DE112017006501T5 - Kapazitätserfassende aktive elekromagnetische Emissionsaufhebung - Google Patents

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Robert J. Bolender
Donald R. Schropp
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Abstract

Ein Verfahren des Betreibens einer Vielzahl von Elektroden und ein zugehöriges Verarbeitungssystem und eine Eingabevorrichtung werden offenbart. Das Verfahren umfasst das Antreiben einer Vielzahl von Sensorelektroden mit einem ersten Signal innerhalb einer ersten Zeitspanne. Ein erster Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden definiert einen ersten Erfassungsbereich innerhalb eines ersten Bereichs und ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden definiert einen ersten Randbereich innerhalb des ersten Bereichs. Das Verfahren umfasst ferner das Antreiben einer Vielzahl von Abschwächungselektroden mit einem zweiten Signal mit entgegengesetzter Polarität, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden ergeben. Die Vielzahl von Abschwächungselektroden definiert einen zweiten Bereich, der an den ersten Randbereich angrenzt. Das Verfahren umfasst ferner das Erfassen von ersten kapazitiven Messungen mit dem ersten Abschnitt als Reaktion auf das Antreiben der mehreren Sensorelektroden.

Description

  • Hintergrund
  • Bereich
  • Die hierin offenbarten Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen elektronische Vorrichtungen und insbesondere Techniken für eine aktive Reduzierung elektromagnetischer Emissionen von einer Eingabevorrichtung unter Verwendung einer Vielzahl von Sensorelektroden.
  • Beschreibung der verwandten Technik
  • Eingabevorrichtungen, einschließlich Näherungssensorvorrichtungen (auch gemeinhin als Touchpads oder Touch-Sensorvorrichtungen bezeichnet) werden in einer Vielzahl von elektronischen Systemen weit verbreitet eingesetzt. Eine Näherungssensorvorrichtung umfasst üblicherweise einen Erfassungsbereich, der oft durch eine Oberfläche gekennzeichnet ist, in dem die Näherungssensorvorrichtung das Vorhandensein, die Position und/oder die Bewegung eines oder mehrerer Eingabeobjekte bestimmt. Näherungssensorvorrichtungen können verwendet werden, um Schnittstellen für das elektronische System bereitzustellen. Beispielsweise werden Näherungssensorvorrichtungen oft als Eingabevorrichtungen für größere Rechnersysteme verwendet (wie beispielsweise undurchsichtige Touchpads, die in Notebook- oder Desktop-Computern integriert oder peripher an diese angeschlossen sind). Näherungssensorvorrichtungen werden außerdem häufig in kleineren Rechnersystemen verwendet (wie beispielsweise in Handys integrierte Touchscreens).
  • Zusammenfassung
  • Eine hierin beschriebene Ausführungsform ist eine Eingabevorrichtung, die eine Vielzahl von Sensorelektroden aufweist, die einen ersten Bereich definieren, wobei ein erster Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden einen Erfassungsbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert, und wobei ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden einen Randbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert. Die Eingabevorrichtung umfasst ferner eine Vielzahl von Abschwächungselektroden, die einen zweiten Bereich definieren, der an den Randbereich angrenzt. Die Eingabevorrichtung umfasst ferner ein Verarbeitungssystem, das konfiguriert ist, um, während es die Vielzahl von Sensorelektroden mit einem ersten Signal antreibt, die Vielzahl von Abschwächungselektroden mit einem zweiten Signal anzutreiben, das eine entgegengesetzte Polarität zu dem ersten Signal aufweist, um elektromagnetische Emissionen zu steuern, die sich aus dem Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden ergeben. Das Verarbeitungssystem ist ferner konfiguriert, um ansprechend auf das Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden mit dem ersten Signal kapazitive Messungen mit dem ersten Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden zu erhalten.
  • Eine weitere hierin beschriebene Ausführungsform ist ein Verarbeitungssystem, das eine Sensorschaltung zum Betreiben einer Vielzahl von Elektroden umfasst, wobei die Sensorschaltung konfiguriert ist, um innerhalb einer ersten Zeitspanne eine Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem ersten Signal anzutreiben, wobei die Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Bereich definiert, wobei ein erster Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden einen Erfassungsbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert und wobei ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden einen Randbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert. Die Sensorschaltung ist ferner konfiguriert, um während des Antreibens der Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der ersten Zeitspanne eine Vielzahl von Abschwächungselektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem zweiten Signal mit einer entgegengesetzten Polarität zum ersten Signal anzutreiben, wobei die Vielzahl von Abschwächungselektroden einen zweiten Bereich definiert, der an den Randbereich angrenzt, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden ergeben. Die Sensorschaltung ist ferner konfiguriert, um innerhalb der ersten Zeitspanne und als Reaktion auf das Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden erste kapazitive Messungen mit dem ersten Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden zu erhalten.
  • Eine weitere hierin beschriebene Ausführungsform ist ein Verfahren des Betriebs einer Vielzahl von Elektroden. Das Verfahren umfasst das Antreiben innerhalb einer ersten Zeitspanne einer Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem ersten Signal, wobei die Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Bereich definiert, wobei ein erster Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden einen Erfassungsbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert und wobei ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden einen Randbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert. Das Verfahren umfasst ferner das Antreiben während des Antreibens der Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der ersten Zeitspanne einer Vielzahl von Abschwächungselektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem zweiten Signal, das eine entgegengesetzte Polarität zu dem ersten Signal aufweist, wobei die Vielzahl von Abschwächungselektroden einen zweiten Bereich definiert, der an den Randbereich angrenzt, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden ergeben. Das Verfahren umfasst ferner das Erfassen als Reaktion auf das Antreiben der Vielzahl von Sensorelektroden von ersten kapazitiven Messungen mit dem ersten Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden.
  • Figurenliste
  • Zur besseren Verständnis der Art und Weise, wie die oben genannten Merkmale der vorliegenden Offenbarung im Detail verstanden werden können, kann eine detailliertere Beschreibung der Offenbarung, die oben kurz zusammengefasst ist, unter Bezugnahme auf Ausführungsformen erhalten werden, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es ist jedoch zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nur beispielhafte Ausführungsformen darstellen und daher nicht als Einschränkung des Geltungsrahmens der Erfindung anzusehen sind, da die Offenbarung andere ebenso wirksame Ausführungsformen zulassen kann.
    • Die 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Eingabevorrichtung gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
    • Die 2 und 3 veranschaulichen Abschnitte von beispielhaften Sensorelektrodenausführungen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
    • Die 4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verarbeitungssystem zur aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
    • Die 5 veranschaulicht ein Verfahren des Durchführens einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
    • Die 6 veranschaulicht ein Verfahren zum Bestimmen von Parametern zur Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen.
    • Die 7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Anordnung von Sensorelektroden zur Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellt.
    • Die 8 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Anordnung von Sensorelektroden zur Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellt.
    • Die 9 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Scan-Sequenz während der Durchführung einer aktiven Reduzierung der elektromagnetischen Emissionen gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellt.
    • Die 10 ist ein Diagramm, das beispielhafte Anordnungen mit einem Abschwächungsbereich veranschaulicht, der einen Erfassungsbereich gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise umfasst.
  • Zum besseren Verständnis wurden nach Möglichkeit identische Bezugsziffern verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die in den Figuren oft vorkommen. Es wird in Betracht gezogen, dass Elemente, die in einer Ausführungsform offenbart werden, ohne spezifische Bezugnahme vorteilhaft in anderen Ausführungsformen verwendet werden können. Die hier genannten Zeichnungen sind nicht als maßstabsgetreu zu verstehen, es sei denn, dies ist ausdrücklich angemerkt. Außerdem sind die Zeichnungen oft vereinfacht und Details oder Komponenten werden zwecks Klarheit der Darstellung weggelassen. Die Zeichnungen und die Erörterung dienen der Erläuterung der nachfolgend erläuterten Prinzipien, wobei gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende ausführliche Beschreibung ist in lediglich beispielhaft und soll weder die Offenbarung noch die Anwendung und die Verwendungen der Offenbarung einschränken. Darüber hinaus besteht keine Absicht, an eine geäußerte oder angedeutete Theorie gebunden zu sein, die im vorhergehenden Hintergrund, in der Zusammenfassung oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargelegt wird.
  • Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen Eingabevorrichtungen und Verfahren zur Verbesserung der Benutzerfreundlichkeit bereit. Eine Eingabevorrichtung kann Elektroden umfassen, die als Sensorelektroden betrieben werden, um eine Wechselwirkung zwischen der Eingabevorrichtung und einem Eingabeobjekt (z. B. einem Stift oder dem Finger eines Benutzers) zu erfassen. Die Eingabevorrichtung treibt im Allgemeinen Erfassungssignale auf die Sensorelektroden, um kapazitive Messungen in Übereinstimmung mit einem Erfassungsbereich zu erhalten. Um die Erfassungsleistung der Eingabevorrichtung zu verbessern, kann es vorteilhaft sein, die Erfassungssignale auf eine große Anzahl der Sensorelektroden zu treiben, z.B. um einen größeren Abschnitt des Erfassungsbereichs zu messen, um die gemessenen Sensorelektroden vor Feuchtigkeitseinflüssen zu schützen, um die Hintergrundkapazität zu reduzieren, die durch die geschützten Sensorelektroden vorhanden ist, usw.
  • Das Antreiben von Erfassungssignalen auf größere Abschnitte des Erfassungsbereichs kann jedoch elektromagnetische (EM-) Emissionen erzeugen, die unannehmbar groß sind. In einigen Fällen können vorgeschriebene Normen das Niveau der akzeptablen EM-Emissionen für bestimmte Vorrichtungsarten und für bestimmte Märkte regulieren. Einige nicht-einschränkende Beispiele für Regelungen für den Automobilmarkt umfassen die Regelung 10 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (United Nations Economic Commission for Europe - UNECE), die Serie J1113 der Society of Automotive Engineers (SAE) und CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radio) 25.
  • Gemäß verschiedenen hierin diskutierten Ausführungsformen umfasst eine Eingabevorrichtung ein Verarbeitungssystem, das konfiguriert ist, um, während es eine erste Vielzahl von Sensorelektroden mit einem ersten Signal antreibt, eine Vielzahl von Abschwächungselektroden mit einem zweiten Signal mit einer entgegengesetzten Polarität zum ersten Signal anzutreiben. Die Vielzahl der Abschwächungselektroden kann dedizierte Abschwächungselektroden, die nicht in kapazitiven Messungen enthalten sind, oder eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden umfassen. Das Antreiben der Vielzahl von Abschwächungselektroden bietet im Allgemeinen eine gewünschte Abschwächung der elektromagnetischen Emissionen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben. In einigen Ausführungsformen definiert die erste Vielzahl von Sensorelektroden einen im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereich und die Vielzahl von Abschwächungselektroden definiert einen zweiten Bereich, der an einen innerhalb des ersten Bereichs definierten Randbereich angrenzet. Das Verarbeitungssystem erhält kapazitive Messungen für einen Erfassungsbereich unter Verwendung eines ersten Abschnitts der ersten Vielzahl von Sensorelektroden und schützt unter Verwendung eines zweiten Abschnitts der ersten Vielzahl von Sensorelektroden in Übereinstimmung mit dem Randbereich den ersten Abschnitt vor den Auswirkungen des Antreibens der Vielzahl von Abschwächungselektroden mit dem zweiten Signal (mit entgegengesetzter Polarität). Zu den potenziellen Vorteilen für das Verarbeitungssystem gehören reduzierte EM-Emissionen (z. B. innerhalb vorgegebener Normen) ohne eine entsprechende Reduzierung der Erfassungsleistung (z. B. reduziertes Signal-Rausch-Verhältnis).
  • Beispielhafte Eingabevorrichtungsanwendungen
  • Die 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Eingabevorrichtung 100 in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Technologie. Die Eingabevorrichtung 100 umfasst in verschiedenen Ausführungsformen eine mit einer Erfassungsvorrichtung integrierte Anzeigevorrichtung. Die Eingabevorrichtung 100 kann konfiguriert sein, um eine Eingabe für ein elektronisches System 150 bereitzustellen. Wie in diesem Dokument verwendet, betrifft der Begriff „elektronisches System“ (oder „elektronische Vorrichtung“) im Allgemeinen jedes System, das in der Lage ist, eine Information elektronisch zu verarbeiten. Einige nicht-einschränkende Beispielen für elektronische Systeme umfassen PCs aller Größen und Formen, wie z. B. Desktop-Computer, Laptop-Computer, Netbook-Computer, Tablets, Webbrowser, E-Book-Lesegeräte und persönliche digitale Assistenten (PDAs). Zusätzliche beispielhafte elektronische Systeme umfassen zusammengesetzte Eingabevorrichtungen, wie z. B. physikalische Tastaturen, die die Eingabevorrichtung 100 umfassen, und separate Joysticks oder Schlüsselschalter. Weitere Beispiele für elektronische Systeme umfassen Peripheriegeräte, wie z. B. Dateneingabevorrichtungen (umfassend Fernbedienungen und Mäuse) und Datenausgabevorrichtungen (umfassend Anzeigebildschirme und Drucker). Andere Beispiele umfassen entfernte Endgeräte, Kioske und Videospielgeräte (z. B. Videospielkonsolen, tragbare Spielvorrichtungen und dergleichen). Weitere Beispiele umfassen Kommunikationsvorrichtungen (umfassend Mobiltelefone, wie z. B. Smartphones) und Medienvorrichtungen (umfassend Aufzeichnungsgeräte, Bearbeitungsgeräte und Abspielgeräte, wie z. B. Fernseher, Set-Top-Boxen, Musik-Abspielgeräte, digitale Bilderrahmen und Digitalkameras). Zusätzlich dazu kann das elektronische System ein Host oder ein Slave der Eingabevorrichtung sein.
  • Die Eingabevorrichtung 100 kann als physikalischer Teil des elektronischen Systems eingesetzt werden oder sie kann physikalisch von dem elektronischen System getrennt sein. Gegebenenfalls kann die Eingabevorrichtung 100 mit Teilen des elektronischen Systems unter Verwendung eines oder mehrerer der folgenden Wege kommunizieren: Busse, Netzwerke und andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen. Beispielhafte Kommunikationsprotokolle umfassen die Kommunikationsprotokolle von: inter-integrierter Schaltung (I2C), serieller Peripherieschnittstelle (SPI), Personal System/2 (PS/2), universellem seriellen Bus (USB), Bluetooth®, Funkfrequenz (RF) und Infrarot-Datenvereinigung (IrDA).
  • In der 1 ist die Eingabevorrichtung 100 als Näherungssensorvorrichtung (auch oft als „Touchpad“ oder „Touch-Sensorvorrichtung“ bezeichnet) dargestellt, die zum Erfassen von Eingaben konfiguriert ist, die durch ein oder mehrere Eingabeobjekte 140 in einem Erfassungsbereich 170 bereitgestellt werden. Beispiele für Eingabeobjekte umfassen Finger und Stifte, wie in der 1 dargestellt.
