine Spannung oder ein Strom an die Elektroden der Spitze 220 angelegt wird, die/der eine Ladung von den Elektroden der Spitze 220 wegnimmt oder hinzufügt.
Die Ausleseeinheit des aktiven Stifts 200 kann Signale erfassen, die durch die eine oder die mehreren Elektroden der Spitze 220 über den zentralen Schaft 30 empfangen werden. Darüber hinaus kann die Ausleseeinheit Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die eine Eingabe von dem Gerät 42 repräsentieren. Die Ausleseeinheit kann auch Signale erfassen, die durch die Sensoren 34 oder durch eine oder mehrere externe Komponenten erzeugt werden, und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die eine Eingabe von dem Benutzer repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Signale an die Elektroden der Spitze 220 steuern und die Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um eine Eingabe von dem Gerät 42 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann auch Messsignale von den Sensoren 34 oder einer oder mehrerer externer Komponenten verarbeiten. Die Speichereinheit kann Programmanweisungen zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern. Die Anweisungen können die Ansteuereinheit zum Anlegen der Signale an die Elektroden der Spitze 220 steuern, Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, die der Eingabe von dem Gerät 42 entsprechen, Messsignale von den Sensoren 42 oder den externen Komponenten verarbeiten zur Initiierung einer vorbestimmten Funktion oder Geste, die durch den aktiven Stift 200 oder das Gerät 42 ausgeführt wird, oder ggf. Signale elektronisch filtern, die von der Ausleseeinheit empfangen werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Steuereinheit mit bestimmten Komponenten mit einer bestimmten Implementierung beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Steuereinheit mit jeder geeigneten Implementierung mit allen geeigneten Komponenten.
In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Sensoren 34 Berührungssensoren, Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Kontaktsensoren, oder jede andere Art von Sensoren beinhalten. Die Sensoren 34 können Daten über die Umgebung, in der der aktive Stift 200 betrieben wird, detektieren oder messen. Die Sensoren 34 können auch eine oder mehrere Eigenschaften des aktiven Stifts 200 detektieren und messen, wie z. B. eine Beschleunigung oder Bewegung, Orientierung, Kontakt, Druck auf dem äußeren Gehäuse 216, eine Kraft auf der Spitze 220, Vibrationen, oder eine andere geeignete Eigenschaft des aktiven Stifts 200. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Sensoren 34 mechanisch, elektronisch oder kapazitiv implementiert sein. Wie oben stehend beschrieben, können die durch die Sensoren 34 detektierten oder gemessenen (und an die Steuereinheit 32 übertragenen) Daten eine vorab festgelegte Funktion oder Geste initiieren, die durch den aktiven Stift 200 oder das Gerät 42 ausgeführt wird. In bestimmten Ausführungsformen können die durch die Sensoren 34 detektierten oder empfangenen Daten durch die Steuereinheit 32 verarbeitet und im Speicher 36 gespeichert werden. Der Speicher 36 kann jede Speicherform sein, die zur Speicherung der Daten in dem aktiven Stift 200 geeignet ist. Der Speicher 36 kann auch Programmanweisungen zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit der Steuereinheit 32 speichern. Die Steuereinheit 32 kann auch auf die im Speicher 36 gespeicherten Daten zugreifen.
Die Stromquelle 38 kann jede Quelle für gespeicherte Energie sein, wie z. B. eine elektrische oder chemische Energiequelle. Derartige Energiequellen können für den Betrieb des aktiven Stifts 200 geeignet sein. Die Stromquelle 38 kann eine Alkali-Mangan-Zelle oder eine wideraufladbare Batterie sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die wideraufladbare Batterie eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Metallhydrid-Batterie sein. Die Stromquelle 38 kann auch durch Energie von einem Benutzer oder dem Gerät 42 aufgeladen werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Stromquelle 38 durch eine Bewegung des aktiven Stifts 200 aufgeladen werden. Die Stromquelle 38 des aktiven Stifts 200 kann Energie dem Gerät 42 zur Verfügung stellen oder von diesem oder einer anderen geeigneten externen Stromquelle empfangen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Energie induktiv zwischen der Stromquelle 38 und einer Stromquelle des Geräts oder einer anderen externen Stromquelle (wie z. B. einem drahtlosen Energieübertrager) übertragen werden. Die Stromquelle 38 kann auch über eine Kabelverbindung über einen geeigneten Anschluss mit Strom versorgt werden, der mit einer geeigneten externen Stromquelle verbunden ist.
4 illustriert einen beispielhaften aktiven Stift 200 mit einem beispielhaften Gerät 42. Das Gerät 42 kann ein Berührungsbildschirm sein. Das Gerät 42 kann eine Anzeige (nicht dargestellt) und einen Berührungssensor 10 mit einem berührungsempfindlichen Bereich 40 haben. Die Anzeige kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige (LED), eine LED-hintergrundbeleuchtete LCD, oder eine andere geeignete Anzeige sein. Darüber hinaus kann die Anzeige durch ein Abdeckpanel und ein oder mehrere Substrate (mit den darauf angeordneten Ansteuer- und Ausleseelektroden) des Geräts 42 hindurch sichtbar sein. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Anzeige mit bestimmten Berührungssensoren beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Anzeigen mit allen geeigneten Berührungssensoren.
Das Gerät 42 kann eine Elektronik enthalten, die eine oder mehrere Funktionen zur Verfügung stellt. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Geräts 42 Schaltungen oder andere geeignete Elektroniken zur drahtlosen Kommunikation mit dem Gerät 42, zur Ausführung von Programmen auf dem Gerät 42, zur Erzeugung von graphischen oder anderen Benutzerschnittstellen (UIs) für das Gerät 42 zur Anzeige für einen Benutzer, zur Energieverwaltung des Geräts 42 aus einer Batterie oder einer anderen Stromquelle, zur Aufzeichnung von Multimedia-Inhalten, oder für andere geeignete Funktionen oder deren Kombinationen beinhalten. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Elektronik eines bestimmten Berührungserfassungsgeräts mit einer bestimmten Funktionalität beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Elektronik für alle geeigneten Berührungserfassungsgeräte mit jeder geeigneten Funktionalität.
