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ERFINDUNGSGEBIET
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Diese Anmeldung bezieht sich im Allgemeinen auf kapazitive Sensorsysteme, die in Fahrzeugzugangssystemen verwendet werden.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Kapazitive Touchpads, die auch als kapazitive Sensorpads bezeichnet werden, detektieren ein leitfähiges Objekt oder ein Objekt mit anderen dielektrischen Eigenschaften als Luft in der Nähe des Pads. Die Verwendung von kapazitiven Sensorpads ist in vielen elektrischen Systemen, einschließlich schlüssellosen Zugangssystemen, eingeführt worden. Schlüssellose Zugangssysteme können einen komfortablen Weg bereitstellen, damit Menschen ohne einen Schlüssel, einen Schlüsselanhänger oder eine andere Authentifizierungseinrichtung Zugang zu einem verriegelten Bereich erhalten, einschließlich zu einem Gebäude, einem Haus und einem Fahrzeug. Schlüssellose Zugangssysteme werden häufig von Menschen verwendet, die zum Joggen, zum Sport oder auf einen Ausflug gehen und lieber keinen Schlüssel mitführen oder die Schlüssel im verriegelten Bereich lassen möchten. Schlüssellose Zugangssysteme können auch verwendet werden, um einem Freund oder einem Kind Zugang zum Inneren eines verriegelten Fahrzeugs zu ermöglichen, ohne ihnen die Fähigkeit zum Starten des Fahrzeugs bereitzustellen. Ein typischer Schlüsselanhänger weist ein Zifferntastenfeld auf und wird unter Verwendung entweder mechanischer oder kapazitiver Schaltflächen umgesetzt. Die kapazitive Technologie kann im Vergleich zu mechanischen Schaltflächen die Vorteile der besseren Abdichtung und der verbesserten Ästhetik bereitstellen. Obwohl sie intuitiv und schnell verwendet werden können, weisen herkömmliche Zifferntastenfelder zwei Schwächen auf. Zum Ersten weisen herkömmliche Zifferntastenfelder starre Einschränkungen hinsichtlich des äußeren Designs auf, das eine spezielle numerische grafische Schnittstelle, die dem Nutzer vorgelegt werden soll, erfordert. Zum Zweiten können herkömmliche Zifferntastenfelder einige Sicherheitsprobleme aufweisen, wobei bekannt ist, dass Diebe Wärmebilderfassung verwenden, um die Aktivierungssequenz zu rekonstruieren.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Ein Näherungserfassungssystem enthält eine erste Leiterbahn und eine zweite Leiterbahn. Die zweite Leiterbahn liegt neben der ersten Bahn, greift mit ihr ineinander (engl. interleaved) und ist elektrisch von ihr isoliert. Zudem variiert eine Dichte der Bahnen entlang einer ersten Achse, so dass Änderungsraten der Kapazitanz zwischen den Bahnen, die mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld in einer Richtung der ersten Achse bei einer konstanten Geschwindigkeit verknüpft sind, die Richtung angeben.
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Ein durch eine Steuerung umgesetztes Verfahren beinhaltet das Ausgeben eines ersten Signals durch die Steuerung, das auf Änderungsraten der Kapazitanz zwischen einer ersten und einer zweiten Bahn eines kapazitiven Sensorpads basiert. Die erste und zweite Bahn des kapazitiven Sensorpads weisen in einem ersten Bereich einen ersten Bahndichtegradienten entlang einer ersten Achse auf, so dass das erste Signal eine Bewegungsrichtung eines Objekts durch ein elektrisches Feld angibt, das bei einer konstanten Geschwindigkeit entlang der ersten Achse mit dem kapazitiven Sensorpad verknüpft ist.
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Ein Näherungserfassungssystem enthält eine erste und zweite Bahn. Die erste und zweite Bahn sind elektrisch voneinander isoliert. Die erste und zweite Bahn definieren ein Muster, das eine Bahndichte aufweist, die entlang einer Achse variiert, die zu einer Asymmetrieachse des Musters rechtwinklig ist. Zudem geben Änderungsraten der Kapazitanz zwischen der ersten und zweiten Bahn, die mit Bewegung eines Objekts bei einer konstanten Geschwindigkeit durch ein elektrisches Feld in einer zur Achse rechtwinkligen Richtung verknüpft sind, die Richtung an.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes schlüsselloses Zugangssystem für ein Fahrzeug einschließlich eines sensorbasierten Tastenfelds.
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2A ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Fahrzeug-Sensorpads.
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2B ist eine beispielhafte Veranschaulichung des Fahrzeug-Sensorpads, das nach dem Aufnehmen von Nutzereingabe Daten anzeigt.
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3A–3H sind beispielhafte Veranschaulichungen von Wischbewegungen des Nutzers, die ein Fahrzeugsensorsystem möglicherweise detektiert.
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4 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Näherungssensorpads mit einem Bahndichtegradienten.
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5 ist eine beispielhafte grafische Ansicht eines Signals aus dem Näherungssensorpad aus 4, das auf einer Wischbewegung basiert.
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6 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Näherungssensorpads mit einem Bahndichtegradienten und einem Gebiet reduzierter Bahndichte.
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7A–7B sind beispielhafte grafische Ansichten von Signalen aus dem Näherungssensorpad aus 6, das auf Wischbewegungen basiert.
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8 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Mehrzonen-Näherungssensorpads mit einem Bahndichtegradienten.