  • Der Erfassungsbereich 170 umfasst jeden Raum über, um, in und/oder in der Nähe der Eingabevorrichtung 100, in dem die Eingabevorrichtung 100 in der Lage ist, Benutzereingaben zu erfassen (z. B. Benutzereingaben, die von einem oder mehreren Eingabeobjekten 140 bereitgestellt werden). Die Größen, Formen und Positionen bestimmter Erfassungsbereiche können von Ausführungsform zu Ausführungsform stark variieren. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich der Erfassungsbereich 170 von einer Oberfläche der Eingabevorrichtung 100 in eine oder mehrere Richtungen in den Raum, bis die Signal-Rausch-Verhältnisse eine ausreichend genaue Objekterfassung verhindern. Der Abstand, bis zu dem sich dieser Erfassungsbereich 170 in verschiedenen Ausführungsformen in eine bestimmte Richtung erstreckt, kann in der Größenordnung von weniger als einem Millimeter, Millimetern, Zentimetern oder mehr liegen und kann je nach Art der verwendeten Erfassungstechnologie und der gewünschten Genauigkeit stark variieren. Somit umfasst die Erfassungseingabe in einigen Ausführungsformen möglicherweise keinen Kontakt mit den Oberflächen der Eingabevorrichtung 100, Kontakt mit einer Eingabefläche (z. B. einer Berührungsoberfläche) der Eingabevorrichtung 100, Kontakt mit einer Eingabefläche der Eingabevorrichtung 100, die mit einer bestimmten Menge an aufgebrachter Kraft oder aufgebrachtem Druck und/oder einer Kombination davon gekoppelt ist. In verschiedenen Ausführungsformen können die Eingabeflächen durch Oberflächen von Gehäusen, in denen sich die Sensorelektroden befinden, durch Deckschichten, die über den Sensorelektroden oder Gehäusen angebracht werden, usw. bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen hat der Erfassungsbereich 170 eine rechteckige Form, wenn er auf eine Eingabefläche der Eingabevorrichtung 100 projiziert wird.
  • Die Eingabevorrichtung 100 kann eine beliebige Kombination von Sensorkomponenten und Erfassungstechnologien verwenden, um Benutzereingaben im Erfassungsbereich 170 zu erkennen. Die Eingabevorrichtung 100 umfasst eine Vielzahl von Sensorelektroden 120 zur Erkennung von Benutzereingaben. Die Eingabevorrichtung 100 kann eine oder mehrere Sensorelektroden 120 umfassen, die kombiniert werden, um Sensorelektroden zu bilden. Als einige nicht-einschränkende Beispiele kann die Eingabevorrichtung 100 kapazitive, elastische, resistive, induktive, magnetische akustische, Ultraschall- und/oder optische Techniken verwenden.
  • Einige Anwendungen sind konfiguriert, um Bilder bereitzustellen, die sich über einen, zwei, drei oder höhere dimensionale Räume erstrecken. Einige Anwendungen sind so konfiguriert, dass sie Projektionen der Eingabe entlang bestimmter Achsen oder Ebenen bereitstellen.
  • In einigen resistiven Anwendungen der Eingabevorrichtung 100 ist eine flexible und leitfähige erste Schicht durch ein oder mehrere Abstandselemente von einer leitfähigen zweiten Schicht getrennt. Während des Betriebs werden ein oder mehrere Spannungsgradienten über die Schichten erzeugt. Das Drücken der flexiblen ersten Schicht kann sie ausreichend ablenken, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Schichten zu erzeugen, was zu Spannungsausgaben führt, die den/die Kontaktpunkt(e) zwischen den Schichten reflektieren. Diese Spannungsausgaben können zur Bestimmung einer Positionsinformation verwendet werden.
  • In einigen induktiven Anwendungen der Eingabevorrichtung 100, nehmen eine oder mehrere Sensorelektroden 120 Schleifenströme auf, die durch eine Resonanzspule oder ein Spulenpaar induziert werden. Eine Kombination der Größenordnung, Phase und Frequenz der Ströme kann anschließend zum Bestimmen einer Positionsinformation verwendet werden.
  • In einigen kapazitiven Anwendungen der Eingabevorrichtung 100 wird Spannung oder Strom aufgetragen, um ein elektrisches Feld zu erzeugen. Nahegelegene Eingabeobjekte verursachen Veränderungen im elektrischen Feld und produzieren nachweisbare Veränderungen in der kapazitiven Kopplung, die als Änderungen in Spannung, Strom oder dergleichen erkannt werden können.
  • Einige kapazitive Anwendungen verwenden Arrays oder andere regelmäßige oder unregelmäßige Muster von kapazitiven Sensorelektroden 120, um elektrische Felder zu erzeugen. In einigen kapazitiven Anwendungen können separate Sensorelektroden 120 ohmisch miteinander kurzgeschlossen werden, um größere Sensorelektroden zu bilden. Einige kapazitive Anwendungen verwenden resistive Schichten, die gleichmäßig resistiv sein können.
  • Wie vorstehend erörtert, verwenden einige kapazitive Anwendungen „Eigenkapazitäts-“ (oder „absolute Kapazitäts-“) -Erfassungsverfahren, die auf Veränderungen in der kapazitiven Kopplung zwischen den Sensorelektroden 120 und einem Eingabeobjekt beruhen. In einer Ausführungsform ist das Verarbeitungssystem 110 konfiguriert, um eine Spannung mit bekannter Amplitude auf die Sensorelektrode 120 zu treiben und die Ladungsmenge zu messen, die erforderlich ist, um die Sensorelektrode auf die angetriebene Spannung aufzuladen. In weiteren Ausführungsformen ist das Verarbeitungssystem 110 konfiguriert, um einen bekannten Strom anzutreiben und die resultierende Spannung zu messen. In verschiedenen Ausführungsformen verändert ein Eingabeobjekt in der Nähe der Sensorelektroden 120 das elektrische Feld in der Nähe der Sensorelektroden 120 und verändert somit die gemessene kapazitive Kopplung. In einer Anwendung arbeitet ein absolutes Kapazitätserfassungsverfahren durch das Modulieren der Sensorelektroden 120 in Bezug auf eine Referenzspannung (z. B. Systemmasse) unter Verwendung eines modulierten Signals und durch das Erfassen der kapazitiven Kopplung zwischen den Sensorelektroden 120 und den Eingabeobjekten 140.
  • Zusätzlich dazu, verwenden einige kapazitive Anwendungen, wie vorstehend erörtert, eine „gegenseitige Kapazitäts-“ (oder „Transkapazitäts-“) -Erfassungsverfahren, die auf Veränderungen in der kapazitiven Kopplung zwischen den Sensorelektroden beruhen. In verschiedenen Ausführungsformen verändert ein Eingabeobjekt 140 in der Nähe der Sensorelektroden das elektrische Feld zwischen den Sensorelektroden und verändert somit die gemessene kapazitive Kopplung. In einer Anwendung arbeitet ein transkapazitives Erfassungsverfahren durch das Erkennen der kapazitiven Kopplung zwischen einer oder mehreren Sender-Sensorelektroden (auch „Senderelektroden“) und einer oder mehreren Empfänger-Sensorelektroden (auch „Empfängerelektroden“), wie nachfolgend näher beschrieben. Sender-Sensorelektroden können relativ zu einer Referenzspannung (z. B. Systemmasse) elektrisch moduliert werden, um Sendersignale zu übertragen. Die Empfänger-Sensorelektroden können relativ zur Referenzspannung im Wesentlichen konstant gehalten werden, um den Empfang der resultierenden Signale zu erleichtern. Ein resultierendes Signal kann Auswirkungen umfassen, die einem oder mehreren Sendersignalen und/oder einer oder mehreren Quellen einer Umgebungsstörung (z. B. andere elektromagnetische Signale) entsprechen. Sensorelektroden können dedizierte Sender- oder Empfängerelektroden sein oder so konfiguriert sein, dass sie sowohl senden als auch empfangen.
  • In der 1 ist das Verarbeitungssystem 110 als Teil der Eingabevorrichtung 100 dargestellt. Das Verarbeitungssystem 110 ist konfiguriert, um die Hardware der Eingabevorrichtung 100 zu betreiben, um eine Eingabe im Erfassungsbereich 170 zu erkennen. Das Verarbeitungssystem 110 umfasst Teile oder alle von einer oder mehreren integrierten Schaltungen (ICs) und/oder anderen Schaltungskomponenten. Ein Verarbeitungssystem für eine gegenseitige Kapazitätssensorvorrichtung kann beispielsweise eine Übertragungsschaltung umfassen, die konfiguriert ist, um Signale mit Übertragungssensorelektroden zu übertragen, und/oder eine Empfängerschaltung, die konfiguriert ist, um Signale mit Empfängersensorelektroden zu empfangen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verarbeitungssystem 110 außerdem elektronisch lesbare Anweisungen, wie beispielsweise Firmware-Code, Software-Code und/oder dergleichen. In einigen Ausführungsformen sind Komponenten, die das Verarbeitungssystem 110 bilden, zusammen angeordnet, wie beispielsweise in der Nähe der Sensorelektrode(n) 120 der Eingabevorrichtung 100. In anderen Ausführungsformen sind Komponenten des Verarbeitungssystems 110 physikalisch getrennt, wobei sich eine oder mehrere Komponenten in der Nähe der Sensorelektrode(n) 120 der Eingabevorrichtung 100 befinden und eine oder mehrere Komponenten an anderer Stelle. Die Eingabevorrichtung 100 kann beispielsweise ein Peripheriegerät sein, das mit einem Desktop-Computer gekoppelt ist, und das Verarbeitungssystem 110 kann Software umfassen, die konfiguriert ist, um auf einer Zentraleinheit des Desktop-Computers zu laufen, und ein oder mehrere ICs (möglicherweise mit zugehöriger Firmware), die von der Zentraleinheit getrennt sind. Als weiteres Beispiel kann die Eingabevorrichtung 100 physikalisch in eine mobile Vorrichtung, wie z. B. ein Telefon, integriert sein, und das Verarbeitungssystem 110 kann Schaltungen und Firmware umfassen, die Teil eines Hauptprozessors des Telefons sind. In einigen Ausführungsformen ist das Verarbeitungssystem 110 der Anwendung der Eingabevorrichtung 100 dediziert. In anderen Ausführungsformen führt das Verarbeitungssystem 110 außerdem andere Funktionen durch, wie z. B. den Betrieb von Anzeigebildschirmen, das Antreiben haptischer Stellglieder usw.
  • Das Verarbeitungssystem 110 kann als ein Satz von Modulen, die verschiedene Funktionen des Verarbeitungssystems 110 übernehmen, angewendet werden. Jedes Modul kann eine Schaltung, die ein Teil des Verarbeitungssystems 110, der Firmware, Software oder einer Kombination davon ist. In verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Kombinationen von Modulen verwendet werden. Zu den Beispielmodulen gehören Hardware-Betriebsmodule für den Betrieb von Hardware, wie z. B. Sensorelektroden und Anzeigebildschirme, Datenverarbeitungsmodule für die Verarbeitung von Daten, wie z. B. Sensorsignale und Positionsinformation, sowie Berichtsmodule für das Berichten einer Information. Weitere Beispielmodule umfassen Sensor-Betriebsmodule, die konfiguriert sind, um die Sensorelektroden 120 zum Erkennen von Eingaben zu betreiben, Identifikationsmodule, die konfiguriert sind, um Gesten, wie z. B. Moduswechselgesten, zu identifizieren, und Moduswechselmodule für das Wechseln von Betriebsmodi. Das Verarbeitungssystem 110 kann außerdem eine oder mehrere Steuervorrichtungen umfassen.
  • In einigen Ausführungsformen reagiert das Verarbeitungssystem 110 auf Benutzereingaben (oder fehlende Benutzereingaben) im Erfassungsbereich 170 direkt durch das Auslösen einer oder mehrerer Aktionen. Beispielaktionen umfassen das Ändern von Betriebsmodi sowie Aktionen der grafischen Benutzeroberfläche (GUI), wie z. B. Cursor-Bewegung, Auswahl, Menü-Navigation und andere Funktionen. In einigen Ausführungsformen stellt das Verarbeitungssystem 110 eine Information über die Eingabe (oder das Fehlen einer Eingabe) an einen Teil des elektronischen Systems bereit (z. B. an ein zentrales Verarbeitungssystem des elektronischen Systems, das vom Verarbeitungssystem 110 getrennt ist, falls ein derartiges separates zentrales Verarbeitungssystem vorhanden ist). In einigen Ausführungsformen verarbeitet ein Teil des elektronischen Systems eine Information, die vom Verarbeitungssystem 110 empfangen wurde, um auf Benutzereingaben zu reagieren, sodass eine ganze Reihe von Aktionen erleichtert wird, einschließlich Moduswechselaktionen und GUI-Aktionen.
  • Beispielsweise betreibt das Verarbeitungssystem 110 in einigen Ausführungsformen die Sensorelektrode(n) 120 der Eingabevorrichtung 100, um elektrische Signale zu erzeugen, die die Eingabe (oder das Fehlen einer Eingabe) im Erfassungsbereich 170 anzeigen. Das Verarbeitungssystem 110 kann beim Produzieren der Information, die für das elektronische System bereitgestellt wird, eine beliebige angemessene Menge an Verarbeitung der elektrischen Signale durchführen. Beispielsweise kann das Verarbeitungssystem 110 analoge elektrische Signale, die von den Sensorelektroden 120 erhalten werden, digitalisieren. Als weiteres Beispiel kann das Verarbeitungssystem 110 eine Filterung oder eine andere Signalaufbereitung durchführen. Als ein weiteres Beispiel kann das Verarbeitungssystem 110 eine Basislinie subtrahieren oder anderweitig erfassen, sodass die Information eine Differenz zwischen den elektrischen Signalen und der Basislinie widerspiegelt. Als weitere Beispiele kann das Verarbeitungssystem 110 eine Positionsinformation bestimmen, Eingaben als Befehle erkennen, Handschriften erkennen und dergleichen.