Der aktive Stift 200 und das Gerät 42 können synchronisiert werden, bevor Daten zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 übertragen werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der aktive Stift 200 mit dem Gerät 42 über eine vorbestimmte Bitsequenz synchronisiert werden, die über den Berührungssensor 10 des Geräts 42 übertragen wird. In einem weiteren Beispiel kann der aktive Stift 200 mit dem Gerät 42 synchronisiert werden, in dem ein Ansteuersignal, das durch eine oder mehrere Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 des Geräts 42 übertragen wird, verarbeitet wird. In noch einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel kann der aktive Stift 200 mit dem Gerät 42 über eine vorbestimmte Bitsequenz synchronisiert werden, die durch den aktiven Stift 200 übertragen wird. Der aktive Stift 200 kann auch mit dem Gerät 42 interagieren oder kommunizieren, wenn der aktive Stift 200 mit dem berührungsempfindlichen Bereich 40 des Berührungssensors 10 in Kontakt gebracht wird oder in dessen Nähe gebracht wird. Derartige Interaktionen zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 können kapazitiv oder induktiv sein. Die durch den aktiven Stift 200 erzeugten Signale können kapazitive Knoten des berührungsempfindlichen Bereichs 40 beeinflussen, wenn der aktive Stift 200 mit dem berührungsempfindlichen Bereich 40 in Kontakt oder in dessen Nähe gebracht wird. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Interaktionen zwischen einem bestimmten Stift und einem bestimmten Gerät über bestimmte Mittel beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Interaktionen zwischen allen geeigneten Stiften und allen geeigneten Gerät über alle geeigneten Mittel.
Ein oder mehrere Messsignale von dem einen oder den mehreren Sensoren des aktiven Stifts 200 können Interaktionen zwischen dem aktiven Stift 200 und einem oder mehreren Geräten 42 oder einem oder mehreren Benutzer initiieren, zur Verfügung stellen oder beenden, wie dies oben stehend beschrieben wurde. Interaktionen zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 können somit auftreten, wenn der aktive Stift 200 das Gerät 42 berührt oder in dessen Nähe ist. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Benutzer eine Geste oder eine Sequenz von Gesten ausführen, wie z. B. ein Schütteln oder Umdrehen des aktiven Stifts 200, während der aktive Stift 200 über dem berührungsempfindlichen Bereich 40 des Geräts 42 schwebt. Der aktive Stift 200 kann mit dem Gerät 42 auf Basis der ausgeführten Geste interagieren, um eine vorbestimmte Funktion zu initiieren. Die vorbestimmte Funktion kann z. B. eine Authentifizierung eines Benutzers sein, der mit dem aktiven Stift 200 oder dem Gerät 42 assoziiert ist. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Interaktionen zwischen bestimmten Stiften und bestimmten Berührungserfassungsgeräten beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Interaktionen in jeder geeigneten Weise.
Der aktive Stift 200 kann Signale von externen Quellen empfangen, wie z. B. von einem Gerät 42, einem Benutzer, oder einem anderen aktiven Stift. Der aktive Stift 200 kann einem Rauschen unterworfen sein, wenn die Signale empfangen werden. Das Rauschen kann in die Signale über Quellen eingefügt werden, wie z. B. durch eine Datenquantisierung, Limitierungen der Positionsberechnungsalgorithmen, Bandbreitenbegrenzungen der Messhardware, Genauigkeitsbeschränkungen des analogen Teils des aktiven Stifts 200, des physikalischen Layoutsystems, den Berührungssensor 10, das Ladegerät des aktiven Stifts 200, die Anzeige des Geräts 42, die Schaltungen des aktiven Stifts 200, oder durch anderes geeignetes externes Rauschen. Rauschen von außerhalb des aktiven Stifts 200 kann Frequenzeigenschaften haben, die einen breiten Bereich des Frequenzspektrums abdecken, das schmalbandiges und breitbandiges Rauschen enthält.
Ein Signal kann durch eine oder durch mehrere Elektroden empfangen werden, die dazu in der Lage sind, Signale in dem aktiven Stift 200 zu erfassen. Derartige Elektroden können sich an der Spitze 220 des aktiven Stifts 200 befinden. Das so durch die Elektroden empfangene Signal kann an die Steuereinheit 32 übertragen werden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Signal über den zentralen Schaft 30 an die Steuereinheit 32 übertragen werden. Die Steuereinheit 32 kann die Ansteuereinheit, die Ausleseeinheit, die Speichereinheit und die Verarbeitungseinheit enthalten, wie dies oben beschrieben wurde. Das so empfangene Signal kann durch jeden geeigneten Verstärker verstärkt werden, wie z. B. durch einen digitalen oder analogen Verstärker. Das so empfangene Signal kann auch durch jeden geeigneten Filter gefiltert werden, wie z. B. durch einen digitalen oder einen analogen Filter. Das Gerät 42 kann Daten an den aktiven Stift 200 übertragen, in dem die Daten an eine oder an mehrere Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 gesendet werden. Dementsprechend kann der aktive Stift 200 die Daten über die Elektroden der Spitze 220 empfangen. Nachdem der aktive Stift 200 und das Gerät 42 synchronisiert sind, kann der aktive Stift 200 Daten an das Gerät 42 übertragen, in dem eine Ladungsaddition oder eine Ladungssubtraktion auf einer oder auf mehreren Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 durchgeführt wird, und das Gerät 42 kann die von dem aktiven Stift 200 übertragenen Daten empfangen, in dem die Daten mit einer oder mit mehreren Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 erfasst werden.