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9A–9C sind beispielhafte grafische Ansichten von Signalen aus dem Mehrzonen-Näherungssensorpad aus 8.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es werden hier Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details spezieller Komponenten zu zeigen. Die hier offenbarten, spezifischen strukturellen und funktionalen Details sollen daher nicht als beschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die Ausführungsformen auf verschiedene Weise einzusetzen sind. Wie Durchschnittsfachleute verstehen werden, können verschiedene, mit Bezug auf jede der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen herzustellen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für spezielle Anwendungen oder Umsetzungsformen verlangt werden.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen im Allgemeinen mehrere Schaltungen oder andere elektrische Einrichtungen bereit. Es ist beabsichtigt, dass alle Bezüge auf die Schaltungen und andere elektrische Einrichtungen und die jeweils von ihnen bereitgestellte Funktionalität nicht darauf eingeschränkt sind, dass nur das hier Veranschaulichte und Beschriebene umfasst ist. Obwohl spezielle Bezeichner den verschiedenen offenbarten Schaltungen oder anderen elektrischen Einrichtungen zugeordnet sein können, ist nicht beabsichtigt, dass solche Bezeichner den Betriebsumfang für die Schaltungen und die anderen elektrischen Einrichtungen einschränken. Solche Schaltungen und andere elektrische Einrichtungen können auf Basis der speziellen Art der verlangten elektrischen Umsetzungsform miteinander kombiniert und/oder auf irgendeine Art und Weise getrennt werden. Es wird anerkannt, dass jede hier offenbarte Schaltung oder andere elektrische Einrichtung irgendeine Anzahl von Mikroprozessoren, integrierten Schaltungen, Speichereinrichtungen (z. B. Flash, Direktzugriffspeicher (RAM, Random Access Memory), Nur-Lese-Speicher (ROM, Read Only Memory), elektrisch programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM, Electrically Programmable Read Only Memory), elektrisch löschbarer PROM (EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) oder andere geeignete Varianten davon) und Software enthalten kann, die miteinander zusammenwirken, um die hier offenbarte(n) Operation(en) durchzuführen. Zusätzlich kann irgendeine oder mehrere der elektrischen Einrichtungen dazu ausgelegt sein, ein Computerprogramm auszuführen, das in einem nichtflüchtigen, computerlesbaren Medium verwirklicht ist, das dazu programmiert ist, irgendeine Anzahl der Funktionen wie offenbart durchzuführen.
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Einige Fahrzeugsysteme enthalten ein Tastenfeld mit mehreren einzelnen Sensoren oder Schaltflächen, die jeweils einem Ziffernzeichen, einem Buchstabenzeichen oder einer Kombination aus Buchstaben- und Ziffernzeichen entsprechen. Unter Verwendung der Sensoren des Tastenfelds kann ein Nutzer einen Zugangscode zum Entriegeln des Fahrzeugs eingeben. Der Zugangscode kann eine Sequenz aus alphanumerischen Werten, eine durchgehende Geste, z. B. eine Geste ohne Anheben des Fingers, oder eine Sequenz aus Wischbewegungen oder Gesten, z. B. eine Sequenz diskreter Wischbewegungen über die Sensorfläche, wie zum Beispiel eine gerichtete, eine Auf-/Ab- oder eine Links-/Rechts-Wischbewegung beinhalten. Unter Verwendung der Gestenzugangscodes kann der Nutzer in der Lage sein, eine Form oder ein anderes Muster zu zeichnen, das verwendet werden kann, den Nutzer beim Fahrzeug zu authentifizieren. Weil das Wischbewegungs-Touchpad keine darauf gedruckten oder neben ihm liegenden Zahlen oder andere Zeichen erfordert, kann das Touchpad auch ein Hintergrund-Logo enthalten, um die Tastenfeldästhetik und die Sicherheit des Zugangscodes zu verbessern.
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Ein verbessertes Tastenfeld kann ein einzelnes Touchpad anstelle der mehreren einzelnen Sensoren verwenden, um sowohl für verbesserte Ästhetik zu sorgen als auch zusätzliche Funktionalität und reduzierte Systemkosten bereitzustellen. Ein einzelner Sensor kann zum Detektieren von Bewegung verwendet werden. Allerdings gestatten aktuelle Sensorpad-Designs nicht die Bestimmung der Richtung der Bewegung. Hier werden gewisse Sensorpad-Designs offenbart, die einen Bahndichtegradienten entlang einer Achse aufweisen, so dass ein vom Sensor erzeugtes Signal die Richtung angibt. Die Sensorpad-Designs können Bahndichtegradienten entlang zweier rechtwinkliger Achsen und ein Gebiet reduzierter Bahndichte oder eine Bahndichtefehlstelle entlang einer einzelnen Achse enthalten, so dass ein anhand einer Bewegung entlang einer Achse erzeugtes Signal von einem Signal, das anhand einer Bewegung entlang der anderen Achse erzeugt wird, aufgrund einer Senke oder eines Höckers im Signal, der auf die Fehlstelle zurückzuführen ist, unterscheidbar ist.
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Insbesondere verbessern solche Umsetzungsformen die Tastenfeldsicherheit, weil irgendwelche verbleibenden Fingerschmierer auf der Schnittstelle nicht zu den eingegebenen Zahlen zurückverfolgt werden können. Weil das Touchpad keine auf ihm oder neben ihm gedruckten Zahlen oder andere Zeichen erfordert, kann das Touchpad außerdem stattdessen so konzipiert werden, dass es ein Hintergrund-Logo enthält, wie zum Beispiel das FORD Blue Oval Logo oder das LINCOLN-Logo, um die Tastenfeldästhetik zu verbessern. In einigen Fällen kann das Tastenfeld das Hintergrundlogo anzeigen, wenn das Tastenfeld zur Aufnahme von Nutzereingaben verfügbar ist, wie zum Beispiel, wenn das Tastenfeld angetippt wird oder wenn die Nähe des Nutzers vom Fahrzeug detektiert wird (z. B. über das Vorhandensein des Schlüsselanhängers, über kapazitive Fahrzeugsensoren usw.).
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Das Touchpad kann ferner dazu ausgelegt sein, sobald der Zugangscode, z. B. über Multitouch- oder Gesteneingabe, eingegeben worden ist, ein Menü mit verfügbaren Optionen anzuzeigen, die durchgeführt werden können. In einem Beispiel kann das Touchpad, sobald die korrekte Kombination oder das korrekte Wischmuster eingegeben worden ist, hinterleuchtet werden, um ein Fahrzeugprofil (z. B. von der Seite oder von oben) zu zeigen, wobei spezifische Merkmale zur Auswahl hervorgehoben sind. Zu diesen Merkmalen können, als einige nicht einschränkende Möglichkeiten, das Entriegeln aller Türen, das Entriegeln einer spezifischen Tür, das Öffnen einer Fahrzeugheckklappe, das Öffnen von Fahrzeugfenstern und Eintritt in den Valet-Modus zählen. Bei Verwendung des Fahrzeugprofils kann der Nutzer auf irgendeines der hervorgehobenen Merkmale drücken, um die verfügbaren Funktionen aufzurufen. Für den Nutzer kann dementsprechend grafisch Zugang zu diesen Merkmalen bereitgestellt werden, anstatt dass erforderlich ist, dass sich der Nutzer zum Durchführen spezieller Befehle an einen Zifferncode oder eine Sequenz erinnert (z. B. spezielle Ziffernschaltflächen gedrückt zu halten, um die Fahrzeugtüren zu entriegeln).