  • Eine „Positionsinformation“, wie sie hierin verwendet wird, umfasst die absolute Position, relative Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und andere Arten von räumlicher Information. Eine beispielhafte „null-dimensionale“ Positionsinformation umfasst Nah-/Fern- oder Kontakt-/kein Kontakt-Information. Eine beispielhafte „eindimensionale“ Positionsinformation umfasst Positionen entlang einer Achse. Eine beispielhafte „zweidimensionale“ Positionsinformation umfasst Bewegungen in einer Ebene. Eine beispielhafte „dreidimensionale“ Positionsinformation umfasst Momentan- oder Durchschnittsgeschwindigkeiten im Raum. Weitere Beispiele umfassen andere Darstellungen einer räumlichen Information. Historiendaten in Bezug auf eine oder mehrere Arten einer Positionsinformation können außerdem bestimmt und/oder gespeichert werden, einschließlich beispielsweise Historiendaten, die Position, Bewegung oder Momentangeschwindigkeit im Laufe der Zeit verfolgen.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Eingabevorrichtung 100 mit zusätzlichen Eingabekomponenten angewendet, die vom Verarbeitungssystem 110 oder von einem anderen Verarbeitungssystem bedient werden. Diese zusätzlichen Eingabekomponenten können eine unnötige Funktionalität für die Eingabe im Erfassungsbereich 170 oder eine andere Funktionalität bereitstellen. Die 1 zeigt Tasten 130 in der Nähe des Erfassungsbereichs 170, die verwendet werden können, um die Auswahl von Elementen unter Verwendung der Eingabevorrichtung 100 zu erleichtern. Andere Arten von zusätzlichen Eingabekomponenten umfassen Schieberegler, Kugeln, Räder, Schalter und dergleichen. Im Gegensatz dazu kann in einigen Ausführungsformen die Eingabevorrichtung 100 ohne andere Eingabekomponenten angewendet werden.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die Eingabevorrichtung 100 eine Touchscreen-Schnittstelle und der Erfassungsbereich 170 überlappt mindestens einen Teil einer aktiven Fläche eines Anzeigebildschirms der Anzeigevorrichtung 160. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 100 im Wesentlichen transparente Sensorelektroden 120 umfassen, die den Anzeigebildschirm überlagern und eine Touchscreen-Schnittstelle für das zugehörige elektronische System bereitstellen. Der Anzeigebildschirm kann eine beliebige Art einer dynamischen Anzeige sein, die in der Lage ist, einem Benutzer eine visuelle Schnittstelle anzuzeigen, und kann eine beliebige Art einer lichtemittierenden Diode (LED), organischen LED (OLED), Kathodenstrahlröhre (CRT), Flüssigkristallanzeige (LCD), Plasma, Elektrolumineszenz (EL) oder einer andere Anzeigetechnologie umfassen. Die Eingabevorrichtung 100 und die Anzeigevorrichtung 160 können sich physikalische Elemente teilen. Beispielsweise können einige Ausführungsformen einige der gleichen elektrischen Komponenten zum Anzeigen und Erfassen verwenden. Als weiteres Beispiel kann die Anzeigevorrichtung 160 ganz oder teilweise vom Verarbeitungssystem 110 betrieben werden.
  • Es ist zu verstehen, dass, während viele Ausführungsformen der vorliegenden Technologie im Rahmen eines voll funktionsfähigen Apparats beschrieben werden, die Mechanismen der vorliegenden Technologie als Programmprodukt (z. B. Software) in einer Vielzahl von Formen verbreitet werden können. Beispielsweise können die Mechanismen der vorliegenden Technologie als Softwareprogramm auf Informationsträgern, die von elektronischen Prozessoren lesbar sind (z. B. nicht-flüchtige, computerlesbare und/oder beschreibbare/Aufzeichnungs-Informationsträger, die vom Verarbeitungssystem 110 lesbar sind), angewendet und verteilt werden. Darüber hinaus gelten die Ausführungsformen der vorliegenden Technologie in gleichem Maße, unabhängig von der Art des bestimmten Mediums, mit dem die Verteilung durchgeführt wird. Beispiele für nicht-flüchtige, elektronisch lesbare Medien umfassen verschiedene Discs, Memory-Sticks, Speicherkarten, Speichermodule und dergleichen. Elektronisch lesbare Medien können auf Flash-, optischen, magnetischen, holographischen oder anderen Speichertechnologie basieren.
  • Beispielhafte Anwendungen von Sensorelektroden
  • Die 2 und 3 veranschaulichen Abschnitte beispielhafter Sensorelektrodenanordnungen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen. Insbesondere veranschaulicht die Anordnung 200 (2) einen Abschnitt eines Musters von Sensorelektroden, die konfiguriert sind, um in einem Erfassungsbereich 170 in Verbindung mit dem Muster gemäß mehreren Ausführungsformen zu erfassen. Die 2 zeigt die Sensorelektroden in einem Muster aus einfachen Rechtecken und zeigt keine verschiedenen zugehörige Komponenten. Dieses Muster von Erfassungselektroden umfasst eine erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 (z. B. 205-1, 205-2, 205-3, 205-4) und eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 (z. B. 215-1, 215-2, 215-3, 215-4). Die Sensorelektroden 205, 215 sind jeweils Beispiele für die oben erörterten Sensorelektroden 120. In einer Ausführungsform betreibt das Verarbeitungssystem 110 die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 als eine Vielzahl von Übertragungselektroden und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 als eine Vielzahl von Empfängerelektroden. In einer anderen Ausführungsform betreibt das Verarbeitungssystem 110 die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 als absolute kapazitive Erfassungselektroden.
  • Die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 sind üblicherweise ohmisch voneinander isoliert. Das heißt, ein oder mehrere Isolatoren trennen die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 und verhindern, dass sie sich gegenseitig elektrisch kurzschließen. In einigen Ausführungsformen können die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 auf einer gemeinsamen Schicht angeordnet sein. Die Vielzahlen der Sensorelektroden 205, 215 können durch zwischen ihnen an Übergangsflächen angeordnetes Isoliermaterial elektrisch getrennt werden; in derartigen Konstruktionen kann die erste Vielzahl der Sensorelektroden 205 und/oder die zweite Vielzahl der Sensorelektroden 215 mit Brücken gebildet werden, die verschiedene Abschnitte derselben Elektrode verbinden. In einigen Ausführungsformen sind die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 durch eine oder mehrere Schichten aus Isoliermaterial getrennt. In einigen Ausführungsformen sind die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 durch ein oder mehrere Substrate getrennt; beispielsweise können sie kann auf gegenüberliegenden Seiten desselben Substrats oder auf verschiedenen Substraten angeordnet sein, die zusammenlaminiert sind.
  • Die Vielzahl der Sensorelektroden 205, 215 kann in beliebige Formen gebildet werden. Darüber hinaus kann die Größe und/oder Form der Sensorelektroden 205 von der Größe und/oder Form der Sensorelektroden 215 abweichen. Zusätzlich dazu können die Sensorelektroden 205, 215, die sich auf einer gleichen Seite eines Substrats befinden, unterschiedliche Formen und/oder Größen aufweisen. In einer Ausführungsform kann die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 größer sein (z. B. eine größere Oberfläche aufweisen) als die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215, obwohl dies keine Notwendigkeit ist. In anderen Ausführungsformen kann die erste und zweite Vielzahl von Sensorelektroden 205, 215 eine ähnliche Größe und/oder Form aufweisen.
  • In einer Ausführungsform erstreckt sich die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 im Wesentlichen in eine erste Richtung, während sich die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 im Wesentlichen in eine zweite Richtung erstreckt. Beispielsweise, und wie in der 2 dargestellt, erstreckt sich die erste Vielzahl von Sensorelektroden 205 in eine Richtung, während sich die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 215 in eine Richtung erstreckt, die im Wesentlichen orthogonal zu den Sensorelektroden 205 ist. Es sind auch andere Ausrichtungen möglich (z. B. parallele oder andere relative Ausrichtungen).
  • In einigen Ausführungsformen befindet sich sowohl die erste als auch die zweite Vielzahl von Sensorelektroden 205, 215 außerhalb einer Vielzahl (oder eines Anzeigestapels) von Schichten, die zusammen die Anzeigevorrichtung 160 bilden. Ein Beispiel für einen Anzeigestapel kann Schichten, wie z. B. eine Linsenschicht, eine oder mehrere Polarisatorschichten, eine Farbfilterschicht, eine oder mehrere Anzeigeelektrodenschichten, eine Anzeigematerialschicht, eine Dünnfilmtransistor(TFT)-Glasschicht und eine Hintergrundbeleuchtungsschicht umfassen. Es sind jedoch auch andere Anwendungen eines Anzeigestapels möglich. In anderen Ausführungsformen befinden sich eine oder beide der ersten und zweiten Vielzahl von Sensorelektroden 205, 215 innerhalb des Anzeigestapels, unabhängig davon, ob sie als Teil einer anzeigebezogenen Schicht oder einer separaten Schicht eingeschlossen sind. Beispielsweise können Vcom-Elektroden innerhalb einer bestimmten Anzeige-Elektrodenschicht konfiguriert werden, um sowohl die Aktualisierung der Anzeige als auch die kapazitive Erfassung durchzuführen.
  • Die Anordnung 300 der 3 veranschaulicht einen Abschnitt eines Musters von Sensorelektroden, die konfiguriert sind, um im Erfassungsbereich 170 gemäß mehreren Ausführungsformen zu erfassen. Zur Veranschaulichung und Beschreibung zeigt 3 die Sensorelektroden 120 in einem Muster aus einfachen Rechtecken und zeigt keine anderen zugehörigen Komponenten. Das beispielhafte Muster umfasst ein Array von Sensorelektroden 120x,y , die in X-Spalten und Y-Zeilen angeordnet sind, wobei X und Y positive ganze Zahlen sind, obwohl eines von X und Y Null sein kann. Es wird in Betracht gezogen, dass das Muster der Sensorelektroden 120 andere Konfigurationen aufweisen kann, wie beispielsweise polare Arrays, sich wiederholende Muster, sich nicht-wiederholende Muster, eine einzelne Zeile oder Spalte oder eine andere geeignete Anwendung. Ferner kann die Anzahl der Sensorelektroden 120 in verschiedenen Ausführungsformen von Zeile zu Zeile und/oder Spalte zu Spalte variieren. In einer Ausführungsform ist mindestens eine Zeile und/oder Spalte der Sensorelektroden 120 von den anderen versetzt, sodass sie sich in mindestens eine Richtung weiter erstreckt als die anderen. Die Sensorelektroden 120 sind mit dem Verarbeitungssystem 110 gekoppelt und werden verwendet, um das Vorhandensein (oder Fehlen) eines Eingabeobjekts im Erfassungsbereich 170 zu bestimmen.
  • In einem ersten Betriebsmodus kann die Anordnung der Sensorelektroden 120 (1201,1 , 1202,1 , 1203,1 , ..., 120X,Y ) verwendet werden, um das Vorhandensein eines Eingangsobjekts mittels absoluter Erfassungstechniken zu erfassen. Das heißt, das Verarbeitungssystem 110 ist konfiguriert, um die Sensorelektroden 120 zu modulieren, um Messungen von Veränderungen der kapazitiven Kopplung zwischen den modulierten Sensorelektroden 120 und einem Eingabeobjekt zu erhalten, um die Position des Eingabeobjekts zu bestimmen. Das Verarbeitungssystem 110 ist ferner konfiguriert, um Veränderungen der absoluten Kapazität beruhend auf einer Messung von resultierenden Signalen zu bestimmen, die mit den Sensorelektroden 120, die moduliert sind, empfangen werden.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst die Anordnung 300 eine oder mehrere Gitterelektroden (nicht gezeigt), die zwischen mindestens zwei der Sensorelektroden angeordnet sind. Die Gitterelektrode(n) kann (können) die Vielzahl der Sensorelektroden 120 als Gruppe zumindest teilweise umfassen und können außerdem oder alternativ eine oder mehrere der Sensorelektroden 120 vollständig oder teilweise umfassen. In einer Ausführungsform ist die Gitterelektrode ein planarer Körper mit einer Vielzahl von Öffnungen, wobei jede Öffnung jeweils eine der Sensorelektroden 120 umfasst. In anderen Ausführungsformen umfasst (umfassen) die Gitterelektrode(n) eine Vielzahl von Segmenten, die individuell oder in Gruppen oder zwei oder mehr Segmenten angetrieben werden können. Die Gitterelektrode(n) kann (können) ähnlich wie die Sensorelektroden 120 hergestellt werden. Die Gitterelektrode(n) kann (können) zusammen mit den Sensorelektroden 120 mit dem Verarbeitungssystem 110 unter Verwendung von leitfähigen Leitungsspuren gekoppelt und zur Erkennung von Eingangsobjekten verwendet werden.
  • Die Sensorelektroden 120 sind üblicherweise ohmisch voneinander und auch ohmisch von der/den Gitterelektrode(n) isoliert. Das heißt, ein oder mehrere Isolatoren trennen die Sensorelektroden 120 und die Gitterelektrode(n) und verhindern, dass sie sich gegenseitig elektrisch kurzschließen. In einigen Ausführungsformen sind die Sensorelektroden 120 und die Gitterelektrode(n) durch einen isolierenden Spalt getrennt, der mit einem elektrisch isolierenden Material gefüllt sein kann oder ein Luftspalt sein kann. In einigen Ausführungsformen sind die Sensorelektroden 120 und die Gitterelektrode(n) durch eine oder mehrere Schichten aus isolierendem Material vertikal getrennt. In einigen anderen Ausführungsformen sind die Sensorelektroden 120 und die Gitterelektrode(n) durch ein oder mehrere Substrate getrennt; sie können beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten des gleichen Substrats oder auf verschiedenen Substraten angeordnet sein. In wieder anderen Ausführungsformen kann (können) die Gitterelektrode(n) aus mehreren Schichten auf demselben Substrat oder auf verschiedenen Substraten bestehen. In einer Ausführungsform kann eine erste Gitterelektrode auf einem ersten Substrat (oder einer ersten Seite eines Substrats) und eine zweite Gitterelektrode auf einem zweiten Substrat (oder einer zweiten Seite eines Substrats) gebildet werden. Beispielsweise umfasst eine erste Gitterelektrode eine oder mehrere gemeinsame Elektroden, die auf einer Dünnfilmtransistor(TFT)-Schicht der Anzeigevorrichtung 160 (1) angeordnet sind, und eine zweite Gitterelektrode, die auf dem Farbfilterglas der Anzeigevorrichtung 160 angeordnet ist. Die Abmessungen der ersten und zweiten Gitterelektrode können gleich sein oder sich in mindestens einer Abmessung unterscheiden.
  • In einem zweiten Betriebsmodus können die Sensorelektroden 120 (1201,1 , 1202,1 , 1203,1 , ..., 120X,Y ) verwendet werden, um das Vorhandensein eines Eingabeobjekts mittels transkapazitiven Erfassungstechniken zu erkennen, wenn ein Übertragungssignal auf die Gitterelektrode(n) angetrieben wird. Das heißt, das Verarbeitungssystem 110 ist konfiguriert, um die Gitterelektrode(n) mit einem Übertragungssignal anzutreiben und resultierende Signale mit jeder Sensorelektrode 120 zu empfangen, wobei ein resultierendes Signal Wirkungen umfasst, die dem Übertragungssignal entsprechen, das vom Verarbeitungssystem 110 oder einem anderen Prozessor verwendet wird, um die Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
  • In einem dritten Betriebsmodus können die Sensorelektroden 120 in Gruppen von Übertragungs- und Empfängerelektroden unterteilt werden, die zum Erkennen des Vorhandenseins eines Eingabeobjekts mittels transkapazitiver Erfassungstechniken verwendet werden. Das heißt, das Verarbeitungssystem 110 kann eine erste Gruppe von Sensorelektroden 120 mit einem Übertragungssignal antreiben und resultierende Signale mit der zweiten Gruppe von Sensorelektroden 120 empfangen, wobei ein resultierendes Signal Auswirkungen umfasst, die dem Übertragungssignal entsprechen. Das resultierende Signal wird vom Verarbeitungssystem 110 oder einem anderen Prozessor verwendet, um die Position des Eingabeobjekts zu bestimmen.
  • Die Eingabevorrichtung 100 kann so konfiguriert werden, dass sie in einem der oben beschriebenen Modi arbeitet. Die Eingabevorrichtung 100 kann außerdem konfiguriert werden, um zwischen zwei oder mehreren der oben beschriebenen Modi zu wechseln.