Vor der Übertragung von Daten von dem aktiven Stift 200 an die Berührungssensorsteuereinheit 12 des Geräts 42 sind die durch den aktiven Stift 200 zur Übertragung der Daten verwendete zeitliche Abstimmung und die durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 zum Empfangen der Daten verwendete zeitliche Abstimmung möglicherweise nicht synchronisiert. In ähnlicher Weise können vor der Übertragung von Daten von der Berührungssensorsteuereinheit 12 an den aktiven Stift 200 die von der Berührungssensorsteuereinheit 12 zur Datenübertragung verwendete zeitliche Abstimmung und die von dem aktiven Stift 200 für den Datenempfang verwendete zeitliche Abstimmung nicht synchronisiert sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine der zeitlichen Abstimmungen bezüglich der anderen phasenverschoben sein. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel können die beiden zeitlichen Abstimmungen deutlich unterschiedliche Frequenzen haben. Eine Datenübertragung kann daher zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem aktiven Stift 200 nicht stattfinden. Damit eine effektive Datenübertragung zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 stattfinden kann, müssen die jeweiligen zeitlichen Abstimmungen des aktiven Stifts 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 konvergieren oder synchronisiert werden, zumindest hinsichtlich der Frequenz und der Phase. Sobald die jeweiligen zeitlichen Abstimmungen synchronisiert sind, kann die Zuverlässigkeit der Datenübertragung zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 weiter verbessert werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der aktive Stift 200 die Zeit abschätzen, die für die Übertragung der anfänglichen Synchronisierungsdaten von der Berührungssensorsteuereinheit 12 an den aktiven Stift 200 erforderlich ist, und die geschätzte Zeit verwenden, um Daten zuverlässig an die Berührungssensorsteuereinheit 12 zu übertragen. Sobald die zeitlichen Abstimmungen sowohl des aktiven Stifts 200 als auch der Berührungssensorsteuereinheit 12 zeitlich synchronisiert sind, können die zeitlichen Abstimmungen, die für zukünftige Datenübertragungen zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 verwendet werden, sogar unter verrauschten Bedingungen gesperrt werden.
Die zur Datenübertragung verwendete zeitliche Abstimmung kann von einem oder von mehreren Takten abgeleitet werden. Takte können verwendet werden, um eine Kommunikation zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 herzustellen, und um die Aktivitäten zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 zu koordinieren. Die Takte in dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 können multiplen Faktoren unterworfen sein, die dafür sorgen können, dass ein Takt bezüglich des anderen Takts variiert. Selbst zwischen zwei identischen Stiften 200 können Faktoren, wie z. B. Spannungspegel, Leistungspegel, Betriebstemperatur, oder Variationen in den Herstellungsparametern der integrierten Schaltung (IC) dafür sorgen, dass ein Takt bezüglich des anderen Takts variiert. Darüber hinaus kann die zeitliche Abstimmung, die von dem jeweiligen Takt abgeleitet wird, Schwankungen enthalten, die dafür sorgen, dass die Datenrate, das Taktverhältnis, oder sogar die Phase von einem Zyklus zum nächsten variiert. Derartige Schwankungen können zu Variationen der Frequenz oder der Phase einer nominalen zeitlichen Abstimmung führen, die für die Übertragung und den Empfang von Daten durch den aktiven Stift 200 oder die Berührungssensorsteuereinheit 12 verwendet wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Signal, das zur Übertragung von Daten von der Berührungssensorsteuereinheit 12 an den aktiven Stift 200 mit einer nominalen Datenrate von 50 kHz verwendet wird, Schwankungen enthalten, die dafür sorgen, dass die Datenrate zwischen ungefähr 48 kHz und 52 kHz schwankt. Ursachen für die Schwankungen können Impedanzfehlanpassungen, Stromversorgungsrauschen und Masserauschen enthalten, die durch das Signal aufgenommen werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Takte und bestimmte zeitliche Abstimmungen beschreibt, die von bestimmten Takten abgeleitet werden, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Takte und alle geeigneten zeitlichen Abstimmungen, die von den Takten abgeleitet werden.
In bestimmten Ausführungsformen können die zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 übertragenen Signale eine digitale Logik mit Zweifachpegelsymbolen oder Mehrfachpegelsymbolen (z. B. eine Dreifachpegellogik) enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Signal, das digitale logische Symbole mit zwei Pegeln verwendet, eine periodische Abfolge von logischen Einsern und logischen Nullen sein. Jede logische Eins und jede logische Null kann mit einer bestimmten Spannungsamplitude verbunden sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine logische Eins mit einer Spannungsamplitude von 1,8 V und eine logische Null mit einer Spannungsamplitude von 0 V verbunden sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die logische Eins und die logische Null als ”high” bzw. ”low”, ”Ein” bzw. ”Aus” oder ”Puls” bzw. ”Aus” bezeichnet werden. Ein Übergang von einer logischen Null zu einer logischen Eins kann durch eine steigende (oder positive) Flanke angezeigt werden. Umgekehrt kann ein Übergang von einer logischen Eins zu einer logischen Null durch eine fallende (oder negative) Flanke angezeigt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Signale zwischen bestimmten Stiften und bestimmten Berührungssensorsteuereinheiten in einer bestimmten Weise beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Signale zwischen geeigneten Stiften und geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten in jeder geeigneten Weise.
Vor einer Datenübertragung zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 des Geräts 42 kann der aktive Stift 200 (oder die Berührungssensorsteuereinheit 12) eine Synchronisationsroutine ausführen. Die Synchronisationsroutine kann verwendet werden, um die zeitliche Abstimmung des Transmitters und die entsprechende zeitliche Abstimmung des Empfängers zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 zu synchronisieren, wie dies oben beschrieben wurde. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 vor dem Start der Datenübertragung von dem aktiven Stift 200 an die Berührungssensorsteuereinheit 12 ein Synchronisationszeitabstimmungssignal an den aktiven Stift 200 übertragen, das eine bestimmte Frequenz, eine bestimmte Phase und ein bestimmtes Tastverhältnis umfasst. Das Synchronisationszeitabstimmungssignal kann über mehrere Perioden eines Takts der Berührungssensorsteuereinheit 12 laufen. Das Synchronisationszeitabstimmungssignal kann auf diese Weise eine Abfolge von steigenden und fallenden Flanken umfassen, die zu bestimmten Zeiten auftreten. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 an den aktiven Stift 200 auch ein Signal übertragen, in das Synchronisationsdaten eingebettet sind, und das sich mit regelmäßigen vorbestimmten Zeitintervallen wiederholt. Dieses Signal kann ebenfalls über mehrere Periode des Takts laufen. In einem nicht einschränkenden Beispiel für digitale logische Signale mit zwei Pegeln können die Synchronisierungsdaten ein vorbestimmtes Muster von alternierenden Einsern und Nullen umfassen (z. B. ein SYNC), das sich in regelmäßigen zeitlichen Intervallen innerhalb des Signals wiederholt. Das Signal kann so wiederum eine Abfolge von steigenden und fallenden Flanken umfassen, die an bestimmten Zeiten auftreten, wenn auch in einem anderen Muster als dem des oben stehend beschriebenen Synchronisationszeitabstimmungssignals.