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1 veranschaulicht ein beispielhaftes schlüsselloses Zugangssystem 100 für ein Fahrzeug 102, das ein Tastenfeld 122 aufweist. Das System 100 kann eine Karosseriesteuerung 104 enthalten, die einen Radiofrequenz-(RF-)Transceiver 106 aufweist. Ein Schlüsselanhänger 108, der einen von einer Batterie 112 versorgten Anhänger-Transceiver 110 nutzt, kann in Verbindung mit dem RF-Transceiver 106 der Steuerung 104 stehen. Eine Antenne 114 des RF-Transceivers 106 kann RF-Signale von einer Antenne 116 des Anhänger-Transceivers 110 aufnehmen und kann die Signale dem RF-Transceiver 106 zuführen. Ein Entriegelungs-/Verriegelungsmechanismus 118 ist betriebsbereit mit der Steuerung 104 gekoppelt. Die Steuerung 104 ist dazu ausgelegt, den Entriegelungs-/Verriegelungsmechanismus 118 zu steuern, um Türen des Fahrzeugs 102 als Reaktion auf die vom Schlüsselanhänger 108 übertragenen RF-Signale zu entriegeln bzw. zu verriegeln. Fensterheberaktuatoren 119 können ebenfalls betriebsbereit mit der Steuerung 104 gekoppelt sein, so dass die Steuerung 104 dazu ausgelegt ist, Öffnen und Schließen der verschiedenen Fenster des Fahrzeugs 102 zu bewirken (z. B. Vorder- und Hecktür-Fensterheber, elektrische Seitenfensterlüftungsöffnungen, elektrische Schiebedächer (Sunroofs und Moonroofs)). Der Schlüsselanhänger 108 kann eine oder mehrere Anhängersteuerelemente 120 enthalten, wie zum Beispiel einen Verriegelungsschalter und einen Entriegelungsschalter. Dementsprechend steuert die Steuerung 104 den Entriegelungs-/Verriegelungsmechanismus 118, um die Türen des Fahrzeugs 102 als Reaktion darauf zu verriegeln, dass ein Nutzer ein Verriegelungs-Anhängersteuerelement 120 des Schlüsselanhängers 108 herunterdrückt, und die Türen des Fahrzeugs 102 als Reaktion darauf zu entriegeln, dass der Nutzer ein Entriegelungs-Anhängersteuerelement 120 des Schlüsselanhängers 108 herunterdrückt.
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Das Tastenfeld 122 steht in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 104. Das Tastenfeld 122 kann an einem Außenteil oder -abschnitt des Fahrzeugs 102 positioniert sein. In einem Beispiel kann das Tastenfeld 122 festverdrahtet mit der Steuerung 104 sein. In einem anderen Beispiel kann das Tastenfeld 122 in RF-Verbindung mit der Steuerung 104 stehen (z. B. über die RF-Antenne 114). Das Tastenfeld 122 enthält ein Touchpad 124, das zum Aufnehmen von Nutzereingabe ausgelegt ist. In einigen Beispielen kann das Touchpad 124 Multitouch-Gesten unterstützen, um zu ermöglichen, dass das Tastenfeld 122 mehrere zeitgleiche Fingerdrücke detektiert. Zusätzlich oder alternativ kann das Touchpad 124 Wischbewegungen oder andere Gesten unterstützen, um zu ermöglichen, dass das Tastenfeld 122 solche vom Nutzer durchgeführte Bewegungen detektiert.
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In einigen Beispielen kann das Tastenfeld 122 ferner ein separates Display 126 enthalten, das dazu ausgelegt ist, dem Nutzer das aktuelle Zeichen, das auf dem Tastenfeld 122 eingegeben wird, anzuzeigen. In anderen Beispielen kann das Touchpad 124 zusätzlich oder alternativ integrierte Anzeigefunktionalitäten auf der Oberfläche des Touchpads 124 enthalten, z. B. ein Logo beim Aufnehmen einer Touch-Eingabe anzuzeigen und/oder ein Fahrzeugprofil oder andere Grafiken anzuzeigen, um die Auswahl von Merkmalen des Fahrzeugs 102 zu ermöglichen.
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In einem Beispiel kann das Tastenfeld 122 Befehle über festverdrahtete Signale an die Steuerung 104 als Reaktion darauf übertragen, dass der Nutzer mit dem Touchpad 124 interagiert. In einem anderen Beispiel kann das Tastenfeld 122 Befehle über RF-Signale an die Steuerung 104 übertragen. Die Steuerung 104 steuert den Entriegelungs-/Verriegelungsmechanismus 118, um die Türen als Reaktion auf das Aufnehmen der Befehle zu entriegeln/verriegeln, z. B. von zwei oder mehr Signalen (RF oder festverdrahtet), die einer gültigen Sequenz von Buchstaben-, Ziffern- oder alphanumerischen Zeichen entsprechen.