  • Die Flächen der lokalisierten kapazitiven Erfassung von kapazitiven Kopplungen können als „kapazitive Pixel“, „Touch-Pixel“, „Tixel“ usw. bezeichnet werden. Kapazitive Pixel können zwischen einer einzelnen Sensorelektrode 120 und einer Referenzspannung im ersten Betriebsmodus, zwischen den Sensorelektroden 120 und der/den Gitterelektrode(n) im zweiten Betriebsmodus und zwischen Gruppen von Sensorelektroden 120, die als Übertragungs- und Empfängerelektroden verwendet werden (z. B. Anordnung 200 der 2), gebildet werden. Die kapazitive Kopplung ändert sich mit der Nähe und Bewegung von Eingabeobjekten in dem Erfassungsbereich 170 in Verbindung mit den Sensorelektroden 120 und kann somit als Indikator für das Vorhandensein des Eingabeobjekts im Erfassungsbereich der Eingabevorrichtung 100 verwendet werden.
  • In einigen Ausführungsformen werden die Sensorelektroden 120 „gescannt“, um diese kapazitiven Kopplungen zu bestimmen. Das heißt, in einer Ausführungsform werden eine oder mehrere der Sensorelektroden 120 angetrieben, um Übertragungssignale zu übertragen. Übertragungsvorrichtungen können so betrieben werden, dass jeweils eine Übertragungselektrode überträgt, oder so, dass mehrere Übertragungselektroden gleichzeitig senden. Wenn mehrere Übertragungselektroden gleichzeitig übertragen werden, können die mehreren Übertragungselektroden dasselbe Übertragungssignal übertragen und dadurch eine effektiv größere Übertragungselektrode produzieren. Alternativ können die mehreren Übertragungselektroden unterschiedliche Übertragungssignale übertragen. Beispielsweise können mehrere Übertragungselektroden unterschiedliche Übertragungssignale gemäß einem oder mehreren Kodierungsschemata übertragen, die es ermöglichen, dass deren kombinierte Auswirkungen auf die resultierenden Signale von Empfängerelektroden unabhängig voneinander bestimmt werden. In einer Ausführungsform können mehrere unterschiedliche Übertragungselektroden gleichzeitig das gleiche Übertragungssignal übertragen, während die Empfängerelektroden die Auswirkungen empfangen und gemäß einem Erfassungsschema gemessen werden.
  • Die als Empfängersensorelektroden konfigurierten Sensorelektroden 120 können einzeln oder mehrfach betrieben werden, um resultierende Signale zu erhalten. Die resultierenden Signale können zum Bestimmen von Messungen der kapazitiven Kopplungen an den kapazitiven Pixeln verwendet werden. Das Verarbeitungssystem 110 kann konfiguriert werden, um mit den Sensorelektroden 120 abtastend und/oder multiplexend zu empfangen, um die Anzahl der gleichzeitig durchzuführenden Messungen sowie die Größe der unterstützenden elektrischen Strukturen zu reduzieren. In einer Ausführungsform sind eine oder mehrere Sensorelektroden über ein Schaltelement, wie beispielsweise einen Multiplexer oder dergleichen, mit einer Empfängervorrichtung des Verarbeitungssystems 110 gekoppelt. In einer derartigen Ausführungsform kann das Schaltelement intern zum Verarbeitungssystem 110 oder extern zum Verarbeitungssystem 110 sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen können die Schaltelemente ferner konfiguriert werden, um eine Sensorelektrode 120 mit einer Empfängervorrichtung oder einem anderen Signal- und/oder Spannungspotential zu koppeln. In einer Ausführungsform kann das Schaltelement konfiguriert werden, um zur gleichen Zeit mehr als eine Empfängerelektrode mit einer gemeinsamen Empfängervorrichtung zu koppeln.
  • In anderen Ausführungsformen umfasst das „Scannen“ der Sensorelektroden 120 zum Bestimmen dieser kapazitiven Kopplungen das Modulieren einer oder mehrerer der Sensorelektroden und das Messen einer absoluten Kapazität der einen oder mehreren Sensorelektroden. In einer anderen Ausführungsform können die Sensorelektroden so betrieben werden, dass jeweils mehr als eine Sensorelektrode angetrieben und empfangen wird. In derartigen Ausführungsformen kann eine absolute kapazitive Messung von jeder der einen oder mehreren Sensorelektroden 120 gleichzeitig erhalten werden. In einer Ausführungsform wird jede der Sensorelektroden 120 gleichzeitig angetrieben und es wird mit dieser empfangen, wobei eine absolute kapazitive Messung gleichzeitig von jeder der Sensorelektroden 120 erhalten wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verarbeitungssystem 110 konfiguriert werden, um einen Abschnitt der Sensorelektroden 120 selektiv zu modulieren. Beispielsweise können die Sensorelektroden beruhend auf einer auf dem Hostprozessor laufenden Anwendung, einem Status der Eingabevorrichtung und einem Betriebsmodus der Erfassungsvorrichtung (ohne darauf beschränkt zu sein) ausgewählt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verarbeitungssystem 110 konfiguriert werden, um mindestens einen Abschnitt der Sensorelektroden 120 selektiv abzuschirmen und mit der/den Gitterelektrode(n) 122 selektiv abzuschirmen oder zu übertragen, während es selektiv mit anderen Sensorelektroden 120 empfängt und/oder überträgt.
  • Eine Reihe von Messungen der kapazitiven Pixel bildet ein „kapazitives Bild“ (auch „kapazitiver Rahmen“), das die kapazitiven Kopplungen an den Pixeln darstellt. Mehrere kapazitive Bilder können über mehrere Zeitspannen erhalten werden und Unterschiede zwischen ihnen können verwendet werden, um eine Information über die Eingabe im Erfassungsbereich abzuleiten. Beispielsweise können aufeinanderfolgende kapazitive Bilder, die über aufeinanderfolgende Zeitspannen hinweg erhalten wurden, verwendet werden, um die Bewegung(en) eines oder mehrerer Eingabeobjekte zu verfolgen, die in die Erfassungsfläche eintreten, diese verlassen und sich dort befinden.
  • In einer beliebigen der obigen Ausführungsformen können mehrere Sensorelektroden 120 so miteinander verbunden werden, dass die Sensorelektroden 120 gleichzeitig moduliert oder gleichzeitig mit ihnen empfangen wird. Im Vergleich zu den oben beschriebenen Verfahren kann das Verbinden mehrerer Sensorelektroden ein grobes kapazitives Bild produzieren, das möglicherweise nicht verwendbar ist, um eine genaue Positionsinformation zu erkennen. Ein grobes kapazitives Bild kann jedoch verwendet werden, um das Vorhandensein eines Eingabeobjekts zu erfassen. In einer Ausführungsform kann das grobe kapazitive Bild verwendet werden, um das Verarbeitungssystem 110 oder die Eingabevorrichtung 100 aus einem „Schlaf“-Modus oder einem Energiesparmodus zu bewegen. In einer Ausführungsform kann das grobe kapazitive Bild verwendet werden, um eine kapazitive Erfassungs-IC aus einem „Schlaf“-Modus oder einem Energiesparmodus zu bewegen. In einer weiteren Ausführungsform kann das grobe kapazitive Bild verwendet werden, um mindestens eine von einer Host-IC und einem Anzeigetreiber aus einem „Schlaf“-Modus oder einem Energiesparmodus zu bewegen. Das grobe kapazitive Bild kann der gesamten Sensorfläche oder nur einem Abschnitt der Sensorfläche entsprechen.
  • Die Hintergrundkapazität der Eingabevorrichtung 100 ist das kapazitive Bild, das mit keinem Eingabeobjekt im Erfassungsbereich 170 in Verbindung steht. Die Hintergrundkapazität ändert sich mit der Umgebung und den Betriebsbedingungen und kann auf verschiedene Weise geschätzt werden. Einige Ausführungsformen nehmen beispielsweise „Basislinienbilder“ auf, wenn kein Eingabeobjekt im Erfassungsbereich 170 bestimmt wird, und verwenden diese Basislinienbilder als Schätzungen der Hintergrundkapazitäten. Die Hintergrundkapazität oder die Basislinienkapazität kann aufgrund einer vereinzelten kapazitiven Kopplung zwischen zwei Sensorelektroden vorhanden sein, wobei eine Sensorelektrode mit einem modulierten Signal angetrieben wird und die andere relativ zur Systemmasse stationär gehalten wird, oder aufgrund einer vereinzelten kapazitiven Kopplung zwischen einer Empfängerelektrode und naheliegenden modulierten Elektroden. In vielen Ausführungsformen kann die Hintergrund- oder Basislinienkapazität über die Zeitspanne einer Benutzereingabegeste relativ stationär sein.
  • Kapazitive Bilder können zur effizienteren Verarbeitung an die Hintergrundkapazität der Eingabevorrichtung 100 angepasst werden. Einige Ausführungsformen erreichen dies durch „Basislinien“-Messungen der kapazitiven Kopplungen an den kapazitiven Pixeln, um ein „kapazitives Basislinienbild“ zu erzeugen. Das heißt, einige Ausführungsformen vergleichen die Messungen unter Bildung eines Kapazitätsbild mit geeigneten „Basislinienwerten“ eines „Basislinienbildes“ in Verbindung mit diesen Pixeln und bestimmen Veränderungen aus diesem Basislinienbild.
  • In einigen des Touchscreen-Ausführungsformen umfassen eine oder mehrere der Sensorelektroden 120 eine oder mehrere Anzeigeelektroden, die zur Aktualisierung der Anzeige des Anzeigebildschirms verwendet werden. Die Anzeigeelektroden können ein oder mehrere Elemente der aktiven Matrixanzeige umfassen, wie beispielsweise ein oder mehrere Segmente einer segmentierten Vcom-Elektrode (gemeinsame Elektrode(n)), eine Source-Antriebsleitung, eine Gate-Leitung, eine Anoden-Subpixel-Elektrode oder Kathoden-Pixel-Elektrode oder ein beliebiges anderes geeignetes Anzeigeelement. Diese Anzeigeelektroden können auf einem geeigneten Anzeigebildschirmsubstrat angeordnet werden. Beispielsweise können die gemeinsamen Elektroden auf einem transparenten Substrat (ein Glassubstrat, TFT-Glas oder ein beliebiges anderes transparenten Material) in einigen Anzeigebildschirmen (z. B. In-Plane Switching- (IPS), Fringe Field Switching- (FFS) oder Plane to Line Switching-(PLS) organische Leuchtdiode (OLED)) auf der Unterseite des Farbfilterglases einiger Anzeigebildschirme (z. B. Patterned Vertical Alignment (PVA) oder Multi-domain Vertical Alignment (MVA)) über einer emittierenden Schicht (OLED) usw. angeordnet werden. In derartigen Ausführungsformen kann die Anzeigeelektrode auch als „Kombinationselektrode“ bezeichnet werden, da sie mehrere Funktionen durchführt. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst jede der Sensorelektroden 120 eine oder mehrere gemeinsame Elektroden. In anderen Ausführungsformen können sich mindestens zwei Sensorelektroden 120 mindestens eine gemeinsame Elektrode teilen. Während die folgende Beschreibung beschreibt, dass die Sensorelektroden 120 und/oder die Gitterelektrode(n) eine oder mehrere gemeinsame Elektroden umfassen, können verschiedene andere Anzeigeelektroden, wie oben beschrieben, ebenfalls in Verbindung mit der gemeinsamen Elektrode oder als Alternative zu den gemeinsamen Elektroden verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen umfassen die Sensorelektroden 120 und die Gitterelektrode(n) die gesamte gemeinsame Elektrodenschicht (Vcom-Elektrode).
  • In verschiedenen Touchscreen-Ausführungsformen kann die „kapazitive Bildrate“ (die Rate, mit der aufeinanderfolgende kapazitive Bilder erhalten werden) gleich oder verschieden zur „Anzeigebildrate“ (die Rate, mit der das Anzeigebild aktualisiert wird, einschließlich der Aktualisierung des Bildschirms, um das gleiche Bild erneut anzuzeigen) sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist die kapazitive Bildrate ein ganzzahliges Vielfaches der Anzeigebildrate. In anderen Ausführungsformen ist die kapazitive Bildrate ein gebrochenes Vielfaches der Anzeigebildrate. In wieder anderen Ausführungsformen kann die kapazitive Bildrate ein beliebiger Bruchteil oder ganzzahliges Vielfaches der Anzeigebildrate sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann sich die Anzeigebildrate verändern (z. B. zur Leistungsreduzierung oder zur Bereitstellung zusätzlicher Bilddaten, wie z. B. einer 3D-Anzeigeinformation), während die Touch-Bildrate konstant bleibt. In einer anderen Ausführungsform kann die Anzeigebildrate konstant bleiben, während die Touch-Bildrate erhöht oder verringert wird.
  • In weiterem Bezug auf die 3 umfasst das mit den Sensorelektroden 120 gekoppelte Verarbeitungssystem 110 ein Sensormodul 310 und optional ein Anzeigetreibermodul 320. Das Sensormodul 310 umfasst eine Schaltung, die konfiguriert ist, um mindestens eine der Sensorelektroden 120 zum kapazitiven Erfassen während Perioden, in denen eine Eingabeerfassung gewünscht wird, anzutreiben. In einer Ausführungsform ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um ein moduliertes Signal auf die mindestens eine Sensorelektrode 120 anzutreiben, um Veränderungen der absoluten Kapazität zwischen der mindestens einen Sensorelektrode und einem Eingabeobjekt zu erkennen. In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um ein Übertragungssignal auf die mindestens eine Sensorelektrode 120 anzutreiben, um Veränderungen in einer Transkapazität zwischen der mindestens einen Sensorelektrode und einer anderen Sensorelektrode 120 zu erkennen. Die modulierten und Übertragungssignale sind im Allgemeinen variierende Spannungssignale, die eine Vielzahl von Spannungsübergängen über einen Zeitraum umfassen, der für die Eingabeerfassung vorgesehen ist. In verschiedenen Ausführungsformen können die Sensorelektroden 120 und/oder die Gitterelektrode(n) in verschiedenen Betriebsmodi unterschiedlich angetrieben werden. In einer Ausführungsform können die Sensorelektroden 120 und/oder die Gitterelektrode(n) mit Signalen (modulierte Signale, Übertragungssignale und/oder Abschirmsignale) angetrieben werden, die sich in Phase, Amplitude und/oder Form unterscheiden können. In verschiedenen Ausführungsformen sind sich das modulierte Signal und das Übertragungssignal in mindestens einer Form, Frequenz, Amplitude und/oder Phase ähnlich. In anderen Ausführungsformen unterscheiden sich das modulierte Signal und die Übertragungssignale in Frequenz, Form, Phase, Amplitude und Phase. Das Sensormodul 310 kann selektiv mit einer oder mehreren der Sensorelektroden 120 und/oder der/den Gitterelektrode(n) gekoppelt werden. Beispielsweise kann das Sensormodul 310 mit ausgewählten Abschnitten der Sensorelektroden 120 gekoppelt werden und entweder in einem absoluten oder transkapazitiven Erfassungsmodus betrieben werden. In einem weiteren Beispiel kann das Sensormodul 310 ein anderer Abschnitt der Sensorelektroden 120 sein und entweder in einem absoluten oder transkapazitiven Erfassungsmodus arbeiten. In einem wieder anderen Beispiel kann das Sensormodul 310 mit allen Sensorelektroden 120 gekoppelt werden und entweder in einem absoluten oder transkapazitiven Sensormodus betrieben werden.