Der aktive Stift 200 kann entweder das Synchronisationszeitabstimmungssignal oder das Signal mit den eingebetteten Synchronisationsdaten verarbeiten, sowie es von der Berührungssensorsteuereinheit 12 empfangen wird, um einen oder mehrere Synchronisationsparameter zur Synchronisierung und Sperrung der zeitlichen Abstimmung zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 zu ermitteln. Die Synchronisationsparameter können bestimmte Eigenschaften des Synchronisationssignals enthalten, wie z. B. die Datenrate, Frequenz, Periode, Tastverhältnis, oder Phase. In einem nicht einschränkenden Beispiel der 5 kann die Steuereinheit 32 des aktiven Stifts 200 einen Korrelator 402 umfassen, der das Synchronisationszeitabstimmungssignal (oder das Signal mit den eingebetteten Synchronisationsdaten) mit einem bekannten Vektor vergleicht, um die Synchronisationsparameter zu bestimmen. Die Synchronisationsparameter können durch die Steuereinheit 32 des aktiven Stifts 200 verwendet werden, um die Zeitabstimmung des Empfängers des aktiven Stifts 200 mit der Zeitabstimmung des Transmitters der Berührungssensorsteuereinheit 12 zu synchronisieren und nachfolgend eine Sperre für die Übertragungszeitabstimmung für das Senden von Daten von dem aktiven Stift 200 an die Berührungssensorsteuereinheit 12 zu erhalten. Danach kann der aktive Stift 200 mit dem Gerät 42 synchronisiert sein und der aktive Stift 200 kann mit dem Gerät 42 kommunizieren, indem Daten auf eine mit den Synchronisationsparametern konsistente Weise gesendet oder empfangen werden. In bestimmten Ausführungsformen kann ein durch den aktiven Stift 200 oder das Gerät 42 übertragene Datensignal ähnliche Eigenschaften mit dem Synchronisationszeitabstimmungssignal (oder dem Signal mit den eingebetteten Synchronisationsdaten) teilen. Nachdem der eine oder die mehreren Synchronisationsparameter erhalten wurden, kann der aktive Stift 200 ein Signal an die Berührungssensorsteuereinheit 12 des Geräts 42 übertragen, indem eine Ladungsubtraktion oder eine Ladungsaddition auf den Elektroden des Berührungssensors 10 mit einer zeitlichen Abstimmung durchgeführt wird, die im Wesentlichen äquivalent ist zu der des Synchronisationszeitabstimmungssignals (oder des Signals mit den eingebetteten Synchronisationsdaten). Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Weise der zeitlichen Abstimmung zwischen bestimmten Stiften und bestimmten Berührungssensorsteuereinheiten beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten zeitlichen Synchronisierungen zwischen geeigneten Stiften und geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten.
In bestimmten Ausführungsformen kann das Synchronisationszeitabstimmungssignal (oder das Signal mit den eingebetteten Synchronisationsdaten) ein Spannungssignal sein, das an einer Elektrode des aktiven Stiftes 200 vom Berührungssensor 10 des Geräts 42 empfangen wird. Ein Auslesesignal, das einen Strom repräsentiert, der durch eine Ausleseeinheit des aktiven Stifts 200 aufgenommen wird, kann aus dem Empfang des Spannungssignals resultieren. Der aktive Stift 200 kann das Auslesesignal in ein Spannungssignal umwandeln, das proportional ist zu dem Auslesesignal. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Auslesesignal durch eine elektronische Verstärkerstufe, eine Pufferstufe, oder eine Transimpedanzverstärkerstufe geführt werden, die ein Ausgangsspannungssignal erzeugt, dessen Amplitude proportional ist zu dem Auslesesignal. Das Auslesesignal kann auch durch einen Filter geführt werden, um erwünschtes Rauschen oder Transienten bei einer bestimmten Frequenz zu entfernen. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Signale zur Synchronisierung in einer bestimmten Weise beschreibt, die in einer bestimmten Reihenfolge auftreten, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Signale zur Synchronisation in jeder geeigneten Weise und in jeder geeigneten Reihenfolge.
Der aktive Stift 200 kann die Synchronisationsroutine in der Gegenwart von Rauschen durchführen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Synchronisationszeitabstimmungssignal (oder das Signal mit den eingebetteten Synchronisationsdaten) eine Abfolge von sich wiederholenden Rechtecksignalen enthalten, die mit Rauschen kombiniert sind. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel des digitalen logischen Signals mit Zweifachpegel kann sich das Rauschen in Form von Spitzen manifestieren, die das periodische und digitale Logiksignal mit den eingebetteten Synchronisationsdaten bis zu einem Ausmaß verzerren, bei dem die steigenden und die fallenden Flanken nicht mehr unterscheidbar sind. Darüber hinaus kann Rauschen zumindest auch durch Taktvariationen verursacht werden, die von einer variierenden Datenrate, einem variierendem Tastverhältnis und einer von Taktzyklus zu Taktzyklus variierenden Phase herrühren, wie dies oben beschrieben wurde. Rauschen kann auch von der äußeren Umgebung eingespeist werden, wie z. B. von einem Batterieladegerät oder einer Flüssigkristallanzeige (LCD) des Geräts 42. Derartiges Rauschen kann potenziell dazu führen, dass der aktive Stift 200 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 ihre gegenseitige Zeitabstimmungssynchronisation verlieren und die laufende Datenübertragung unterbrochen wird. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Weise für den Verlust der Synchronisation zwischen bestimmten Stiften und bestimmten Berührungssensorsteuereinheiten 12 beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Weisen für den Verlust der Synchronisation zwischen allen geeigneten Stiften und allen geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten.