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Der Schlüsselanhänger 108 kann in Verbindung mit einem Basis-Fernzugangssystem, einem System zum schlüssellosen Öffnen und Starten (PEPS, Passive Entry Passive Start) oder einem passiven Diebstahlschutzsystem (PATS, Passive Anti-Theft System) umgesetzt werden. Beim PEPS-System kann die Steuerung 104 den Entriegelungs-/Verriegelungsmechanismus 118 dazu steuern, die Tür als Reaktion darauf zu entriegeln, dass die Steuerung 104 bestimmt, dass sich der Schlüsselanhänger 108 in einer vorbestimmten Entfernung vom Fahrzeug 102 befindet. In solch einem Fall überträgt der Schlüsselanhänger 108 automatisch (oder passiv) verschlüsselte RF-Signale (z. B. ohne Eingriff des Nutzers), damit die Steuerung 104 die RF-Signale entschlüsselt (oder decodiert) und bestimmt, ob sich der Schlüsselanhänger 108 in der vorbestimmten Entfernung befindet und autorisiert ist. Es ist anzumerken, dass der Schlüsselanhänger 108 bei der PEPS-Umsetzungsform auch RF-Signale, die codierten Entriegelungs-/Verriegelungssignalen entsprechen, als Reaktion darauf, dass ein Nutzer ein Verriegelungs-Anhängersteuerelement 120 oder ein Entriegelungs-Anhängersteuerelement 120 herunterdrückt, erzeugt. Zusätzlich ist beim PEPS-System möglicherweise kein Schlüssel zum Starten des Fahrzeugs 102 erforderlich. In diesem Fall kann erforderlich sein, dass der Nutzer den Bremspedalschalter herunterdrückt oder irgendeine vorbestimmte Operation vor dem Herunterdrücken eines Startschalters durchführt, nachdem der Nutzer in das Fahrzeug 102 eingestiegen ist. Bei der PATS-Umsetzungsform kann der Schlüsselanhänger 108 als ein konventioneller Schlüsselanhänger arbeiten, um das Fahrzeug 102 zu entriegeln bzw. zu verriegeln. Bei der PATS-Umsetzungsform ist im Allgemeinen ein Schlüssel (nicht dargestellt) zum Starten des Fahrzeugs 102 erforderlich. Der Schlüssel kann einen darin eingebetteten RF-Transmitter zum Authentifizieren des Schlüssels beim Fahrzeug 102 enthalten.
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Die Steuerung 104 enthält eine Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128. Die Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128 kann auch einen RF-Empfänger (nicht dargestellt) und eine Antenne (nicht dargestellt) zum Aufnehmen von RF-Signalen, die von den RF-Transmittern der Schlüssel übertragen werden, enthalten. Es sei angemerkt, dass die Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128 als eine Standalone-Steuerung (oder -Modul) umgesetzt werden kann. Die Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128 ist dazu ausgelegt, die spezielle Art des Mechanismus, der zum Starten des Fahrzeugs 102 verwendet wird, zu authentifizieren. Zum Beispiel wird bei der PATS-Umsetzungsform der Schlüssel in einen Zündschalter 130 eingesteckt, um das Fahrzeug 102 zu starten. In einem solchen Fall überträgt der RF-Transmitter des Schlüssels RF-Signale mit darin verschlüsselten Daten an den Empfänger der Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128. Die Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128 entschlüsselt die Daten, um den Schlüssel zu authentifizieren, bevor sie dem Nutzer das Starten des Fahrzeugs 102 gestattet.
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Bei der PEPS-Umsetzungsform ist, wie oben erwähnt, kein Schlüssel zum Starten des Fahrzeugs 102 erforderlich. In solch einem Fall authentifiziert die Zündschalter-Authentifizierungseinrichtung 128 die verschlüsselten RF-Daten, die passiv vom Transmitter 108a–108n übertragen werden, um dem Nutzer das Starten des Fahrzeugs 102 zu gestatten. Wie oben erwähnt, kann der Nutzer, zusätzlich dazu, dass die Authentifizierungseinrichtung 128 die verschlüsselten RF-Daten authentifiziert, eine vorbestimmte Operation durchführen (z. B. am Griff einer Tür ziehen oder eine Tür öffnen, den Bremspedalschalter betätigen oder eine andere Operation), bevor er einen Startschalter zum Starten des Fahrzeugs 102 herunterdrückt. Das System 100 zieht eine Reihe von anderen als den aufgeführten Operationen vor dem Herunterdrücken des Startschalters zum Starten des Fahrzeugs 102 in Betracht.
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Wie oben erwähnt, kann das Touchpad 124 Multitouch-Technologie umsetzen, die dazu ausgelegt ist, mehrere Fingerberührungen zu erkennen und vom Nutzer eingegebene Zugangscodes aufzunehmen. Um eine Zahl einzugeben, anstatt einen der Zahl zugeordneten Schalter des Tastenfelds 122 zu drücken, kann der Nutzer stattdessen zeitgleich eine Reihe von Finger auf das Touchpad 124 drücken, was der gewünschten Zahl entspricht. Um somit eine Stelle eines Zugangscodes einzugeben, wie zum Beispiel einen persönlichen Code oder einen Werkscode, kann der Nutzer einfach das Touchpad 124 mit einer gewünschten Fingeranzahl an verschiedenen Positionen des Touchpads 124 berühren. Weil ein Zugangscode über das Tastenfeld 122 unter Verwendung beliebiger Positionen über dem Touchpad 124 eingegeben werden kann, kann es für einen nicht autorisierten Nutzer schwierig sein, den Nutzercode lediglich durch Zuschauen in Erfahrung zu bringen. Weil das Touchpad 124 numerische Eingaben anhand einer Reihe von Berührungen oder andere Gesteneingaben aufnehmen kann, müssen außerdem keine Zahlen oder andere Angaben auf oder neben dem Touchpad 124 des Tastenfelds 122 platziert werden, was die Ästhetik des Tastenfelds 122 verbessert.
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2A ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Fahrzeugtastenfelds 200. Das Fahrzeugtastenfeld 200 kann einen ersten Bereich 202, einen zweiten Bereich 204 und einen dritten Bereich 206 enthalten. Der erste Bereich kann eine Leuchte oder ein illuminiertes Display enthalten, das ein Bild oder ein Logo anzeigen kann, und kann mit einem diskreten Sensor oder einem Gebiet eines Sensors, das mit dem ersten und zweiten Bereich gemeinsam ist, gekoppelt sein. Der zweite Bereich kann eine Leuchte oder ein illuminiertes Display enthalten, das ein Bild anzeigen kann, und kann mit einem diskreten Sensor oder einem Gebiet eines Sensors, das mit dem ersten und zweiten Bereich gemeinsam ist, gekoppelt sein. Der dritte Bereich kann ein Display enthalten, um Rückkopplung, wie zum Beispiel einen Status des Systems, bereitzustellen. 2B ist eine beispielhafte Veranschaulichung des Fahrzeug-Tastenfelds, das die Daten 210 nach dem Aufnehmen von Nutzereingaben anzeigt. Die angezeigten Daten 212 geben einen Zählwert eines Modulozählers an, einen Indikator 214 bei Erhöhung des Modulozählers und einen Indikator 216 des Status des Tastenfeldsystems. Der Indikator 214 kann ein einzelner Sensor sein, oder er kann zwei Sensoren sein: einer für das Erhöhen und einer für das Verringern des Modulozählwerts. Der Indikator kann auch ein einzelner Sensor mit einem Bahndichtegradienten sein, so dass der Modulozähler auf Basis der Richtung einer Wischbewegung erhöht wird. Zum Beispiel würde eine Wischbewegung nach oben den Zähler erhöhen, und eine Wischbewegung nach unten würde den Zähler verringern. Sobald der gewünschte Wert aus dem Zähler angezeigt wird, kann ein Nutzer den Sensor im ersten Bereich 212 berühren, um diesen Wert einzugeben, so dass eine Sequenz eingegebener Werte einen Zugangscode darstellen würde. Wenn ein eingegebener Zugangscode mit einem Tastencode übereinstimmt, kann das Tastenfeld eine Nachricht an die Karosseriesteuerung 104 senden, den Mechanismus 118 zu verriegeln oder zu entriegeln.