  • Das Sensormodul 310 ist konfiguriert, um die Gitterelektrode(n) als eine Abschirmelektrode zu betreiben, die die Sensorelektroden 120 von den elektrischen Auswirkungen naheliegender Leiter abschirmen kann. In einer Ausführungsform ist das Verarbeitungssystem konfiguriert, um die Gitterelektrode(n) als eine Abschirmelektrode zu betreiben, die die Sensorelektroden 120 vor den elektrischen Auswirkungen naheliegender Leiter „abschirmen“ können, und um die Sensorelektroden 120 vor der/den Gitterelektrode(n) zu schützen, wodurch die parasitäre Kapazität zwischen der/den Gitterelektrode(n) und den Sensorelektroden 120 zumindest teilweise reduziert wird. In einer Ausführungsform wird ein Abschirmsignal auf die Gitterelektrode(n) angetrieben. Das Abschirmsignal kann ein Massesignal, wie beispielsweise die Systemmasse oder eine andere Masse, oder eine beliebige anderes konstantes Spannungssignal (d. h. nicht moduliert) sein. In einer weiteren Ausführungsform kann das Betreiben der Gitterelektrode(n) als eine Abschirmelektrode das elektrische Schweben der Gitterelektrode umfassen. In einer Ausführungsform sind Gitterelektroden in der Lage, als eine effektive Abschirmelektrode zu arbeiten, während sie aufgrund ihrer umfangreichen Kopplung mit den anderen Sensorelektroden elektrodenschwebend sind. In einer anderen Ausführungsform kann das Abschirmsignal als ein „Schutzsignal“ bezeichnet werden, wobei das Schutzsignal ein variierendes Spannungssignal mit mindestens einer ähnlichen Phase, Frequenz und Amplitude wie das auf die Sensorelektroden angetrieben modulierte Signal ist. In einer oder mehreren Ausführungsformen können Leitungsspuren aufgrund des Leitens unter der/den Gitterelektrode(n) und/oder den Sensorelektroden 120 gegen das Reagieren auf ein Eingabeobjekt abgeschirmt sein und sind daher möglicherweise nicht Teil der aktiven Sensorelektroden, die als Sensorelektroden 120 dargestellt sind.
  • In einer oder mehreren Ausführungsformen kann es während zumindest teilweise überlappender Perioden zu einer kapazitiven Erfassung (oder Eingabeerfassung) und Anzeigeaktualisierung kommen. Da beispielsweise eine gemeinsame Elektrode zur Anzeigeaktualisierung angetrieben wird, kann die gemeinsame Elektrode auch zur kapazitiven Erfassung angetrieben werden. In einer anderen Ausführungsform können kapazitive Erfassung und Anzeigeaktualisierung während nicht überlappender Perioden erfolgen, die auch als Nicht-Anzeige-Aktualisierungsperioden bezeichnet werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die Nicht-Anzeige-Aktualisierungsperioden zwischen Anzeigezeilenaktualisierungsperioden für zwei Anzeigezeilen eines Anzeigerahmens auftreten und mindestens so lang sein wie die Anzeigeaktualisierungsperiode. In derartigen Ausführungsformen kann die Nicht-Anzeige-Aktualisierungsperiode als „lange horizontale Austastperiode“, lange h-Austastperiode“ oder eine „verbreitete Austastperiode“ bezeichnet werden, wenn die Austastperiode zwischen zwei Anzeigeaktualisierungsperioden auftritt und mindestens so lang ist wie eine Anzeigeaktualisierungsperiode. In einer Ausführungsform tritt die Nicht-Anzeige-Aktualisierungsperiode zwischen den Anzeigezeilenaktualisierungsperioden eines Rahmens auf und ist lang genug, um es zu ermöglichen, dass mehrere Übergänge des Übertragungssignals auf die Sensorelektroden 120 angetrieben werden. In anderen Ausführungsformen kann die Nicht-Anzeige-Aktualisierungsperiode horizontale Austastperioden und vertikale Austastperioden umfassen. Das Verarbeitungssystem 110 kann konfiguriert werden, um die Sensorelektroden 120 zum kapazitiven Erfassen während einer oder mehrerer Kombinationen der verschiedenen Nicht-Anzeige-Aktualisierungsperiode anzutreiben. Synchronisationssignale können zwischen dem Sensormodul 310 und dem Anzeigetreibermodul 320 geteilt werden, um eine genaue Steuerung von überlappenden Anzeigeaktualisierungen und kapazitiven Erfassungsperioden mit wiederholbar kohärenten Frequenzen und Phasen bereitzustellen. In einer Ausführungsform können diese Synchronisationssignale konfiguriert werden, um es zu ermöglichen, dass die relativ stabilen Spannungen zu Beginn und am Ende der Eingabeerfassungsperiode mit Anzeigeaktualisierungsperioden mit relativ stabilen Spannungen übereinstimmen (z. B. nahe dem Ende einer Eingabe-Integrator-Reset-Zeit und nahe dem Ende einer Anzeigeladungsanteilzeit). Eine Modulationsfrequenz eines modulierten oder Übertragungssignals kann bei einer Harmonischen der Anzeigezeilenaktualisierungsrate liegen, wobei die Phase so bestimmt ist, dass sie eine nahezu konstante Ladungskopplung von den Anzeigeelementen zur Empfängerelektrode bereitstellt, sodass es ermöglicht wird, dass diese Kopplung Teil des Basislinienbildes ist.
  • Das Sensormodul 310 umfasst eine Schaltung, die konfiguriert ist, um resultierende Signale mit den Sensorelektroden 120 und/oder der/den Gitterelektrode(n) zu empfangen, die Auswirkungen aufweisen, die den modulierten Signalen oder den Übertragungssignalen während Perioden entsprechen, in denen eine Eingabeerfassung erwünscht ist. Das Sensormodul 310 kann eine Position des Eingabeobjekts im Erfassungsbereich 170 bestimmen oder ein Signal mit einer Information bereitstellen, die das resultierende Signal an ein anderes Modul oder einen anderen Prozessor anzeigt, beispielsweise ein Bestimmungsmodul oder ein Prozessor einer verbundenen elektronischen Vorrichtung 150 (d. h. ein Hostprozessor), um die Position des Eingabeobjekts im Erfassungsbereich 170 zu bestimmen.
  • Das Anzeigetreibermodul 320 kann in das Verarbeitungssystem 110 integriert oder von diesem getrennt sein. Das Anzeigetreibermodul 320 umfasst eine Schaltung, die konfiguriert ist, um der Anzeige der Anzeigevorrichtung 160 während der Nicht-Erfassungs-(z. B. Anzeigeaktualisierungs-)-Perioden eine Anzeigebildaktualisierungsinformation bereitzustellen.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Verarbeitungssystem 110 eine erste integrierte Steuerung, die das Anzeigetreibermodul 320 und mindestens einen Abschnitt des Sensormoduls 310 (d. h. Übertragungsmodul und/oder Empfängermodul) umfasst. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verarbeitungssystem 110 eine erste integrierte Steuerung, umfassend das Anzeigetreibermodul 320 und eine zweite integrierte Steuerung, umfassend das Sensormodul 310. In einer wieder anderen Ausführungsform umfasst das Verarbeitungssystem eine erste integrierte Steuerung, die ein Anzeigetreibermodul 320 und einen ersten Abschnitt des Sensormoduls 310 (z. B. eines von einem Übertragungsmodul und einem Empfängermodul) umfasst, und eine zweite integrierte Steuerung, die einen zweiten Abschnitt des Sensormoduls 310 (z. B. das andere des Übertragungs- und Empfängermoduls) umfasst. In diesen Ausführungsformen, die mehrere integrierte Schaltungen umfassen, kann ein Synchronisationsmechanismus zwischen diesen gekoppelt werden, der konfiguriert wird, um Anzeigeaktualisierungsperioden, Erfassungsperioden, Übertragungssignale, Anzeigeaktualisierungssignalen und dergleichen zu synchronisieren.
  • Beispielhafte Anordnungen für die aktive Reduzierung elektromagnetischer Emissionen
  • Die 4 veranschaulicht ein beispielhaftes Verarbeitungssystem zur aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen. Genauer gesagt, bietet die Anordnung 400 eine mögliche Anwendung des oben erörterten Verarbeitungssystems 110. Ferner kann die Anordnung 400 in Verbindung mit verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden, wie beispielsweise den Anordnungen 200, 300 von Sensorelektroden, die vorstehend in Bezug auf die 2 und 3 erörtert wurden.
  • Innerhalb der Anordnung 400 ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um eine Vielzahl von Sensorelektrodensätzen 405 zu bestimmen. Die Vielzahl der Sensorelektrodensätze 405 kann vorgegeben, dynamisch bestimmt und/oder dynamisch aktualisiert werden. In einigen Ausführungsformen definieren die Sensorelektroden eines ersten Satzes S1 einen Erfassungsbereich, Sensorelektroden eines zweiten Satzes S2 definieren einen Randbereich und Sensorelektroden eines dritten Satzes S3 definieren einen Abschwächungsbereich. Die Sensorelektroden des ersten Satzes S1 können mit einem Erfassungssignal 430 angetrieben werden, die Sensorelektroden des zweiten Satzes S2 mit einem Schutzsignal 435 angetrieben werden und die Sensorelektroden des dritten Satzes S3 mit einem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden. In einigen alternativen Ausführungsformen können die Sensorelektroden des dritten Satzes S3 durch dedizierte Abschwächungselektroden ersetzt werden, die zur EM-Emissionsabschwächung verwendet werden und nicht in den vom Sensormodul 310 erhaltenen kapazitiven Messungen enthalten sind. Die dedizierten Abschwächungselektroden können in derselben Schicht wie die Sensorelektroden oder in einer anderen Schicht wie die Sensorelektroden angeordnet werden. Beispielsweise können die dedizierten Abschwächungselektroden aus demselben leifähigen Material/denselben leitfähigen Materialien wie die Sensorelektroden gebildet werden (z. B. ein im Wesentlichen transparentes Material, wie z. B. Indiumzinnoxid (ITO), transparente leitfähige Oxide (TCOs), Kohlenstoff-Nanoröhren-Dünnschichten, Nanodrahtgewebe usw.) oder aus verschiedenen leitfähigen Materialien, wie z. B. nicht-transparente Metallspuren. In einigen Fällen können die dedizierten Abschwächungselektroden visuell verdeckt sein, z. B. unter einer schwarzen Maskenschicht angeordnet sein, die einen sichtbaren Abschnitt einer Anzeigevorrichtung umgibt. In diesen Fällen können eine oder mehrere Sensorelektroden des zweiten Satzes S2 (d. h. des Randbereichs) außerdem optisch verdeckt sein. In einigen alternativen Ausführungsformen können die Sensorelektroden des zweiten Satzes S2 außerdem durch dedizierte Abschwächungselektroden ersetzt werden, die nicht in kapazitiven Messungen umfasst sind.
  • In einigen Ausführungsformen ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um einen Scan der Vielzahl von Sensorelektroden durchzuführen (z. B. Erhalten von kapazitiven Messungen entsprechend einem vollständigen Erfassungsrahmen), indem der erste Satz S1 der Sensorelektroden während einer oder mehrerer Erfassungsperioden aktualisiert wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel entspricht der erste Satz S1 der Hälfte einer ersten Erfassungsachse während einer ersten Periode und der anderen Hälfte der ersten Erfassungsachse während einer zweiten Periode. Andere fraktionelle Abschnitte sind ebenfalls möglich und können nicht überlappende oder überlappende Abschnitte beinhalten. Der erste Satz S1 kann ferner der Hälfte einer zweiten Erfassungsachse während einer dritten Periode und der anderen Hälfte der zweiten Erfassungsachse während einer vierten Periode entsprechen. In einigen Ausführungsformen ist die zweite Erfassungsachse im Wesentlichen orthogonal zur ersten Erfassungsachse. Auf diese Weise kann das Sensormodul 310 konfiguriert werden, um sequenziell eine kapazitive Erfassung für eine gesamte Erfassungsachse für eine oder mehrere Erfassungsachsen durchzuführen.
  • Die Eigenschaften des Erfassungssignals 430, des Schutzsignals 435 und/oder des Abschwächungssignals 440 können ausgewählt werden, um eine aktive Reduzierung der EM-Emissionen durchzuführen, die zumindest teilweise durch das Antreiben des Erfassungssignals 430 auf den ersten Satz S1 der Sensorelektroden verursacht werden. Das Erfassungssignal 430 kann ein zeitveränderliches Spannungssignal (d. h. ein moduliertes Signal) mit einer ersten Polarität sein. Das Schutzsignal 435 weist im Allgemeinen eine ähnliche Phase, Frequenz und/oder Amplitude auf wie das Erfassungssignal 430. In einigen Ausführungsformen ist das Schutzsignal 435 im Wesentlichen das gleiche wie das Erfassungssignal 430. Beruhend auf den ausgewählten Eigenschaften können das Schutzsignal 435 und das Erfassungssignal 430 im Wesentlichen eine gleiche erste Polarität aufweisen. In einigen Ausführungsformen weist das Abschwächungssignal 440 eine zweite Polarität entgegengesetzt zur ersten Polarität auf. Beispielsweise kann das Abschwächungssignal 440 auf einer invertierten oder phasenverschobenen Kopie des Erfassungssignals 430 basieren.
  • Das Sensormodul 310 ist konfiguriert, um eine oder mehrere von einer Vielzahl von Signalamplituden 415 zum Erzeugen des Erfassungssignals 430, des Schutzsignals 435 und/oder des Abschwächungssignals 440 zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen haben das Schutzsignal 435 und das Erfassungssignal 430 die gleiche Amplitude M1. Die Amplitude M2 des Abschwächungssignals 440 kann ausgewählt werden, um eine gewünschte Abschwächung der EM-Emissionen bereitzustellen, die vom Antreiben des Erfassungssignals 430 und des Schutzsignals 435 ergeben, das in einigen Fällen zumindest teilweise beruhend auf der Amplitude M1 ausgewählt wird. Obwohl nicht explizit diskutiert, können in alternativen Ausführungsformen unterschiedliche Abschwächungssignale auf verschiedene Sensorelektroden des zweiten Satzes S2 angetrieben werden (z. B. mit unterschiedlichen Amplitudenwerten).