5 zeigt eine beispielhafte Steuereinheit 32 für eine Zeitabstimmungssynchronisation. In dem Beispiel der 5 empfängt ein analoger Teil (AFE, analog front-end) 512 der Steuereinheit 32 ein oder mehrere Synchronisationssignale von der Berührungssensorsteuereinheit 12, wandelt die Synchronisationssignale in eine Abfolge von digitalen Signalen 510 um, die detektierte steigende und fallende Flanken (eines jeden Synchronisationssignals) repräsentieren, und überträgt die Abfolge der digitalen Signale 510 an einen Korrelator 502 für die Zeitabstimmungssynchronisation. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Synchronisationssignale innerhalb eines oder mehrerer Auslesesignale eingebettet sein, die von dem Berührungssensor 10 des Geräts 42 übertragen werden und durch die Elektroden der Spitze 220 über den zentralen Schaft 30 empfangen werden, wie dies obenstehend beschrieben wurde. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel können die Synchronisationssignale von der Berührungssensorsteuereinheit 12 über jede geeignete drahtlose Kommunikationstechnik zwischen dem aktiven Stift 200 und dem Gerät 42 empfangen werden, wie z. B. durch BLUETOOTH und Wi-Fi. Wenn sich der aktive Stift 200 innerhalb des Kommunikationsbereichs des Geräts 42 befindet, kann die Steuereinheit 32 daher die Synchronisationssignale empfangen und verarbeiten. Wenn sich der aktive Stift 200 außerhalb des Kommunikationsbereichs des Geräts 42 befindet, kann die Steuereinheit 32 die Synchronisationssignale unter Umständen nicht zuverlässig empfangen, wodurch die Synchronisationsroutine unterbrochen wird. Die Synchronisationssignale können Rauschen enthalten, wie dies obenstehend beschrieben wurde. Zumindest eine der detektierten Flanken, die an den Korrelator 502 übertragen werden, können daher Rauschen sein. Darüber hinaus kann die AFE 512 einen Flankendetektor 514 enthalten, um steigende und fallende Flanken von jedem der empfangenen Synchronisationssignale zu detektieren und die Abfolge der Digitalsignale 510 zur Verfügung zustellen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Flankendetektor 514 einen Zweibitkomparator mit einer Detektion für steigende Flanken und fallende Flanken enthalten. Auf Basis einer Abtastfrequenz der Steuereinheit 32 kann der Flankendetektor 514 detektieren, ob steigende oder fallende Flanken zu bestimmten Zeiten innerhalb eines jeden empfangenen Synchronisationssignals gemäß der Abtastfrequenz auftreten. Eine so detektierte steigende Flanke kann als Signal ”1” durch den Flankendetektor 514 registriert werden, und eine so detektierte fallende Flanke kann als Signal ”–1” registriert werden. Wenn keine Flanken detektiert werden, registriert der Flankendetektor 514 das Signal ”0”. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Steuereinheit eines bestimmten Stifts für den Empfang und die Verarbeitung bestimmter Signale für die Zeitabstimmungssynchronisation von bestimmten Berührungssensorsteuereinheiten in einer bestimmten Weise beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Steuereinheiten für alle geeigneten Stifte für den Empfang und die Verarbeitung aller geeigneten Signale zur Zeitabstimmungssynchronisation von geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten in jeder geeigneten Weise. Obwohl darüber hinaus diese Offenbarung bestimmte Stifte beschreibt und illustriert, die eine bestimmte Zeitabstimmungssynchronisationsroutine durch den Empfang und die Verarbeitung bestimmter Synchronisationssignale von bestimmten Berührungssensorsteuereinheiten initiieren, umfasst diese Offenbarung auch Berührungssensorsteuereinheiten, die die Zeitabstimmungssynchronisationsroutine durch den Empfang und die Verarbeitung der Synchronisationssignale von dem Stift selbst initiieren.
In dem Beispiel der 5 enthält der Korrelator 502 Verzögerungsleitungen 504 und Koeffizientenleitungen 506, um eine Zeitabstimmungssynchronisation und ein Einrasten (lock) zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 zu erzielen. Die Abfolge der digitalen Signale 510, die die detektierten Flankendaten umfasst, wird in die Verzögerungsleitung 504 eingespeist, um mit einem vorbestimmten Vektor der Koeffizientenleitung 506 korreliert zu werden. Ein Datenkorrelator, der die Korrelation ausführt, kann eine Modulationstechnik verwenden, wie z. B. eine Phasenumtastung (phase-shift keying, PSK), eine Frequenzumtastung (frequency-shift keying, FSK), eine Amplitudenumtastung (amplitude-shift keying, ASK), oder eine Pulsbreitenmodulation (pulse-width modulation, PWM). In bestimmten Ausführungsformen kann die Verzögerungsleitung 504 durch aufeinander folgende Speicherstellen innerhalb des Speichers 36 des aktiven Stifts 200 implementiert werden, die durch eine in Reihe geschaltete Flip-Flop-Kette repräsentiert wird. Der vorbestimmte Vektor der Koeffizientenleitung 506, der positive und negative Flankenkoeffizienten umfasst, kann ebenfalls programmierbar sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel umfasst der vorbestimmte Vektor der Koeffizientenleitung 506 erwartete positive und negative Flankenkoeffizienten für jeden Taktzyklus des Synchronisationssignals. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der vorbestimmte Vektor dazu programmiert sein, einen oder mehrere Codes mit Eigenschaften zu speichern, die sich auf zumindest den Rauschabstand oder die Synchronisation beziehen. Ein Beispiel für einen Code für ein Synchronisationssignal mit einem einzigen Frequenzträger kann 100...00-100...00100...00-100...00100...00-100...001 sein. Ein anderes Beispiel für einen Code für ein Synchronisationssignal, das eine Vielzahl von Frequenzen enthält, kann ein Breitbandcode sein, wie z. B. 1000..00000-100..00100..00000-10..010..00-1000.