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Die 3A–3H sind beispielhafte Veranschaulichungen von Wischbewegungen des Nutzers, die ein Tastenfeld möglicherweise detektiert. 3A würde eine horizontale Wischbewegung von vorne nach hinten auf einem Tastenfeld, das an einer Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3B würde eine horizontale Wischbewegung von hinten nach vorne auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3C würde eine vertikale Wischbewegung nach oben auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3D würde eine vertikale Wischbewegung nach unten auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3E würde eine Wischbewegung nach hinten unten auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3F würde eine Wischbewegung nach vorne oben auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3G würde eine Wischbewegung nach hinten oben auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. 3H würde eine Wischbewegung nach vorne unten auf dem Tastenfeld, das an der Fahrzeugtürsäule montiert ist, veranschaulichen. Wischbewegungen auf einem Tastenfeld können zum einfachen Speichern in alphanumerische Zeichen übersetzt werden, wie zum Beispiel ein „U“ oder eine „1“ für eine vertikale Wischbewegung nach oben, ein „D“ oder eine „2“ für eine vertikale Wischbewegung nach unten, ein „L“ oder eine „3“ für eine horizontale Wischbewegung nach links, ein „R“ oder eine „4“ für eine horizontale Wischbewegung nach rechts und ein „X“ oder eine „5“ für irgendeine diagonale Wischbewegung. Alternativ kann eine diagonale Wischbewegung einzeln klassifiziert werden, wie zum Beispiel eine diagonale Wischbewegung von oben links nach unten rechts als ein „A“ oder eine „6“, eine diagonale Wischbewegung von unten links nach oben rechts als ein „B“ oder eine „7“, eine diagonale Wischbewegung von oben rechts nach unten links als ein „C“ oder eine „8“ und eine diagonale Wischbewegung von unten rechts nach oben links als ein „E“ oder eine „9“.
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4 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Näherungssensorpads 400 mit einem Bahndichtegradienten. Diese beispielhafte Veranschaulichung wird im Allgemeinen trapezförmig gezeigt, aber sie kann in anderen Formen umgesetzt werden, wie zum Beispiel einem Quadrat, einem Kreis, einem Rechteck, oder sie kann eine amorphe Form haben, um eine spezifische ästhetische oder funktionale Anforderung zu erfüllen. Das Pad 400 enthält eine erste Bahn 402 und eine zweite Bahn 404. Die erste Bahn 402 und die zweite Bahn 404 sind Leiterbahnen und können aus einem metallischen Dünnfilm, einem leitfähigen Verbundwerkstoff oder einem leitfähigen Polymer hergestellt sein. Die erste Bahn 402 kann mehrere erste Finger 406 enthalten, die in der Nähe mehrerer zweiter Finger 408 liegen können. Die Finger 406 sind elektrisch von den Fingern 408 isoliert, was kapazitive Kopplung zwischen den Bahnen 402 und 404 ermöglicht. Die Finger 406 können mit den Fingern 408 ineinandergreifen, um einen Näherungsbereich zu vergrößern. Die Anordnung ist eine solche, dass ein elektrisches Feld, das von einer über der ersten Bahn 402 und der zweiten Bahn 404 angelegten Spannung induziert wird, ein Signal erzeugt, das auf einer Änderung der Kapazitanz zwischen den Bahnen 402 und 404 basiert. Die Anordnung ist auch eine solche, dass eine Bahndichte der ersten und zweiten Bahn 402 und 404 entlang einer ersten Achse 410 variiert. Die Anordnung der Bahnen 402 und 404 wird in Bezug auf eine zweite Achse 412, die rechtwinklig zur ersten Achse 410 verläuft, asymmetrisch gezeigt. Allerdings kann die Anordnung der Bahnen 402 und 404 in Bezug auf die zweite Achse 412 symmetrisch sein.
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5 ist eine beispielhafte grafische Ansicht eines Signals 500 aus dem Näherungssensorpad aus 4, das auf einer Wischbewegung basiert. Dieses beispielhafte Profil ist mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld bei einer konstanten Geschwindigkeit in der Nähe der Bahnen 402 und 404 in einer Richtung der ersten Achse 410 verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 402 und 404 entlang der ersten Achse 410 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 502 dargestellt werden kann. Das Signal 502 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 504 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen entlang der ersten Achse 410 bewegt. Das Signalprofil wird als 506 gezeigt, und ein Schwellenwert 508 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 508 im Punkt 510 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um die Zeit zu messen, die das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 512 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 514 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 510 zum Punkt 512 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 512 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 508 im Punkt 516 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 518 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 512 zum Punkt 516 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz unterscheiden sich aufgrund des Bahndichtegradienten zwischen dem Anstiegszeitraum 514 und dem Abfallzeitraum 516. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 516, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 514. Auf Basis des Unterschieds der Änderungsraten der Kapazitanz kann eine Richtung bestimmt werden.