  • In einigen Ausführungsformen kann die Amplitude M2 ferner auf mindestens einem von Folgendem basieren: einer Anzahl von Sensorelektroden, die in dem ersten Satz S1 umfasst sind, einer Fläche, die durch den ersten Satz S1 definiert ist, einer Anzahl von Sensorelektroden, die in dem zweiten Satz S2 umfasst sind, einer Fläche, die durch den zweiten Satz S2 definiert ist, einer Anzahl von Sensorelektroden, die in dem dritten Satz S3 umfasst sind, einer Fläche, die durch den dritten Satz S3 definiert ist (oder alternativ einer Fläche, die durch eine Vielzahl dedizierter Abschwächungselektroden definiert ist). In einem Beispiel umfasst ein erster Bereich den durch den ersten Satz S1 definierten Erfassungsbereich und den durch den zweiten Satz S2 definierten Randbereich und ein zweiter Bereich umfasst den durch den dritten Satz S3 definierten Abschwächungsbereich. Wie hierin erörtert, umfasst der erste Bereich einen „im Wesentlichen zusammenhängenden“ Bereich, in dem im Wesentlichen alle der darin umfassten Sensorelektroden mit Signal(en) gleicher Polarität angetrieben werden. Ein im Wesentlichen zusammenhängender Bereich kann Nicht-Erfassungsflächen umfassen, wie beispielsweise isolierende Flächen zwischen verschiedenen Sensorelektroden. Obwohl im Wesentlichen alle der Sensorelektroden des im Wesentlichen zusammenhängenden Bereichs mit denselben Polaritätssignal(en) angetrieben werden, kann in einigen Fällen der im Wesentlichen zusammenhängende Bereich eine oder mehrere andere Sensorelektroden umfassen, die mit unterschiedlichen Signalen (z. B. einem Gleichstromsignal oder einem Wechselstromsignal mit anderer Polarität) angetrieben, geerdet, elektrisch auf keinem festen Potential gehalten werden. In derartigen Fällen sollten die einen oder mehreren anderen Sensorelektroden nur einen relativ kleinen Abschnitt des Bereichs umfassen, wie beispielsweise 10 % des Bereichs oder weniger. In einigen Fällen entspricht der im Wesentlichen zusammenhängende erste Bereich einer ersten Fläche, die größer ist als eine zweite Fläche, die dem zweiten Bereich entspricht. Um die EM-Emissionen vom Antreiben der Sensorelektroden innerhalb des (größeren) im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereichs angemessen abzuschwächen, kann die Amplitude M2 so gewählt werden, dass sie größer als die Amplitude M1 ist.
  • In einigen Ausführungsformen ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um einen oder mehrere einer Vielzahl von Flächenwerten 410 zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen entspricht eine erste Fläche A1 dem Erfassungsbereich (definiert durch den ersten Satz S1), eine zweite Fläche A2 entspricht dem Randbereich (definiert durch den zweiten Satz S2) und eine dritte Fläche A3 entspricht dem Abschwächungsbereich (definiert durch den dritten Satz S3). Das Sensormodul 310 kann die erste Fläche (entsprechend dem im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereich) beruhend auf der ersten Fläche A1 der zweiten Fläche A2 bestimmen und/oder den zweiten Bereich beruhend auf der dritten Fläche A3 bestimmen. In einigen Fällen ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um die Sensorelektroden für die eine oder mehreren des ersten Satzes Mengen S1, des zweiten Satzes S2 und des dritten Satzes S3 beruhend auf einem gewünschten Wert für die erste Fläche A1, die zweite Fläche A2 und/oder die dritte Fläche A3 auszuwählen.
  • In einigen Ausführungsformen ist das Sensormodul 310 konfiguriert, um die Eigenschaften eines oder mehrerer der erzeugten Signale und/oder der Vielzahl von Sensorelektrodensätzen 405 beruhend auf einem oder mehreren Emissionsparametern 420 zu bestimmen. Beispielsweise können die Emissionsparameter 420 Breitband-Emissionsgrenzwerte und/oder schmalbandige Emissionsgrenzwerte umfassen, die in vorgegebenen Normen umfasst sind. Einige nicht einschränkende Beispiele für Vorschriften, die vorgeschriebene Normen für den Automobilmarkt bereitstellen, sind die UNECE-Regelung 10, die SAE J1113-Serie und CISPR 25. Die Emissionsparameter 420 können in Leistungseinheiten, wie z. B. Milliwatt (mW) oder Dezibel-Milliwatt (dBm), in Feldstärkeeinheiten, wie z. B. Dezibel-Mikrovolt (dBuV) oder beliebigen alternativen geeigneten Einheiten definiert werden. Das Sensormodul 310 kann ferner eine oder mehrere Emissionsmessungen 425 umfassen. In einer Ausführungsform ist das Sensormodul 310 kommunikativ mit einer Antenne gekoppelt (z. B. in einem vorgegebenen Abstand zu den strahlenden Sensorelektroden angeordnet) und erhält die Emissionsmessungen 425 unter Verwendung der Antenne (nicht dargestellt). In einer weiteren Ausführungsform ist das Sensormodul 310 kommunikativ mit einer Testvorrichtung gekoppelt und empfängt die Emissionsmessungen 425 von der Testvorrichtung (nicht dargestellt). Das Sensormodul 310 ist ferner konfiguriert, um beruhend auf den Emissionsmessungen 425 Eigenschaften eines oder mehrerer der erzeugten Signale und/oder der Vielzahl von Sensorelektrodensätzen 405 einzustellen. Wenn beispielsweise die eine oder die mehreren Emissionsmessungen 425 anzeigen, dass die in dem einem oder mehreren Emissionsparametern 420 umfassten Emissionsgrenzwerte überschritten werden, kann das Sensormodul 310 konfiguriert werden, um mindestens einen der folgenden Punkte durchzuführen: (1) Ändern einer Zusammensetzung und/oder Größe des ersten Satzes S1 und/oder des zweiten Satzes S2, (2) Ändern einer Zusammensetzung und/oder Größe des dritten Satzes S3, (3) Verringern der Amplitude M1 und (4) Erhöhen der Amplitude M2 des Abschwächungssignals 440.
  • Die 5 veranschaulicht ein Verfahren 500 der Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren 500 kann in Verbindung mit anderen Ausführungsformen durchgeführt werden, wie beispielsweise dem Verarbeitungssystem der Anordnung 400 der 4. Insbesondere kann das Verfahren 500 während des Betriebs des Sensormoduls 310 der Anordnung 400 durchgeführt werden.
  • Das Verfahren 500 beginnt bei Block 505, wo das Sensormodul innerhalb einer ersten Periode eine erste Vielzahl von Sensorelektroden mit einem ersten Signal antreibt. Die erste Vielzahl von Sensorelektroden kann einen im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereich definieren. Innerhalb des im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereichs definiert ein erster Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Erfassungsbereich und ein zweiter Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden definiert einen ersten Randbereich.
  • Beim Block 515 treibt das Sensormodul, während es die erste Vielzahl von Sensorelektroden antreibt, eine Vielzahl von Abschwächungselektroden mit einem zweiten Signal an, das eine entgegengesetzte Polarität zum ersten Signal aufweist. Die Vielzahl von Abschwächungselektroden definiert einen zweiten Bereich, der an den ersten Randbereich angrenzt. In einigen Ausführungsformen ist die Vielzahl der Abschwächungselektroden dedizierte Abschwächungselektroden, die nicht in den erhaltenen kapazitiven Messungen enthalten sind. In anderen Ausführungsformen umfasst die Vielzahl der Abschwächungselektroden eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden.
  • Beim Block 525 erhält das Sensormodul als Reaktion auf das Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden erste kapazitive Messungen mit dem ersten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden. Die ersten kapazitiven Messungen entsprechen dem ersten Erfassungsbereich. Die ersten kapazitiven Messungen können absolute kapazitive Messungen und/oder gegenseitige kapazitive Messungen reflektieren, die unter Verwendung des ersten Abschnitts der ersten Vielzahl von Sensorelektroden erhalten wurden. In einigen Ausführungsformen wird der zweite Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden als Schutzelektrode für den ersten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden betrieben und die ersten kapazitiven Messungen umfassen nicht den zweiten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden.
  • Beim Block 535 treibt das Sensormodul innerhalb einer zweiten Periode eine dritte Vielzahl von Sensorelektroden mit einem dritten Signal an. Die dritte Vielzahl von Sensorelektroden kann einen im Wesentlichen zusammenhängenden dritten Bereich definieren, der sich von dem im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereich unterscheidet. Innerhalb des im Wesentlichen zusammenhängenden dritten Bereichs definiert ein dritter Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden einen zweiten Erfassungsbereich und ein vierter Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden definiert einen zweiten Randbereich.
  • Beim Block 545 treibt das Sensormodul, während es die dritte Vielzahl von Sensorelektroden antreibt, eine zweite Vielzahl von Abschwächungselektroden mit einem vierten Signal an, das eine entgegengesetzte Polarität zum dritten Signal aufweist. Die zweite Vielzahl von Abschwächungselektroden definiert einen vierten Bereich, der an den zweiten Randbereich angrenzt. Die zweite Vielzahl von Abschwächungselektroden kann dedizierte Abschwächungselektroden umfassen, die nicht in erhaltenen kapazitiven Messungen umfasst sind, oder eine vierte Vielzahl von Sensorelektroden.
  • Beim Block 555 erfasst das Sensormodul als Reaktion auf das Antreiben der dritten Vielzahl von Sensorelektroden zweite kapazitive Messungen mit dem dritten Abschnitt. In einigen Ausführungsformen können die ersten kapazitiven Messungen und die zweiten kapazitiven Messungen verwendet werden, um einen vollständigen Scan der Vielzahl von Sensorelektroden entlang einer oder mehrerer Erfassungsachsen durchzuführen. Das Verfahren 500 endet im Anschluss an den Abschluss des Blocks 555.
  • Die 6 veranschaulicht ein Verfahren 600 des Bestimmens von Parametern zum Durchführen einer aktiven Reduktion von EM-Emissionen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren 600 kann in Verbindung mit anderen Ausführungsformen durchgeführt werden, wie beispielsweise das Verarbeitungssystem der Anordnung 400 der 4 und/oder das Verfahren 500 der 5. Insbesondere kann das Verfahren 600 als Teil des anfänglichen Bestimmens und/oder Aktualisierens einer kapazitiven Erfassungskonfiguration des Sensormoduls durchgeführt werden.
  • Das Verfahren 600 beginnt bei Block 605, wobei das Sensormodul eine erste Amplitude eines ersten Signals bestimmt, das auf eine Vielzahl von Sensorelektroden angetrieben werden soll, die einen im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereich definieren. In einigen Ausführungsformen ist die erste Amplitude ein vorgegebener Wert.
  • Beim Block 615 bestimmt das Sensormodul einen ersten Satz von Sensorelektroden, der einem ersten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden entspricht. Der erste Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden definiert einen Erfassungsbereich innerhalb des im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereichs. Beim Block 625 bestimmt das Sensormodul einen zweiten Satz von Sensorelektroden, der einem zweiten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden entspricht. Der zweite Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden definiert einen Schutzbereich innerhalb des im Wesentlichen zusammenhängenden ersten Bereichs. Beim Block 635 bestimmt das Sensormodul einen dritten Satz von Sensorelektroden, der einer Vielzahl von Abschwächungselektroden entspricht, der mit einem zweiten Signal angetrieben werden soll, das eine entgegengesetzte Polarität zum ersten Signal aufweist. Die Vielzahl von Abschwächungselektroden definiert einen Abschwächungsbereich, der an den Schutzbereich angrenzt. In einigen alternativen Ausführungsformen umfasst die Vielzahl der Abschwächungselektroden dedizierte Abschwächungselektroden, die nicht in den erhaltenen kapazitiven Messungen umfasst sind.
  • Beim Block 645 bestimmt das Sensormodul beruhend auf der ersten Amplitude des ersten Signals eine zweite Amplitude für das zweite Signal. Die zweite Amplitude basiert ferner auf mindestens einem von: einer Anzahl von Sensorelektroden, die in dem ersten Satz umfasst sind, eine durch den ersten Satz definierte Fläche, einer Anzahl von Sensorelektroden, die in dem zweiten Satz umfasst sind, einer durch den zweiten Satz definierten Fläche, einer Anzahl von Sensorelektroden, die in dem dritten Satz umfasst sind, und einer durch den dritten Satz definierten Fläche. In einigen alternativen Ausführungsformen mit dedizierten Abschwächungselektroden kann die zweite Amplitude auf einer Fläche beruhen, die durch die dedizierten Abschwächungselektroden definiert wird. Das Verfahren 600 endet im Anschluss an den Abschluss des Blocks 645. Obwohl die Blöcke 605-645 mit einer bestimmten Sequenz dargestellt wurden, können einzelne Blöcke mit einer beliebigen anderen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden. Zusätzlich dazu können die Blöcke 605-645 während nicht überlappenden Perioden durchgeführt werden oder zwei oder mehrere einzelne Blöcke können während überlappenden Perioden durchgeführt werden.
  • Die 7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Anordnung 700 der Sensorelektroden zur Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellt. Sensorelektroden, die in der Anordnung 700 dargestellt sind, können in Verbindung mit anderen Ausführungsformen betrieben werden, wie beispielsweise der Verwendung des Verarbeitungssystems der Anordnung 400 der 4 und/oder dem Verfahren 500 der 5.
  • Wie dargestellt, ist die Vielzahl der in der Anordnung 700 dargestellten Sensorelektroden in einem sich wiederholenden Gittermuster angeordnet, das eine Vielzahl von zehn (10) Zeilen und eine Vielzahl von elf (11) Spalten definiert, obwohl auch andere Größen möglich sind. Obwohl die Vielzahl der Sensorelektroden in der Anordnung 700 gleich große Diamantformen aufweisen, sind auch andere Sensorelektrodenformen und/oder -größen möglich. Einige nicht einschränkende Beispiele für Sensorelektrodenformen umfassen rechteckige und hexagonale Formen. Ferner unterscheiden sich die Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Zeilen umfasst sind, von den Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Spalten umfasst sind, auch wenn dies keine Anforderung ist.
  • In der Anordnung 700 ist jede Sensorelektrode, die in einer bestimmten Zeile oder einer bestimmten Spalte umfasst ist, elektrisch verbunden, sodass gewünschte Signale während des Betriebs auf jede einzelne Zeile und auf jede einzelne Spalte angetrieben werden können. Andere Anwendungen können jedoch einzeln angetriebene Sensorelektroden oder verschiedene Gruppierungen von Sensorelektroden umfassen.
  • Wie dargestellt, können die Sensorelektroden 120, die in den Zeilen 1-5 umfasst sind, mit dem Erfassungssignal 430 angetrieben werden, die Sensorelektroden 120 in den Zeilen 7-10 können mit einem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden und die Sensorelektroden 120, die in der Zeile 6 umfasst sind, können mit einem Schutzsignal 435 angetrieben werden. In einigen Ausführungsformen sind das Erfassungssignal 430 und das Schutzsignal 435 gleich, aber die Sensorelektroden 120, die mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden, sind nicht in kapazitiven Messungen umfasst. Die in den Spalten 1-11 umfassten Sensorelektroden 120 können mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden.
  • Ein im Wesentlichen zusammenhängender erster Bereich 705 wird durch eine erste Vielzahl von Sensorelektroden 120 definiert, die mit dem Erfassungssignal 430 oder mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden. Wie dargestellt, umfasst der zusammenhängende erste Bereich 705 die in den Zeilen 1-6 umfassten Sensorelektroden 120 sowie die Sensorelektroden 120 der Spalten 1-11, die von oberhalb der Zeile 1 bis zwischen Zeile 6 und Zeile 7 angeordnet sind.