Die Größe der Verzögerungsleitung 504 kann programmierbar sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Verzögerungsleitung 504 für eine Frequenzabstimmung und für den Betrieb mit unterschiedlichen Systemtakten programmierbar sein. In einem anderen nicht einschränkenden Beispiel kann die Größe der Verzögerungsleitung 504 von dem einen oder den mehreren Codes abhängen, die durch das Synchronisationssignal und den vorbestimmten Vektor der Koeffizientenleitung 506 verwendet wird, wie dies obenstehend beschrieben wurde. Für alle und für jeden Taktzyklus des Synchronisationssignals speichert die Verzögerungsleitung 504 eine Abfolge von digitalen Signalen 510, die Flankendaten umfassen, die den bestimmten Taktperioden des Synchronisationssignals entsprechen, bis hin zu einer vorbestimmten Zahl von Verzögerungsschritten oder Elementen. In einem nicht einschränkenden Beispiel empfängt der AFE 512 ein Synchronisationssignal mit einer Rate von 500 kHz von der Berührungssensorsteuereinheit 12. Der Flankendetektor 514 der AFE 512 kann das Synchronisationssignal mit einer Abtastfrequenz von 24 MHz abtasten, detektieren, ob eine Flanke (z. B. eine fallende oder eine steigende Flanke) zu dem jeweiligen Zeitpunkt gemäß der Abtastfrequenz auftrifft, und die Sequenz der digitalen Signale 510, die die steigenden und fallenden Flankendaten umfasst, an die Verzögerungsleitung 504 des Korrelators 502 senden. Eine vierperiodige Verzögerungsleitung 504 mit einer Korrelationstiefe von vier kann bis zu 192 Verzögerungsschritten (oder Elementen) umfassen, wobei jeder Verzögerungsschritt (oder jedes Element) einen Wert von ”1” (entsprechend einer steigenden Flanke), ”–1” (entsprechend einer fallenden Flanke), oder ”0” (keine Flanke) hat. Die 192 Verzögerungsschritte (oder Elemente) speichern 192 aufeinander folgende Zeitpunkte der Flankendaten von der Abfolge der digitalen Signale 510. In bestimmten Ausführungsformen kann die Maximalzahl der Verzögerungsschritte oder Elemente innerhalb der Verzögerungsleitung 504 zumindest von der Zahl der Taktperioden, die durch die Verzögerungsleitung 504 gespeichert werden können, einer Abtastfrequenz der Steuereinheit 32 und der Datenübertragungsrate des Synchronisationssignals abhängen. Darüber hinaus kann die Verzögerungsleitung 504 für jeden Taktzyklus des Synchronisationssignals die älteste Periode von 48 Schritten (oder Elementen) der Flankendaten verwerfen und eine neue Periode von 48 Schritten (oder Elementen) der Flankendaten von dem Flankendetektor 514 empfangen.
Basierend auf der Abtastfrequenz von 24 MHz und dem Synchronisationssignal mit 500 kHz kann ein Koeffizientenvektor ein vorbestimmtes Muster von 48 Koeffizienten pro Periode für eine Gesamtzahl von 192 vorbestimmten Koeffizienten umfassen, die der vierperiodigen Verzögerungsleitung entsprechen, wie obenstehend beschrieben wurde. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die vorbestimmten Koeffizienten ein oder mehrere SYNC-Muster von Koeffizienten umfassen. Für jeden Taktzyklus des Synchronisationssignals bis zum Ende der Synchronisationsroutine vergleicht der Korrelator 502 den Inhalt der Verzögerungsleitung 504 (bzw. der Verzögerungsschritte oder Elemente) mit einem vorbestimmten Vektor der Koeffizientenleitung 506, um eine Korrelationsausgabe zu erzeugen. Auf diese Weise gleitet die Sequenz der digitalen Signale 510 durch die Verzögerungsleitung 504 und die Korrelation mit dem vorbestimmten Vektor der Koeffizientenleitung 506 kann für jeden Taktzyklus bestimmt werden. Wenn eine hohe Korrelation zwischen der Sequenz der digitalen Signale 510 (die durch das Synchronisationssignal geliefert werden) und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor der Koeffizientenleitung 506 über eine oder mehrere aufeinander folgende Taktzyklen hinweg erreicht wird, können die Zeitabstimmungen des aktiven Stifts 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 (zur Verwendung in der wechselseitigen Datenübertragung) synchronisiert sein. In einem nichteinschränkenden Beispiel kann eine genaue Nachverfolgung der SYNCs innerhalb der Abfolge der digitalen Signale 510 ein Signalrauschverhältnis zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 verbessern. Für wechselseitige hohe Korrelationen kann jede Zeitdifferenz zwischen bestimmtem Auftreten der hohen Korrelation verwendet werden, um die Genauigkeit in der Synchronisationsroutine zu verbessern. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann jede Zeitdifferenz durch die Steuereinheit 32 verwendet werden, um die Zeitabstimmung für das Senden einer Antwort zurück an die Berührungssensorsteuereinheit 12 von dem aktiven Stift 200 zu ermitteln. Obwohl diese Offenbarung einen bestimmten analogen Teil zur Detektion von steigenden und fallenden Flanken eines bestimmten Signals von einer bestimmten Berührungssensorsteuereinheit in einer bestimmten Weise beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten analogen Teile oder eine oder mehrere geeignete Komponenten zur Detektion von steigenden und fallenden Flanken geeigneter Signale von geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten in jeder geeigneten Weise. Obwohl darüber hinaus diese Offenbarung eine bestimmte Weise zur Korrelation bestimmter Sequenzen von Flanken mit bestimmten Koeffizienten über eine Vielzahl von aufeinander folgenden Taktperioden mit dem Signal unter Verwendung bestimmter Komponenten beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Weisen zur Korrelation geeigneter Abfolgen von Flanken mit geeigneten Koeffizienten über eine Vielzahl von aufeinander folgenden Taktperioden des Signals unter Verwendung von einer oder mehreren geeigneten Komponenten.