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6 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Näherungssensorpads 600 mit einem Bahndichtegradienten und einem Gebiet reduzierter Bahndichte. Diese beispielhafte Veranschaulichung wird im Allgemeinen trapezförmig gezeigt, aber sie kann in anderen Formen umgesetzt werden, wie zum Beispiel einem Quadrat, einem Kreis, einem Rechteck, oder sie kann eine amorphe Form haben, um eine spezifische ästhetische oder funktionale Anforderung zu erfüllen. Das Pad 600 enthält eine erste Bahn 602 und eine zweite Bahn 604. Die erste Bahn 602 und die zweite Bahn 604 sind Leiterbahnen und können aus einem metallischen Dünnfilm, einem leitfähigen Verbundwerkstoff oder einem leitfähigen Polymer hergestellt sein. Die erste Bahn 602 kann mehrere erste Finger 606 enthalten, die in der Nähe mehrerer zweiter Finger 608 liegen können. Die Finger 606 sind elektrisch von den Fingern 608 isoliert, was kapazitive Kopplung zwischen den Bahnen 602 und 604 ermöglicht. Die Finger 606 können mit den Fingern 608 ineinandergreifen, um einen Näherungsbereich zu vergrößern. Die Anordnung ist eine solche, dass ein elektrisches Feld, das von einer über der ersten Bahn 402 und der zweiten Bahn 604 angelegten Spannung induziert wird, ein Signal erzeugt, das auf einer Änderung der Kapazitanz zwischen den Bahnen 602 und 604 basiert. Die Anordnung ist auch eine solche, dass eine Bahndichte der ersten und zweiten Bahnen 602 und 604 entlang einer ersten Achse 610 variiert. Die Anordnung der Bahnen 602 und 604 wird in Bezug auf eine zweite Achse 612, die rechtwinklig zur ersten Achse 610 verläuft, asymmetrisch gezeigt. Allerdings kann die Anordnung der Bahnen 602 und 604 in Bezug auf die zweite Achse 612 symmetrisch sein. In dieser beispielhaften Veranschaulichung ist ein Gebiet reduzierter Bahndichte 614 von einer Seitenhalbierenden der ersten Achse 610 versetzt. Das Gebiet reduzierter Bahndichte 614 kann über oder unter der Seitenhalbierenden liegen.
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7A ist eine beispielhafte grafische Ansicht eines Signals 700 aus dem Näherungssensorpad aus 6, das auf einer Wischbewegung basiert. Dieses beispielhafte Profil ist mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld bei einer konstanten Geschwindigkeit in der Nähe der Bahnen 702 und 704 in einer Richtung der ersten Achse 612 verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 702 und 704 entlang der ersten Achse 612 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 702 dargestellt werden kann. Das Signal 702 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 704 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen entlang der ersten Achse 612 bewegt. Das Signalprofil wird als 706 gezeigt, und ein Schwellenwert 708 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 708 im Punkt 712 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um den Zeitraum zu messen, den das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 712 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 714 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 710 zum Punkt 712 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 712 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 708 im Punkt 716 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 718 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 712 zum Punkt 716 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz unterscheiden sich aufgrund des Bahndichtegradienten zwischen dem Anstiegszeitraum 714 und dem Abfallzeitraum 716. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 716, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 714. Auf Basis des Unterschieds der Änderungsraten der Kapazitanz kann eine Richtung bestimmt werden.
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7B ist eine beispielhafte grafische Ansicht eines Signals 720 aus dem Näherungssensorpad aus 6, das auf einer Wischbewegung basiert. Dieses beispielhafte Profil ist mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld in der Nähe der Bahnen 702 und 704 in einer Richtung der zweiten Achse 614 bei einer konstanten Geschwindigkeit verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 702 und 704 entlang der zweiten Achse 614 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 702 dargestellt werden kann. Das Signal 702 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 704 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen entlang der zweiten Achse 614 bewegt. Das Signalprofil wird als 722 gezeigt, und ein Schwellenwert 724 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 724 im Punkt 726 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um die Zeit zu messen, die das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 728 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 730 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 726 zum Punkt 728 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder einen stationärer Punkt 728 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal einen zweiten stationären Punkt in 732 über dem Schwellenwert 724 erreicht, an welchem Punkt sich die Änderungsrate auf einen dritten stationären Punkt in 734 erhöht. Der zweite stationäre Punkt 732 bildet aufgrund des Gebiets reduzierter Bahndichte eine Senke oder ein Tal im Signalprofil 722. Eine Umsetzungsform, um dieses Tal zu detektieren, kann die Suche nach lokalen Maxima über dem Schwellenwert 724 beinhalten. Dabei können die Punkte 728 und 734 erfasst werden, was einen Zwischenzeitraum 738 zwischen zwei Maxima auf Basis von zwei lokalen Maxima über dem Schwellenwert ermöglicht. Ein alternatives Verfahren kann das Detektieren aller stationären Punkte beinhalten und das Bereitstellen eines Zählwerts von stationären Punkten. Nach dem dritten Maximum 734 wird das Signal weiterlaufen, bis es den Schwellenwert in 736 mit einem abschließenden Abfallzeitraum 740 zwischen dem Punkt 734 und dem Punkt 736 kreuzt. Gleichermaßen wie in 7A unterscheiden sich die Änderungsraten der Kapazitanz zwischen dem Anstiegszeitraum 730 und dem Abfallzeitraum 738 und 740 aufgrund des Bahndichtegradienten. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 738 und 740, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 730. Auf Basis des Unterschieds der Änderungsraten der Kapazitanz kann eine Richtung entlang einer zweiten Richtung bestimmt werden. Auch kann aufgrund des Vorhandenseins der zusätzlichen stationären Punkte 732 und 734 Bewegung entlang der ersten Achse 712 von Bewegung entlang der zweiten Achse 714 unterschieden werden. Ferner kann Bewegung diagonal zur ersten und zweiten Achse 412 und 414 auf Basis der Änderungsraten und -zeiträume zwischen stationären Punkten bestimmt werden.