  • Ein zweiter Bereich 720 ist durch eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden 120 definiert, die mit dem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden. Wie dargestellt, umfasst der zweite Bereich 720 die in den Zeilen 7-10 umfassten Sensorelektroden 120. Der zweite Bereich 720 umfasst ferner die Sensorelektroden 120, die mit dem Schutzsignal 435 angesteuert werden, die in den Spalten 1-11 enthalten sind, die von zwischen Zeile 7 und Zeile 8 bis unterhalb der Zeile 10 angeordnet sind.
  • Innerhalb des ersten Bereichs 705 wird ein Erfassungsbereich 710 durch die Sensorelektroden 120 definiert, die mit dem Erfassungssignal 430 angetrieben werden. Wie dargestellt, erstreckt sich der Erfassungsbereich 710, um die Sensorelektroden 120 der Zeilen 1-5 zu umfassen. Ferner sind die Sensorelektroden 120, die mit dem Erfassungssignal 430 angetrieben werden (ein erster Abschnitt), und die Sensorelektroden 120, die mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden (ein dritter Abschnitt), in einem abwechselnden Muster innerhalb des Erfassungsbereichs 710 angeordnet.
  • Ein Randbereich 715 ist innerhalb des zusammenhängenden ersten Bereichs 705 definiert und angrenzend an den zweiten Bereich 720 angeordnet. Die Sensorelektroden 120, die innerhalb des Randbereichs 715 angeordnet sind, können konfiguriert werden, um den Erfassungsbereich 120 vor den Auswirkungen des auf die Sensorelektroden des zweiten Bereichs 120 angetriebenen Abschwächungssignals 440 zu schützen. In einigen Ausführungsformen kann die Größe des Randbereichs 715 beruhend auf den relativen Größen des Erfassungsbereichs 710 und/oder des zweiten Bereichs 720 und/oder den relativen Amplituden des Erfassungssignals 430 und/oder des Abschwächungssignals 440 bestimmt werden.
  • Anders beschrieben, umfasst in einigen Ausführungsformen, während einer ersten Periode, ein erster Abschnitt einer ersten Vielzahl von Sensorelektroden (d. h. in Definition des Erfassungsbereichs 710) mindestens eine erste Zeile der Vielzahl von Zeilen. Ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Sensorelektroden (d. h. in Definition des Randbereichs 715) umfasst mindestens eine zweite Zeile der Vielzahl von Zeilen. Eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden (d. h. in Definition des zweiten Bereichs 720 angrenzend an den Randbereich 715 definieren) umfasst mindestens eine dritte Zeile der Vielzahl von Zeilen. In einigen Ausführungsformen werden die in der Vielzahl von Spalten umfassten Sensorelektroden während der ersten Periode als Schutzsensorelektroden betrieben. Während einer unterschiedlichen zweiten Periode entsprechen der erste Abschnitt, der zweite Abschnitt und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden unterschiedlichen Spalten der Vielzahl von Spalten. Während der zweiten Periode werden die in der Vielzahl von Zeilen umfassten Sensorelektroden als Schutzsensorelektroden betrieben.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Amplitude des Abschwächungssignals 440 (d. h. M2) beruhend auf der Amplitude des Erfassungssignals 430 (d. h. M1) und den relativen Flächen, die an der ersten Amplitude und der zweiten Amplitude angetrieben werden, bestimmt werden. Beispielsweise kann die Amplitude M2 gemäß der folgenden Beziehung bestimmt werden: M 2 α M 1 ( A M 1 ) A M 2
    Figure DE112017006501T5_0001
    wobei M1 eine Amplitude des Erfassungssignals 430 und des Schutzsignals 435 darstellt, AM1 eine Fläche der an der Amplitude M1 angetriebenen Anordnung 700 darstellt und AM2 eine Fläche der an der Amplitude M2 angetriebenen Anordnung 700 darstellt. Beispielsweise werden, wie in der 7 gezeigt, und unter der Annahme, dass die Zeilen 1-10 und die Spalten 1-11 jeweils entsprechenden 50 % der Sensorfläche entsprechen, etwa 25 % der gesamten Sensorfläche mit dem Erfassungssignal 430 (d. h. Zeilen 1-5) angetrieben und etwa 55 % der gesamten Sensorfläche werden mit dem Schutzsignal 435 (d. h. 50 % für die Spalten 1-11 und 5 % für die Zeile 6) angetrieben, was einer Fläche AM1 von 80 % entspricht. Die restlichen 20 % der gesamten Sensorfläche werden mit dem Abschwächungssignal 440 angetrieben, was einer Fläche AM2 von 20 % entspricht. Somit kann gemäß der Gleichung (1) M2 ausgewählt werden als (80 % / 20 %) von M1 oder (4 * M1). Demzufolge resultiert das Antreiben der Sensorelektroden 120 der Anordnung 700 mit den Amplituden M1, M2 in im Wesentlichen gleichen und entgegengesetzten EM-Emissionen in einem bestimmten Abstand von der Vielzahl der Sensorelektroden 120.
  • Somit kann das Antreiben der Sensorelektroden der Anordnung 700 in der dargestellten Weise geeignet sein, eine erste kapazitive Messung, die die Zeilen 1-5 umfasst und der Hälfte einer ersten (vertikalen) Erfassungsachse entspricht, während einer ersten Zeitspanne zu erhalten. Während einer zweiten Zeitspanne kann eine zweite kapazitive Messung erhalten werden, die der anderen Hälfte der ersten Erfassungsachse entspricht. In einem derartigen Fall können die Sensorelektroden 120 der Zeilen 6-10 mit dem Erfassungssignal 430 angetrieben werden, die Zeile 5 kann mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden und die Zeilen 1-4 können mit dem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden. Die Sensorelektroden der Spalten 1-11 können mit dem Schutzsignal 435 weiter angetrieben werden. Während anderer Perioden können kapazitive Messungen für eine zweite (horizontale) Erfassungsachse erhalten werden, z. B. durch Antreiben eines ersten Abschnitts der in den Spalten 1-11 umfassten Sensorelektroden 120 mit dem Abtastsignal 430, eines zweiten Abschnitts mit dem Schutzsignal 435 und eines dritten Abschnitts mit dem Abschwächungssignal 440. Die in den Zeilen 1-10 umfassten Sensorelektroden 120 können mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden.
  • Bei der Bestimmung der Amplitude M2 können ein oder mehrere andere Faktoren berücksichtigt werden. Der eine oder die mehreren anderen Faktoren können einheitlich auf die Sensorfläche (oder „symmetrisch“) und/oder für verschiedene Abschnitte der Sensorfläche unterschiedlich (oder „asymmetrisch“) angewendet werden. In einigen Ausführungsformen und beruhend auf dem einen oder den mehreren anderen Faktoren wird die Abschwächung während einer ersten Zeitspanne durch Antreiben einer ersten Anzahl von Sensorelektroden mit dem Abschwächungssignal 440 mit einer ersten Amplitude durchgeführt und wird die Abschwächung während einer zweiten Zeitspanne unter Verwendung einer anderen, zweiten Anzahl von Sensorelektroden und/oder einer anderen, zweiten Amplitude des Abschwächungssignals 440 durchgeführt. Ein nicht einschränkendes Beispiel für den einen oder die mehreren anderen Faktoren, die die Amplitude M2 beeinflussen können, sind EM-Emissionen von Leitelektroden, die mit den Sensorelektroden 120 gekoppelt sind. Beruhend auf der Anordnung der Leitelektroden relativ zur Sensorfläche kann der Faktor asymmetrisch angewendet werden. Andere nicht einschränkende Beispiele für den einen oder die mehreren anderen Faktoren umfassen die RC-Zeitkonstanten der mit den verschiedenen Signalen angetriebenen Sensorelektroden, die Polarisation der verschiedenen Signale und so weiter.
  • Die 8 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Anordnung 800 von Sensorelektroden zur Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellt. Sensorelektroden, die in der Anordnung 800 dargestellt sind, können in Verbindung mit anderen Ausführungsformen betrieben werden, wie beispielsweise unter Verwendung des Verarbeitungssystems der Anordnung 400 der 4 und/oder dem Verfahren 500 der 5.
  • Wie dargestellt, ist die Vielzahl der in der Anordnung 800 dargestellten Sensorelektroden in einem sich wiederholenden Gittermuster angeordnet, das eine Vielzahl von sechs (6) Zeilen und eine Vielzahl von acht (8) Spalten definiert, obwohl auch andere Größen möglich sind. Jede der Sensorelektroden in der Anordnung 800 ist in einer bestimmten Zeile und einer bestimmten Spalte umfasst. Ferner ist jede der in der Anordnung 800 dargestellten Sensorelektroden zumindest teilweise von einer Gitterelektrode, wie beispielsweise den Gitterelektroden 805-1A, 805-1B, umgeben. Wie dargestellt, umgibt jede Gitterelektrode vier Sensorelektroden, obwohl andere Anzahlen von Sensorelektroden möglich sind. Ferner sind die Gitterelektroden in einem sich wiederholenden Gittermuster angeordnet. Wie dargestellt, sind die Gitterelektroden 805-1A, 805-1B in der Zeile 1 angeordnet, die Gitterelektrode 805-1A ist in der GitterSpalte A und die Gitterelektrode 805-1B ist in der GitterSpalte B angeordnet.
  • In einigen Ausführungsformen ist jede Sensorelektrode der Anordnung 800, die in einer bestimmten Zeile umfasst ist, elektrisch verbunden, sodass gewünschte Signale während des Betriebs auf jede einzelne Zeile angetrieben werden können. Andere Anwendungen können jedoch einzeln angetriebene Sensorelektroden oder in verschiedenen Gruppierungen von Sensorelektroden umfassen. Beispielsweise kann jede Gruppe von vier (4) Sensorelektroden, die von einer bestimmten Gitterelektrode umgeben sind, elektrisch verbunden und miteinander angetrieben werden.
  • Wie dargestellt, werden die Sensorelektroden 120, die in den Zeilen 1-3 umfasst sind, mit dem Erfassungssignal 430 angetrieben, die Sensorelektroden 120 in den Zeilen 5, 6 werden mit einem Abschwächungssignal 440 angetrieben und die Sensorelektroden 120 in der Zeile 4 werden mit einem Schutzsignal 435 angetrieben. In einigen Ausführungsformen sind das Erfassungssignal 430 und das Schutzsignal 435 gleich, aber die Sensorelektroden 120, die mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden, sind in kapazitiven Messungen nicht umfasst. Jede der Gitterelektroden kann mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden, obwohl in anderen Ausführungsformen eine oder mehrere Gitterelektroden mit einem anderen Signal angetrieben werden können. Beispielsweise können die in den Zeilen 5, 6 umfassten Gitterelektroden (die die mit dem Abschwächungssignal 440 angetriebenen Sensorelektroden 120 umgeben) außerdem mit dem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden.
  • Der zusammenhängende erste Bereich 705 wird durch eine erste Vielzahl von Sensorelektroden 120 definiert, die mit dem Erfassungssignal 430 oder mit dem Schutzsignal 435 angetrieben werden. Wie dargestellt, umfasst der zusammenhängende erste Bereich 705 die Sensorelektroden 120 und die in den Zeilen 1-4 umfassten Gitterelektroden.
  • Der zweite Bereich 720 wird durch eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden 120 definiert, die mit dem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden. Wie dargestellt, umfasst der zweite Bereich 720 die in den Zeilen 5, 6 umfassten Sensorelektroden 120. In einigen Ausführungsformen kann der zweite Bereich 720 ferner Gitterelektroden umfassen, die mit dem Abschwächungssignal 440 angetrieben werden.
  • Der Erfassungsbereich 710 wird durch die Sensorelektroden 120 definiert, die mit dem Erfassungssignal 430 angetrieben werden. Wie dargestellt, erstreckt sich der Erfassungsbereich 710, um die Sensorelektroden 120 der Zeilen 1-3 zu umfassen. Ein Randbereich 715 wird innerhalb des zusammenhängenden ersten Bereichs 705 definiert und angrenzend an den zweiten Bereich 720 angeordnet. Die innerhalb des Randbereichs 715 angeordneten Sensorelektroden 120 sind im Allgemeinen konfiguriert, um den Erfassungsbereich 120 vor den Auswirkungen des auf die Sensorelektroden des zweiten Bereichs 120 angetriebenen Abschwächungssignals 440 zu schützen. In einigen Ausführungsformen kann die Größe des Randbereichs 715 beruhend auf den relativen Größen des Erfassungsbereichs 710 und/oder des zweiten Bereichs 720 und/oder den relativen Amplituden des Erfassungssignals 430 und/oder des Abschwächungssignals 440 bestimmt werden. Wenn die Gitterelektroden (wie z. B. die Gitterelektroden 805-1A, 805-1B) groß genug sind, ist in einigen alternativen Ausführungsformen möglicherweise kein separater Randbereich 715 erforderlich, um die Sensorelektroden des Erfassungsbereichs 710 angemessen zu schützen.
  • Somit kann das Antreiben der Sensorelektroden der Anordnung 800 in der dargestellten Weise geeignet sein, um eine erste kapazitive Messung zu erhalten, umfassend die Sensorelektroden 120 der Zeilen 1-3 und entsprechend der Hälfte einer ersten (vertikalen) Erfassungsachse während einer ersten Zeitspanne. In Übereinstimmung mit der obigen Diskussion können zusätzliche kapazitive Messungen entlang der ersten Erfassungsachse und/oder einer zweiten (horizontalen) Erfassungsachse in anderen Zeitspannen erhalten werden.
  • Die 9 ist ein Diagramm 900, das eine beispielhafte Scan-Sequenz während der Durchführung einer aktiven Reduzierung elektromagnetischer Emissionen gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen darstellt. Die Scan-Sequenz kann in Verbindung mit anderen Ausführungsformen durchgeführt werden, wie beispielsweise die Verwendung der in den 7 und 8 dargestellten Anordnungen 700, 800 von Sensorelektroden. In der im Diagramm 900 dargestellten Scan-Sequenz erfolgt das Erfassen entlang einer ersten (vertikalen) Erfassungsachse zwischen den Zeiten 905-1 und 905-3 und entlang einer zweiten (horizontalen) Erfassungsachse zwischen den Zeiten 905-4 und 905-6.
  • Zum Zeitpunkt 905-1 umfasst der Erfassungsbereich 710 einen obersten Abschnitt der ersten Erfassungsachse. Der Erfassungsbereich 710 ist vom zweiten Bereich 720 (d. h. wird mit dem Abschwächungssignal angetrieben) durch den Randbereich 715 getrennt. Zum Zeitpunkt 905-2 werden kapazitive Messungen von zwei separaten Erfassungsbereichen 710-1, 710-2 erhalten und der zweite Bereich 720 befindet sich teilweise entlang der ersten Erfassungsachse. In diesem Fall trennt ein erster Randbereich 715-1 den zweiten Bereich 720 vom Erfassungsbereich 710-1 und ein zweiter Randbereich 715-2 trennt den zweiten Bereich 720 vom Erfassungsbereich 710-2. Zum Zeitpunkt 905-3 umfasst der Erfassungsbereich 710 einen untersten Abschnitt der ersten Erfassungsachse.