Das oben beschriebene Rauschen kann Flanken hinzufügen oder aufheben. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann Rauschen dazu führen, dass die Korrelationsausgabe von ihrem Erwartungswert abweicht (wenn alle Flanken korrekt innerhalb der einen oder der mehreren Perioden detektiert werden). In dem Beispiel der 5 setzt der ”Grasschnitt”-Filter 508 eine vorbestimmte Schwelle zur Detektion von Flanken (steigende oder fallende Flanken) zur Synchronisation der Zeitabstimmung zwischen dem aktiven Stift 200 und der Berührungssensorsteuereinheit 12. Dies kann die Synchronisationsroutine in der Gegenwart von substanziellem Rauschen verbessern. Wenn die Korrelationsausgabe oberhalb (oder gleich) der vorbestimmten Schwelle ist, können detektierte Flankendaten innerhalb der bestimmten einen oder der mehreren Perioden des digitalen Signals 510 korrigiert werden und durch den Korrelator 502 verwendet werden, um die Zeitabstimmung zu synchronisieren. In einem nicht einschränkenden Beispiel mit dem der oben beschriebenen Verzögerung von vier Perioden können die so detektierten Flanken innerhalb dieser vier Perioden des Synchronisationssignals durch den Korrelator 502 verwendet werden, um die Zeitabstimmung zu synchronisieren, wenn die Korrelationsausgabe oberhalb der vorbestimmten Schwelle liegt. Wenn im Gegensatz dazu die Korrelationsausgabe unter die vorbestimmte Schwelle fällt, können die so innerhalb der bestimmten einen oder der mehreren Perioden detektierten Flanken des Synchronisationssignals verworfen werden. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Weise zur Synchronisation der Zeitabstimmung in Gegenwart von Rauschen durch bestimmte Komponenten beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Weisen durch alle geeigneten Komponenten zur Synchronisation der Zeitabstimmung in der Gegenwart von Rauschen.
6 zeigt ein Beispielverfahren 600 zur Synchronisation der Zeitabstimmung durch die beispielhafte Steuereinheit 32 aus 3. In dem Verfahren 600 der 6 können die Schritte 602–610 für jede Periode des Synchronisationssignals während der Synchronisationsroutine wiederholt werden. Im Schritt 602 vergleicht der Korrelator 502 Verzögerungsschritte (oder Elemente) der Verzögerungsleitung 504 mit dem Koeffizientenvektor der Koeffizientenleitung 506, wie dies oben stehend beschrieben wurde. Im Schritt 604 erzeugt der Korrelator 502 eine Korrelationsausgabe zumindest zum Teil auf Basis des Vergleichs, wie obenstehend beschrieben wurde. Im Schritt 606 verwirft der Korrelator 502 die älteste Signalperiode der Verzögerungsschritte (oder Elemente) der Verzögerungsleitung 504, wie dies obenstehend beschrieben wurde. Im Schritt 608 ruft der Korrelator 502 von dem angeschlossen AFE 512 die nächste Signalperiode von neuen Verzögerungsschritten (oder Elementen) ab, wie dies obenstehend beschrieben wurde. Im Schritt 610 speichert der Korrelator 502 die nächste Signalperiode der neuen Verzögerungsschritte (oder Elemente) in der Verzögerungsleitung 504. Obwohl diese Offenbarung ein bestimmtes Verfahren zur Zeitabstimmungssynchronisation unter Verwendung bestimmter Zeitabstimmungselemente bestimmter Synchronisationssignale und bestimmter Koeffizientenvektoren in einer bestimmten Reihenfolge beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Verfahren zur Zeitabstimmungssynchronisation unter Verwendung aller geeigneten Zeitabstimmungselemente geeigneter Synchronisationssignale und geeigneter Koeffizientenvektoren in jeder geeigneten Reihenfolge. Obwohl darüber hinaus diese Offenbarung ein bestimmtes Verfahren unter Verwendung bestimmter Komponenten zur Abstimmungssynchronisation beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung dieses bestimmte Verfahren unter Verwendung von einer oder von mehreren geeigneten Komponenten zur Zeitabstimmungssychronisation.
Ein Bezug auf ein computerlesbares nicht-transitorisches Speichermedium kann hier ein oder mehrere halbleiterbasierte oder andere integrierte Schaltungen (ICs) (wie z. B. ein Feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), Festplattenlaufwerke (HDDs), hybride Festplattenlaufwerke (HHDs), optische Platten, optische Plattenlaufwerke (ODDs), magnetooptische Platten, magnetooptische Laufwerke, Floppydisks, Floppydisklaufwerke (FDDs), Magnetbänder, Festkörperlaufwerke (SSDs), RAM-Laufwerke, SD-Karten, SD-Laufwerke oder andere geeignete computerlesbare nicht-transitorische Speichermedien oder Kombinationen aus zweien oder mehreren derselben beinhalten. Ein computerlesbares nicht-transitorisches Speichermedium kann ggf. flüchtig, nicht flüchtig oder eine Kombination aus flüchtig und nicht flüchtig sein.
Unter „oder” wird hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges explizit angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges explizit angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges explizit 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 explizit angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt.
Der Umfang dieser Offenbarung umfasst alle Änderungen, Substitutionen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den hier beschriebenen oder illustrierten beispielhaften Ausführungsformen, die ein Fachmann in Betracht ziehen würde. Der Umfang dieser Offenbarung wird nicht durch die hier beschriebenen oder illustrierten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Obwohl darüber hinaus diese Offenbarung die jeweiligen Ausführungsformen als bestimmte Komponenten, Elemente, Funktionen, Operationen oder Schritte beinhaltend beschreibt und illustriert, kann 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 eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung und ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu angepasst, dazu eingerichtet, dazu in der Lage, dazu konfiguriert, oder dazu betreibbar ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente, unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet, oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses Systeme oder diese Komponente dazu angepasst, dazu eingerichtet, dazu in der Lage, dazu konfiguriert, oder dazu betreibbar, diese Funktion auszuführen.

Claims

Stift, umfassend: eine Steuereinheit, die dazu betreibbar, ein Synchronisationssignal zu empfangen, wobei das Synchronisationssignal von einer Datenverarbeitungsvorrichtung übertragen und durch den Stift empfangen wird; eine Verzögerungsleitung, die dazu betreibbar ist, erste aufeinander folgende Flanken des Synchronisationssignals zu speichern; eine Koeffizientenleitung, die dazu betreibbar ist, einen vorbestimmten Koeffizientenvektor zu speichern; und ein computerlesbares, nichttransitorisches Speichermedium mit einer Logik, die dazu konfiguriert ist, bei ihrer Ausführung: eine erste Korrelation zwischen den ersten aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor der Koeffizientenleitung zu bestimmen; älteste Signalperioden der Flanken der ersten aufeinander folgenden Flanken von der Verzögerungsleitung zu entfernen; eine nächste Signalperiode von neuen aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals in der Verzögerungsleitung zu speichern, wobei die neuen aufeinander folgenden Flanken zweite aufeinander folgende Flanken des Synchronisationssignals bilden; eine zweite Korrelation zwischen den zweiten aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor zu bestimmen; und eine oder mehrere Zeitabstimmungen für eine Kommunikation zwischen dem Stift und der Datenverarbeitungsvorrichtung zumindest zum Teil auf Basis der ersten und der zweiten Korrelationen zu synchronisieren.