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8 ist eine beispielhafte Veranschaulichung eines Mehrzonen-Näherungssensorpads 800 mit einem Bahndichtegradienten. Diese beispielhafte Veranschaulichung wird im Allgemeinen trapezförmig gezeigt, aber sie kann in anderen Formen umgesetzt werden, wie zum Beispiel einem Quadrat, einem Kreis, einem Rechteck, oder sie kann eine amorphe Form haben, um eine spezifische ästhetische oder funktionale Anforderung zu erfüllen. Das Pad 800 enthält eine erste Bahn 802, eine zweite Bahn 804 und eine dritte Bahn 806. Die erste Bahn 802, die zweite Bahn 804 und die dritte Bahn 806 sind Leiterbahnen und können aus einem metallischen Dünnfilm, einem leitfähigen Verbundwerkstoff oder einem leitfähigen Polymer hergestellt sein. Die erste Bahn 802 kann mehrere erste Finger 808 enthalten, die in der Nähe mehrerer zweiter Finger 810 liegen können. Auch können sich die mehreren ersten Finger 808 in der Nähe zu mehreren dritten Fingern 812 befinden. Die Finger 808 sind elektrisch von den Fingern 810 isoliert, was kapazitive Kopplung zwischen den Bahnen 808 und 810 ermöglicht. Auch sind die Finger 808 elektrisch von den Fingern 812 isoliert, was kapazitive Kopplung zwischen den Bahnen 808 und 812 ermöglicht. Die Finger 808 können mit den Fingern 810 ineinandergreifen, damit ein erster Näherungsbereich oder ein Empfindlichkeitsgebiet geschaffen wird. Auch können die Finger 808 können mit den Fingern 812 ineinandergreifen, damit ein zweiter Näherungsbereich oder ein Empfindlichkeitsgebiet geschaffen wird. Die Anordnung ist eine solche, dass ein elektrisches Feld, das von einer über der ersten Bahn 802 und der zweiten Bahn 804 angelegten Spannung induziert wird, ein erstes Signal erzeugt, das auf einer Änderung der Kapazitanz zwischen den Bahnen 802 und 804 basiert. Zudem ist die Anordnung eine solche, dass ein elektrisches Feld, das von einer über der ersten Bahn 802 und der dritten Bahn 806 angelegten Spannung induziert wird, ein zweites Signal erzeugt, das auf einer Änderung der Kapazitanz zwischen den Bahnen 802 und 806 basiert. Ferner ist die Anordnung eine solche, dass eine Bahndichte der ersten und zweiten Bahn 802 und 804 entlang einer ersten Achse 812 variiert. Zudem ist die Anordnung eine solche, dass eine Bahndichte der ersten und dritten Bahn 802 und 806 entlang einer ersten Achse 812 variiert. Die Anordnung der Bahnen 802, 804 und 806 wird in Bezug auf eine zweite Achse 814, die rechtwinklig zur ersten Achse 812 verläuft, asymmetrisch gezeigt. Allerdings kann die Anordnung der Bahnen 802, 804 und 806 in Bezug auf die zweite Achse 814 symmetrisch sein.
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9A ist eine beispielhafte grafische Ansicht 900 der Signalstärke 902 aus dem Mehrzonen-Näherungssensorpad aus 8, die auf einer Wischbewegung entlang einer Achse in Bezug auf eine Position 904 eines Objekts basiert. Dieses beispielhafte Profil ist mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld bei einer konstanten Geschwindigkeit in der Nähe der Bahnen 802, 804 und 806 in einer Richtung der ersten Achse 814 verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 802 und 804 entlang der ersten Achse 814 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein erstes Signal 906 dargestellt werden kann. Das erste Signal 906 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 904 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen entlang der ersten Achse 814 bewegt. Das Signalprofil wird als 906 gezeigt, und ein Schwellenwert 908 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 908 im Punkt 910 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um die Zeit zu messen, die das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 912 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 914 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 910 zum Punkt 912 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 912 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 908 im Punkt 916 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 918 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 912 zum Punkt 916 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz unterscheiden sich aufgrund des Bahndichtegradienten zwischen dem Anstiegszeitraum 914 und dem Abfallzeitraum 916. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 918, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 914. Auf Basis des Unterschieds der Änderungsraten der Kapazitanz kann eine Richtung bestimmt werden. Gleichermaßen kann ein Profil eines zweiten Signals 920 mit dem ersten Signal 906 verglichen werden. Auf Basis der Unterschiede in den Scheitelwerten und des Verhältnisses von Scheitelwerten zu Anstiegs- und Abfallzeiten können eine Position, an der die Wischbewegung gestartet worden ist, und ein Winkel der Wischbewegung bestimmt werden, so dass eine Wischbewegung über dem ersten Bereich von einer Wischbewegung über der Mitte des Pads und einer Wischbewegung über dem zweiten Bereich unterschieden werden kann.
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Auch kann das den Schwellenwert 908 im Punkt 922 kreuzende Signal 920 einen Zeitgeber aktivieren, um die Zeit zu messen, die das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen zweiten stationären Punkt 924 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 926 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 922 zum Punkt 924 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 924 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 908 im Punkt 928 kreuzt. Eine andere Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 930 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 924 zum Punkt 928 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz unterscheiden sich aufgrund des Bahndichtegradienten zwischen dem Anstiegszeitraum 926 und dem Abfallzeitraum 930. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 930, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 926.
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9B ist eine beispielhafte grafische Ansicht eines Signals 990 aus dem Näherungssensorpad aus 8, das auf einer Wischbewegung basiert. Dieses beispielhafte Profil ist mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld in der Nähe der Bahnen 802 und 804 in einer Richtung der zweiten Achse 816 bei einer konstanten Geschwindigkeit verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 802 und 804 entlang der zweiten Achse 816 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 936 dargestellt werden kann. Das Signal 932 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 934 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen entlang der zweiten Achse 816 bewegt. Das Signalprofil wird als 932 gezeigt, und ein Schwellenwert 938 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 938 im Punkt 940 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um den Zeitraum zu messen, den das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 942 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 944 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 940 zum Punkt 942 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 942 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 938 im Punkt 946 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 948 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 942 zum Punkt 946 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz können sich auf Basis des Designs des Sensorpads zwischen dem Anstiegszeitraum 944 und dem Abfallzeitraum 948 unterscheiden, allerdings kann das Design entlang einer zweiten Achse 816 symmetrisch sein.