  • Zum Zeitpunkt 905-4 umfasst der Erfassungsbereich 710 einen ganz rechten Abschnitt der zweiten Erfassungsachse. Der Erfassungsbereich 710 ist vom zweiten Bereich 720 durch den Randbereich 715 getrennt. Zum Zeitpunkt 905-5 werden kapazitive Messungen von zwei separaten Erfassungsbereichen 710-1, 710-2 erhalten und der zweite Bereich 720 befindet sich teilweise entlang der zweiten Erfassungsachse. In diesem Fall trennt ein erster Randbereich 715-1 den zweiten Bereich 720 vom Erfassungsbereich 710-1 und ein zweiter Randbereich 715-2 trennt den zweiten Bereich 720 vom Erfassungsbereich 710-2. Zum Zeitpunkt 905-6 umfasst der Abtastbereich 710 einen ganz linken Abschnitt der zweiten Erfassungsachse.
  • Die 10 ist ein Diagramm, das die beispielhaften Anordnungen 1000, 1050 mit einem Abschwächungsbereich veranschaulicht, der gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsformen zumindest teilweise einen Erfassungsbereich umgibt. Die Scan-Sequenz kann in Verbindung mit anderen Ausführungsformen durchgeführt werden, wie beispielsweise unter Verwendung der Anordnungen 700, 800 der Sensorelektroden, die in der 7 und 8 dargestellt sind.
  • In der Anordnung 1000 ist der Erfassungsbereich 710 teilweise von Abschwächungsbereich(en) umgeben. Genauer gesagt, ist der Erfassungsbereich 710 zwischen einem ersten Abschwächungsbereich (dargestellt als zweiter Bereich 720-1) und einem zweiten Abschwächungsbereich (dargestellt als zweiter Bereich 720-2) angeordnet. In diesem Fall trennt ein erster Randbereich 715-1 den zweiten Bereich 720-1 vom Erfassungsbereich 710 und ein zweiter Randbereich 715-2 trennt den zweiten Bereich 720-2 vom Erfassungsbereich 710. In der Anordnung 1050 ist der Erfassungsbereich 710 vollständig vom Abschwächungsbereich (d. h. dem zweiten Bereich 720) umgeben. In diesem Fall umgibt ein Randbereich 715 außerdem den Erfassungsbereich 710.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Erfassungsbereich 710 der Anordnungen 1000, 1050 eine relativ statische Positionierung aufweisen. Die Anordnungen 1000, 1050 können insofern von Vorteil sein, als dass kapazitive Messungen für den gesamten Erfassungsbereich 710 (z. B. in einer oder mehreren Erfassungsachsen) innerhalb einer einzigen Zeitspanne erhalten werden können, während der/die Abschwächungsbereich(e) die EM-Emissionen, die durch das Antreiben der Sensorelektroden des Erfassungsbereichs 710 produziert werden, abschwächen können. In einigen Fällen, wie beispielsweise in den Anordnungen 1000, 1050, können sich der/die Abschwächungsbereich(e) und der/die Randbereich(e) entlang einer längsten Abmessung des Erfassungsbereichs 710 erstrecken. In einigen Fällen, wie beispielsweise in der Anordnung 1050, können der/die Abschwächungsbereich(e) und/oder der/die Randbereich(e) eine größere Stärke entlang einer längsten Abmessung des Erfassungsbereichs 710 und eine geringere Stärke entlang einer anderen Abmessung des Erfassungsbereichs 710 aufweisen.
  • Die hierin beschriebenen Merkmale können in geeigneten alternativen Formen verkörpert werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Abschwächungssignale für einen softwaredefinierten 1D-Schieberegler und/oder Gruppen von softwaredefinierten 2D-Schaltflächen angetrieben werden. Im Fall von 2D-Schaltflächen kann ein Verarbeitungssystem bei ausreichendem Abstand zwischen den 2D-Schaltflächen kapazitive Messungen, die einem Satz von 2D-Schaltflächen entsprechen, durch Antreiben einer Erfassungswellenform durchführen, und sie können gleichzeitig einen anderen Satz von 2D-Schaltflächen (mit etwa gleicher Fläche) durch das Antreiben einer inversen Wellenform messen. In einem weiteren nicht einschränkenden Beispiel, kann ein System, das mehrere berührungsempfindliche Flächen definiert, inverse Wellenformen mit geeigneten Amplituden verwendet werden, um eine Nettoaufhebung über die Summe der Erfassungsflächen hinweg zu erreichen.
  • Somit wurden die hierin dargelegten Ausführungsformen und Beispiele präsentiert, um die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Technologie und ihrer besonderen Anwendung am besten zu erläutern und es dadurch Fachpersonen zu ermöglichen, die Offenbarung herzustellen und zu verwenden. Eine Fachperson wird jedoch erkennen, dass die vorgenannte Beschreibung und die vorgenannten Beispiele nur zum Zweck der Veranschaulichung und als Beispiel dargestellt wurden. Die dargestellte Beschreibung soll nicht erschöpfend sein oder die Offenbarung auf die genaue offenbarte Form beschränken.
  • In Anbetracht der obigen Ausführungen wird der Geltungsrahmen der vorliegenden Offenbarung durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt.

Claims (20)

  1. Eingabevorrichtung, umfassend: eine erste Vielzahl von Sensorelektroden, die einen ersten Bereich definieren, wobei ein erster Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen Erfassungsbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert und wobei ein zweiter Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen Randbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert; eine Vielzahl von Abschwächungselektroden, die einen zweiten Bereich definieren, der an den Randbereich angrenzt; und ein Verarbeitungssystem, das zu Folgendem konfiguriert ist: Antreiben, während des Antreibens der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mit einem ersten Signal, der Vielzahl von Abschwächungselektroden mit einem zweiten Signal, das eine entgegengesetzte Polarität zu dem ersten Signal aufweist, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben; und Erhalten von kapazitiven Messungen mit dem ersten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden als Reaktion auf das Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mit dem ersten Signal.
  2. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Signal eine Amplitude aufweist, die ausgewählt ist, um eine gewünschte Abschwächung elektromagnetischer Emissionen bereitzustellen.
  3. Eingabevorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste Bereich einer ersten Fläche und der zweite Bereich einer zweiten Fläche entspricht, die kleiner als die erste Fläche ist, und wobei die Amplitude größer als eine Amplitude des ersten Signals ist.
  4. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Erfassungsbereich einen dritten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden umfasst, und wobei die Sensorelektroden des dritten Abschnitts konfiguriert sind, um als Schutzsensorelektroden für Sensorelektroden des ersten Abschnitts zu arbeiten.
  5. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Abschwächungselektroden eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden umfasst.
  6. Eingabevorrichtung nach Anspruch 5, wobei die erste Vielzahl von Sensorelektroden in einem sich wiederholenden Gittermuster angeordnet ist, das eine Vielzahl von Zeilen und eine Vielzahl von Spalten definiert, und wobei während einer ersten Zeitspanne: der erste Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine erste Zeile der Vielzahl von Zeilen umfasst, der zweite Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine zweite Zeile der Vielzahl von Zeilen umfasst, und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine dritte Zeile der Vielzahl von Zeilen umfasst
  7. Eingabevorrichtung nach Anspruch 6, wobei sich Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Zeilen umfasst sind, von Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Spalten umfasst sind, unterscheiden, und wobei während der ersten Zeitspanne: die Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Spalten umfasst sind, konfiguriert sind, um als Schutzsensorelektroden zu arbeiten.
  8. Eingabevorrichtung nach Anspruch 6, wobei während einer anderen zweiten Zeitspanne: der erste Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine erste Spalte der Vielzahl von Spalten umfasst, der zweite Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine zweite Spalte der Vielzahl von Spalten umfasst, und die zweite Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine dritte Spalte der Vielzahl von Spalten umfasst.
  9. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine von (i) einer ersten Anzahl von Sensorelektroden, die in dem zweiten Abschnitt umfasst sind, und (ii) einer zweiten Anzahl der Vielzahl von Abschwächungselektroden ausgewählt ist, um die gewünschte Abschwächung elektromagnetischer Emissionen bereitzustellen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben.
  10. Eingabevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die kapazitive Messung absolute kapazitive Erfassungsmessungen für die Sensorelektroden des ersten Abschnitts umfasst.
  11. Verarbeitungssystem, umfassend: Sensorschaltung zum Betreiben einer Vielzahl von Elektroden, wobei die Sensorschaltung zu Folgendem konfiguriert ist: Antreiben einer ersten Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden innerhalb einer ersten Zeitspanne mit einem ersten Signal, wobei die erste Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Bereich definiert, wobei ein erster Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Erfassungsbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert, und wobei ein zweiter Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Randbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert; Antreiben, während des Antreibens der ersten Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der ersten Zeitspann, einer Vielzahl von Abschwächungselektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem zweiten Signal, das eine entgegengesetzte Polarität zu dem ersten Signal aufweist, wobei die Vielzahl von Abschwächungselektroden einen zweiten Bereich definiert, der an den ersten Randbereich angrenzt, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben; und Erhalten von ersten kapazitiven Messungen mit dem ersten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der ersten Zeitspanne und als Reaktion auf das Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden.
  12. Verarbeitungssystem nach Anspruch 11, wobei während der ersten Zeitspanne die Vielzahl von Abschwächungselektroden eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden umfasst, wobei die Sensorschaltung ferner konfiguriert zu Folgendem konfiguriert ist: Antreiben einer dritten Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem dritten Signal innerhalb einer unterschiedlichen zweiten Zeitspanne, wobei die dritte Vielzahl von Sensorelektroden einen dritten Bereich definiert, der sich vom ersten Bereich unterscheidet, wobei ein dritter Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden einen zweiten Erfassungsbereich innerhalb des dritten Bereichs definiert, und wobei ein vierter Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden einen zweiten Randbereich innerhalb des dritten Bereichs definiert; Antreiben, während des Antreibens der dritten Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der zweiten Zeitspanne, einer vierten Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem vierten Signal, das eine entgegengesetzte Polarität zum dritten Signal aufweist, wobei die vierte Vielzahl von Sensorelektroden einen vierten Bereich definiert, der an den zweiten Randbereich angrenzt, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der dritten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben; und Erhalten von zweiten kapazitiven Messungen mit dem dritten Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der zweiten Zeitspanne und als Reaktion auf das Antreiben der dritten Vielzahl von Sensorelektroden.
  13. Verarbeitungssystem nach Anspruch 12, wobei der erste Erfassungsbereich einer ersten Erfassungsachse entspricht und wobei der zweite Erfassungsbereich der ersten Erfassungsachse oder einer zweiten Erfassungsachse im Wesentlichen orthogonal zur ersten Erfassungsachse entspricht.
  14. Verarbeitungssystem nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Elektroden in einem sich wiederholenden Gittermuster angeordnet ist, das eine Vielzahl von Zeilen und eine Vielzahl von Spalten definiert, wobei der erste Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine erste Zeile der Vielzahl von Zeilen umfasst, wobei der zweite Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden mindestens eine zweite Zeile der Vielzahl von Zeilen umfasst, und wobei die Vielzahl von Abschwächungselektroden mindestens eine dritte Zeile der Vielzahl von Zeilen umfasst.
  15. Verarbeitungssystem nach Anspruch 14, wobei sich Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Zeilen umfasst sind, von Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Spalten umfasst sind, unterscheiden, und wobei innerhalb der ersten Zeitspanne Sensorelektroden, die in der Vielzahl von Spalten umfasst sind, konfiguriert sind, um als Schutzsensorelektroden betrieben zu werden.
  16. Verarbeitungssystem nach Anspruch 11, wobei die Sensorschaltung ferner konfiguriert ist, um mindestens eine von (i) einer ersten Anzahl von Sensorelektroden, die in dem zweiten Abschnitt umfasst sind, (ii) einer zweiten Anzahl der Vielzahl von Abschwächungselektroden und (iii) einer Amplitude des zweiten Signals auszuwählen, um eine gewünschte Abschwächung der elektromagnetischen Emissionen bereitzustellen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben.
  17. Verfahren des Betreibens einer Vielzahl von Elektroden, das Verfahren umfassend: Antreiben innerhalb einer ersten Zeitspanne einer ersten Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem ersten Signal, wobei die erste Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Bereich definiert, wobei ein erster Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Erfassungsbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert, und wobei ein zweiter Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden einen ersten Randbereich innerhalb des ersten Bereichs definiert; Antreiben, während des Antreibens der ersten Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der ersten Zeitspanne, einer Vielzahl von Abschwächungselektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem zweiten Signal mit einer entgegengesetzten Polarität zum ersten Signal, wobei die Vielzahl von Abschwächungselektroden einen zweiten Bereich definiert, der an den ersten Randbereich angrenzt, um elektromagnetische Emissionen abzuschwächen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben; und Erhalten, als Reaktion auf das Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden, erster kapazitiver Messungen mit dem ersten Abschnitt der ersten Vielzahl von Sensorelektroden.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei während der ersten Zeitspanne die Vielzahl der Abschwächungselektroden eine zweite Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden umfasst, wobei das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Antreiben einer dritten Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem dritten Signal innerhalb einer unterschiedlichen zweiten Zeitspanne, wobei die dritte Vielzahl von Sensorelektroden einen dritten Bereich definiert, der sich von dem ersten Bereich unterscheidet, wobei ein dritter Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden einen zweiten Erfassungsbereich innerhalb des dritten Bereichs definiert, und wobei ein vierter Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden einen zweiten Randbereich innerhalb des dritten Bereichs definiert; Antreiben, während des Antreibens der dritten Vielzahl von Sensorelektroden innerhalb der zweiten Zeitspanne, einer vierten Vielzahl von Sensorelektroden der Vielzahl von Elektroden mit einem vierten Signal mit einer entgegengesetzten Polarität zum dritten Signal, wobei die vierte Vielzahl von Sensorelektroden einen vierten Bereich definiert, der an den zweiten Randbereich angrenzt, wobei das Antreiben der vierten Vielzahl von Sensorelektroden eine gewünschte Abschwächung der elektromagnetischen Emissionen bewirkt, die sich aus dem Antreiben der dritten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben; und Erhalten, als Reaktion auf das Antreiben der dritten Vielzahl von Sensorelektroden, von zweiten kapazitiven Messungen mit dem dritten Abschnitt der dritten Vielzahl von Sensorelektroden.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der erste Erfassungsbereich einer ersten Erfassungsachse entspricht und wobei der zweite Erfassungsbereich der ersten Erfassungsachse oder einer zweiten Erfassungsachse im Wesentlichen orthogonal zur ersten Erfassungsachse entspricht.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend: Auswählen mindestens einer von (i) einer ersten Anzahl von Sensorelektroden, die in dem zweiten Abschnitt umfasst sind, (ii) einer zweiten Anzahl der Vielzahl von Abschwächungselektroden und (iii) einer Amplitude des zweiten Signals, um die gewünschte Abschwächung der elektromagnetischen Emissionen bereitzustellen, die sich aus dem Antreiben der ersten Vielzahl von Sensorelektroden ergeben.
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