Stift nach Anspruch 1, wobei die Größe der Verzögerungsleitung zumindest zum Teil auf Basis einer Abtastfrequenz des Stifts und einer Modulationsfrequenz des Synchronisationssignals bestimmt wird.
Stift nach Anspruch 1, wobei: der Stift eine oder mehrere Elektroden umfasst, die auf einer Spitze des Stiftes angeordnet sind, wobei die eine oder die mehreren Elektroden Signale drahtlos an die Datenverarbeitungsvorrichtung über einen Berührungssensor der Datenverarbeitungsvorrichtung sendet und Signale drahtlos von dieser empfängt; und wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung ein Tablet-Computer ist.
Stift nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Koeffizientenvektor programmierbar ist.
Stift nach Anspruch 1, wobei die Logik des Weiteren dazu konfiguriert ist, bei ihrer Ausführung: Daten an die Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Datenrate zu senden, die zumindest zum Teil auf einer Datenrate des Synchronisationssignals basiert, und mit einer Zeitabstimmung, die zumindest zum Teil auf einer Zeitabstimmung des Synchronisationssignals basiert.
Stift nach Anspruch 1, wobei die Synchronisation der einen oder der mehreren Zeitabstimmungen umfasst: Feststellen, ob jede der ersten und der zweiten Korrelationen eine Schwelle übersteigt; und Erhalten einer Verriegelung auf der einen oder den mehreren Zeitabstimmungen zumindest zum Teil auf Basis von einer oder von mehreren der ersten und der zweiten Korrelationen, die die Schwelle übersteigen.
Stift nach Anspruch 6, wobei die Logik des Weiteren dazu konfiguriert ist, bei ihrer Ausführung: Daten an die Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Datenrate zu senden, die zumindest zum Teil auf einer Zeitdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Korrelation basiert, wenn die ersten und die zweiten Korrelationen die Schwelle übersteigen.
Stift nach Anspruch 6, wobei die Schwelle programmierbar ist.
Stift nach Anspruch 1, wobei die Verzögerungsleitung Speicherregister umfasst.
Stift nach Anspruch 1, wobei jede Flanke der aufeinander folgenden Flanken ein Signal ist, das eine steigende Flanke, eine fallende Flanke oder keine Flanke repräsentiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Steuereinheit, die dazu betreibbar ist, ein Synchronisationssignal zu empfangen, wobei das Synchronisationssignal von einem Stift übertragen wird und durch die Datenverarbeitungsvorrichtung empfangen wird; eine Verzögerungsleitung, die dazu betreibbar ist, erste aufeinander folgende Flanken des Synchronisationssignals zu speichern; eine Koeffizientenleitung, die dazu betreibbar ist, einen vorbestimmten Koeffizientenvektor zu speichern; und ein computerlesbares, nichttransitorisches Speichermedium mit einer Logik, die dazu konfiguriert ist, dass sie bei ihrer Ausführung: eine erste Korrelation zwischen den ersten aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor der Koeffizientenleitung zu ermitteln; die älteste Signalperiode von Flanken der ersten aufeinander folgenden Flanken aus der Verzögerungsleitung zu entfernen; eine nächste Signalperiode mit neuen aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals in der Verzögerungsleitung zu speichern, wobei die neuen aufeinander folgenden Flanken zweite aufeinander folgende Flanken des Synchronisationssignals bilden; eine zweite Korrelation zwischen den zweiten aufeinander folgenden Flanken des Synchronisationssignals und dem vorbestimmten Koeffizientenvektor zu ermitteln; und eine oder mehrere Zeitabstimmungen für eine Kommunikation zwischen dem Stift und der Datenverarbeitungsvorrichtung zumindest zum Teil auf Basis der ersten und zweiten Korrelationen zu synchronisieren.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Größe der Verzögerungsleitung zumindest zum Teil auf Basis einer Abtastfrequenz des Stifts und einer Modulationsfrequenz des Synchronisationssignals bestimmt wird.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei: der Stift eine oder mehrere Elektroden umfasst, um Signale drahtlos an die Datenverarbeitungsvorrichtung über einen Berührungssensor der Datenverarbeitungsvorrichtung zu senden und Signale drahtlos von dieser zu empfangen; und wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung ein Tablet-Computer ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der vorbestimmte Koeffizientenvektor programmierbar ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Logik des Weiteren dazu konfiguriert ist, bei ihrer Ausführung: Daten an die Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Datenrate zu senden, die zumindest zum Teil auf einer Datenrate des Synchronisationssignals basiert, und mit einer Zeitabstimmung, die zumindest zum Teil auf einer Zeitabstimmung des Synchronisationssignals basiert.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Synchronisation der einen oder der mehreren Zeitabstimmungen umfasst: Feststellen, ob jede der ersten und der zweiten Korrelationen eine Schwelle übersteigt; und Erhalten einer Verriegelung auf der einen oder den mehreren Zeitabstimmungen zumindest zum Teil auf Basis von einer oder von mehreren der ersten und der zweiten Korrelationen, die die Schwelle übersteigen.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Logik des Weiteren dazu konfiguriert ist, bei ihrer Ausführung: Daten an die Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Datenrate zu senden, die zumindest zum Teil auf einer Zeitdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Korrelation basiert, wenn die ersten und die zweiten Korrelationen die Schwelle übersteigen.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Schwelle programmierbar ist.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Verzögerungsleitung Speicherregister umfasst.
Datenverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei jede Flanke der aufeinander folgenden Flanken ein Signal ist, das eine steigende Flanke, eine fallende Flanke oder keine Flanke repräsentiert.