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Diese beispielhafte Kurve veranschaulicht auch die Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld in der Nähe der Bahnen 802 und 806 in einer Richtung der zweiten Achse 816 bei einer konstanten Geschwindigkeit. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 802 und 806 entlang der zweiten Achse 816 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 932 dargestellt werden kann. Das Signal 932 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 934 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen entlang der zweiten Achse 816 bewegt. Das Signalprofil wird als 950 gezeigt, und ein Schwellenwert 938 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 938 im Punkt 952 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um den Zeitraum zu messen, den das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 954 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 956 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 952 zum Punkt 954 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 954 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 938 im Punkt 958 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 960 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 954 zum Punkt 958 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz können sich auf Basis der Geometrie des Designs des Sensorpads zwischen dem Anstiegszeitraum 956 und dem Abfallzeitraum 960 unterscheiden. Das duale Pad-Design ermöglicht, dass eine Wischbewegung entlang der zweiten Achse 816 von einer Wischbewegung in der horizontalen Richtung auf Basis eines Verzögerungszeitraums 962 zwischen dem ersten Profil 936 und dem zweiten Profil 950 unterscheidbar ist. Auf Basis des ersten Profils 936, des zweiten Profils 950 und des Verzögerungszeitraums 962 kann ein Winkel der Wischbewegung bestimmt werden.
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9C ist eine beispielhafte grafische Ansicht 1000 von Signalen aus dem Mehrzonen-Näherungssensorpad aus 8, die auf einer Wischbewegung diagonal zum Bahndichtegradienten basieren. Diese Signale geben diagonale Bewegung mit einer Richtung von einer Ecke des Pads im ersten Bereich, in dem der Bahngradient hoch ist, zu einer Ecke des Pads im zweiten Bereich, in dem der Bahngradient gering ist, an. Dieses beispielhafte Profil ist mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld bei einer konstanten Geschwindigkeit in der Nähe der Bahnen 802 und 804 in einer Richtung diagonal zur ersten Achse 814 verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 802 und 804 entlang eines diagonalen Pfads in Bezug auf die erste Achse 814 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 1002 dargestellt werden kann. Das Signal 1002 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 1004 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen in Bezug auf die erste Achse 814 bewegt. Das Signalprofil wird als 1006 gezeigt, und ein Schwellenwert 1008 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 1008 im Punkt 1010 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um die Zeit zu messen, die das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 1012 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 1014 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 1010 zum Punkt 1012 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 1012 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 1008 im Punkt 1016 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 1018 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 1010 zum Punkt 1016 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz unterscheiden sich aufgrund des Bahndichtegradienten zwischen dem Anstiegszeitraum 1014 und dem Abfallzeitraum 1016. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 1016, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 1014. Auf Basis des Unterschieds der Änderungsraten der Kapazitanz kann eine Richtung bestimmt werden.
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Auch ist dieses beispielhafte Profil mit Bewegung eines Objekts durch ein elektrisches Feld bei einer konstanten Geschwindigkeit in der Nähe der Bahnen 802 und 804 in einer Richtung diagonal zur ersten Achse 814 verknüpft. Wenn sich ein Objekt in der Nähe der Bahnen 802 und 804 entlang der ersten Achse 814 bewegt, ergibt sich eine Änderung der Kapazitanz, die als ein Signal 802 dargestellt werden kann. Das Signal 1002 variiert aufgrund des Bahndichtegradienten in Bezug auf die Position 1004 des Objekts, wenn es sich im Allgemeinen diagonal in Bezug auf die erste Achse 814 bewegt. Das Signalprofil wird als 1020 gezeigt, und ein Schwellenwert 1008 wird angelegt, um die Stabilität des Systems zu erhöhen und zu verhindern, dass Signalrauschen als ein Objekt interpretiert wird. Das den Schwellenwert 1008 im Punkt 1022 kreuzende Signal kann einen Zeitgeber aktivieren, um die Zeit zu messen, die das Signal benötigt, um einen Maximalwert oder einen ersten stationären Punkt 1024 zu erreichen, in dem die Änderungsrate der Kapazitanz gleich null oder stationär ist. Eine erste Änderungsrate wird auf Basis eines Anstiegszeitraums 1026 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 1022 zum Punkt 1024 bestimmt. Nachdem sie den Maximalwert oder stationären Punkt 1024 erreicht hat, verringert sich die Änderungsrate, bis das Signal den Schwellenwert 1008 im Punkt 1028 kreuzt. Eine zweite Änderungsrate wird auf Basis des Abfallzeitraums 1030 und der verknüpften Signaländerung vom Punkt 1024 zum Punkt 1028 bestimmt. Die Änderungsraten der Kapazitanz unterscheiden sich aufgrund des Bahndichtegradienten zwischen dem Anstiegszeitraum 1026 und dem Abfallzeitraum 1030. Falls die Richtung der Bewegung oder der Wischbewegung in der entgegengesetzten Richtung erfolgte, wäre der Anstiegszeitraum ungefähr gleich mit 1030, und der Abfallzeitraum wäre ungefähr gleich mit 1026. Auf Basis des Unterschieds der Änderungsraten der Kapazitanz kann eine Richtung bestimmt werden. Eine Verzögerung 1032 kann unter Verwendung der ersten Kreuzung im Punkt 1010 und der zweiten Kreuzung im Punkt 1022 verwendet werden. Auf Basis der Verzögerung 1032, des ersten Profils 1006 und des zweiten Profils 1020 kann ein Winkel der Wischbewegung bestimmt werden.
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Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen, durch die Ansprüche erfassten Formen beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind eher beschreibende als einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Die Merkmale verschiedener Ausführungsformen können, wie vorher beschrieben wurde, kombiniert werden, so dass sie weitere Ausführungsformen der Erfindung bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder veranschaulicht werden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen so beschrieben worden sein können, dass sie Vorteile gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer erwünschter Charakteristika bereitstellen bzw. diesen vorzuziehen sind, verstehen Durchschnittsfachleute, dass Kompromisse hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale oder Charakteristika eingegangen werden können, um verlangte Eigenschaften des Gesamtsystems zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Umsetzungsform abhängig sind. Zu diesen Merkmalen können Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebensdauerkosten, Absatzfähigkeit, Erscheinungsbild, Montage, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagefreundlichkeit usw. zählen, sind aber nicht darauf beschränkt. Von daher liegen Ausführungsformen, die hinsichtlich eines oder mehrerer Charakteristika als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen bzw. als Umsetzungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben worden sind, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für spezielle Anwendungen erwünscht sein.
