DE112018002609T5

DE112018002609T5 - Technik zum aufheben unerwünschter kapazitiver effekte in einer kapazitiven berührungsschnittstelle sowie verwandte systeme, verfahren und vorrichtungen

Info

Publication number: DE112018002609T5
Application number: DE112018002609.4T
Authority: DE
Inventors: Anders Vinje
Original assignee: Microchip Technology Inc
Current assignee: Microchip Technology Inc
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2020-02-20
Also published as: US20230010436A1; CN110663115B; TW201901398A; WO2018213784A4; CN110663115A; US11893175B2; WO2018213784A3; WO2018213784A2

Abstract

Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zum Aufheben gegenkapazitiver Effekte in einer kapazitiven Berührungsschnittstelle und insbesondere zum Implementieren einer angesteuerten Abschirmung unter Verwendung einer Schiene-zu-Schiene-Spannung.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen unter 35 U.S.C. § 119(e) der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/508,848, eingereicht am Freitag, 19. Mai 2017, deren Inhalt und Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zum Aufheben gegenkapazitiver Effekte in einer kapazitiven Berührungsschnittstelle und insbesondere zum Implementieren einer angesteuerten Abschirmung unter Verwendung einer Schiene-zu-Schiene-Spannung.
STAND DER TECHNIK
Berührungsschnittstellen können kapazitive Näherungssensoren einbeziehen, um ein Objekt zu erkennen, das sich in unmittelbarer Nähe der berührungsempfindlichen Oberfläche der Schnittstelle befindet oder diese berührt. Touchpads, die mit Personal-Computern verwendet werden, einschließlich Laptops und Tastaturen für Tablets, schließen häufig Berührungsoberflächen ein. Ein Bildschirm kann Berührungsschnittstellen integrieren und zum Beispiel mit tragbaren Mediaplayern, Fernsehgeräten, Smartphones, Tablet-Computern, Personal-Computern, Uhren verwendet werden, und andere Verbraucherprodukten können Touchscreens einbeziehen. Ferner können Bedienfelder für Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte (z. B. Öfen, Kühlschränke, Waschmaschinen usw.), Sicherheitssysteme, Geldautomaten (ATMs) und Heizungssteuerungssysteme einbeziehen. Dies sind nur einige nicht einschränkende Beispiele.
Wasser oder andere Flüssigkeiten auf einer berührungsempfindlichen Oberfläche können beim Betrieb eines kapazitiven Näherungssensors zu unerwünschten kapazitiven Effekten führen. Eine angesteuerte Abschirmung kann diese unerwünschten Effekte im kapazitiven Näherungssensor verringern oder beseitigen. Eine typische angesteuerte Abschirmtechnik besteht darin, einen Puffer zu integrieren, um die Erfassungselektroden- und Ansteuerelektrodenspannungen für alle anderen Elektroden oder eine Teilmenge benachbarter Elektroden kontinuierlich zu verfolgen. Ein Effekt dieser Technik besteht darin, dass die Gegenkapazität zwischen einer aktiven/gemessenen Erfassungselektrode und den verfolgten Elektroden idealerweise keinen oder einen unwesentlichen Ladungsbeitrag zu einer kapazitiven Messsequenz aufweist und für die Messung „unsichtbar“ ist.
OFFENBARUNG
Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf eine kapazitive Berührungsschaltlogik. Die kapazitive Berührungsschaltlogik schließt eine Schnittstellenschaltlogik und eine angesteuerte Abschirmschaltlogik ein. Die angesteuerte Abschirmschaltlogik ist betriebsmäßig mit der Schnittstellenschaltlogik gekoppelt und konfiguriert, um eine Abschirmspannung von einer ersten Spannungsschiene während einer Anzahl von Messzyklen zu einer zweiten Spannungsschiene nach der Anzahl von Messungen zu variieren
Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Bereitstellen einer angesteuerten Abschirmung. Das Verfahren kann das Durchführen einer Anzahl von Messungen an einer erfassten Leitung über eine Anzahl von Messzyklen einschließen, wobei die Messung auf eine Spannungsänderung an dieser erfassten Leitung anspricht; und Variieren einer Spannung, die an mindestens eine nicht erfasste Leitung angelegt wird, über die Anzahl von Messzyklen, wobei sich eine Spannungsänderung an der mindestens einen nicht erfassten Leitung von der Spannungsänderung an der erfassten Leitung unterscheidet.
Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf eine kapazitive Berührungsschaltlogik. Die kapazitive Berührungsschaltlogik kann eine Elektrodenschaltlogik, eine angesteuerte Abschirmschaltlogik und eine Eigenkapazitätserfassungsschaltlogik einschließen. Die angesteuerte Abschirmschaltlogik ist konfiguriert, um eine oder mehrere inaktive Elektroden der Elektrodenschaltlogik zwischen zwei Referenzspannungsschienen anzusteuern, um gegenkapazitive Effekte an einer aktiven Erfassungselektrode zu induzieren. Die Eigenkapazitätserfassungsschaltlogik ist betriebsmäßig mit der aktiven Erfassungselektrode gekoppelt und konfiguriert, um ein oder mehrere messbare Signale bereitzustellen, die die induzierten gegenkapazitiven Effekte anzeigen.
Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf ein Verfahren zum Durchführen einer kapazitiven Erfassung an einem Berührungssensor. Das Verfahren schließt ein: Ansteuern einer ersten Spannungsschiene an ersten inaktiven Erfassungsleitungen und ersten inaktiven Ansteuerleitungen während einer vorbestimmten Anzahl von Messphasen eines ersten Messzyklus; Messen einer aktiven Erfassungsleitung während des ersten Messzyklus; Ansteuern einer ersten Spannungsänderung an einer zweiten Spannungsschiene an den ersten inaktiven Erfassungsleitungen und den ersten inaktiven Ansteuerleitungen vor einem nachfolgenden Messzyklus; und Messen der aktiven Erfassungsleitung, während die zweite Spannungsschiene angesteuert wird und während einer letzten Messphase des ersten Messzyklus.
Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich im Allgemeinen auf ein Mikrocontroller-Paket. Das Mikrocontroller-Paket schließt eine Anzahl von programmierbaren Eingangs-/Ausgangs-Pins (E/A-Pins), eine Erfassungsschaltlogik und einen Berührungscontroller ein. Die Erfassungsschaltlogik ist konfiguriert, um ein oder mehrere messbare Signale bereitzustellen, die Spannungsänderungen an einem oder mehreren der Anzahl von programmierbaren E/A-Pins anzeigen. Der Berührungscontroller ist konfiguriert, um während einer Anzahl von Messzyklen eine angesteuerte Abschirmspannung bereitzustellen durch: Halten von einem oder mehreren programmierbaren E/A-Pins, die inaktiven Ansteuerelektroden und inaktiven Erfassungselektroden zugeordnet sind, an eine erste Spannungsschiene während eines ersten Messzyklus; und Ansteuern des einen oder der mehreren programmierbaren E/A-Pins, die inaktiven Ansteuerelektroden und inaktiven Erfassungselektroden zugeordnet sind, an eine zweite Spannungsschiene während eines letzten Messzyklus.
Figurenliste
Der Zweck und Vorteile der verschiedenen Ausführungsformen der Offenbarung werden einem Durchschnittsfachmann aus der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den folgenden beigefügten Figuren ersichtlich:

1A zeigt ein Diagramm für eine herkömmliche angesteuerte Abschirmung und eine entsprechende Schaltung.
1B zeigt eine angesteuerte Abschirmung, die durch kontinuierlich verfolgte Spannungen herkömmlicher angesteuerter Abschirmungen, wie beispielsweise der angesteuerten Abschirmung von 1A, gekennzeichnet ist.
2 zeigt einen Messakquisitionszyklus gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
3 zeigt ein Diagramm für eine Implementierung einer angesteuerten Abschirmung und eine entsprechende Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
Die 4A und 4B zeigen ein Diagramm für eine Implementierung einer angesteuerten Abschirmung und eine entsprechende Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
5 zeigt einen peripheren Berührungscontroller, der konfiguriert ist, um eine angesteuerte Schiene-zu-Schiene-Abschirmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu implementieren.
6 zeigt eine angesteuerte Abschirmsequenz während eines Messakquisitionszyklus gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 zeigt ein Flussdiagramm einer gepulsten angesteuerten Schiene-zu-Schiene-Abschirmsequenz, die mindestens teilweise an einem Ein-/Ausgang eines Mikrocontrollers implementiert ist, um Gegenkapazitätseffekte aufzuheben, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
Die 8A und 8B veranschaulichen Ergebnisse eines Systems zur Unterdrückung von Gegenkapazitäten, das eine angesteuerte Abschirmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung implementiert.

ART(EN) DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die hierin dargestellten Darstellungen sind nicht als tatsächliche Ansichten eines bestimmten Vorgangs in einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, eines Zwischenprodukts eines solchen Verfahrens, einer Halbleitervorrichtung oder einer Komponente davon zu verstehen, sondern sind lediglich idealisierte Darstellungen, die zur Beschreibung veranschaulichender Ausführungsformen der vorliegende Offenbarung verwendet werden. Daher sind die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu.
Hierin beschriebene Informationen und Signale können unter Verwendung verschiedener unterschiedlicher Technologien und Techniken dargestellt werden. Zum Beispiel können Daten, Anweisungen, Befehle, Informationen, Signale, Bits, Symbole und Chips, auf die in der Beschreibung Bezug genommen werden kann, durch Spannungen, Ströme, elektromagnetische Wellen, Magnetfelder oder -partikel, optische Felder oder Partikel oder eine beliebige Kombination davon dargestellt werden. Einige Zeichnungen können Signale zur Übersichtlichkeit der Darstellung und Beschreibung als ein einzelnes Signal veranschaulichen. Es sollte für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich sein, dass das Signal einen Bus von Signalen darstellen kann, wobei der Bus eine Vielfalt von Bitbreiten aufweisen kann und die Offenbarung auf einer beliebigen Anzahl von Datensignalen, einschließlich eines einzelnen Datensignals, implementiert werden kann.
Es versteht sich, dass jede Bezugnahme auf ein Element in diesem Dokument unter Verwendung einer Bezeichnung wie „erste/r/s“, „zweite/r/s“ usw. die Menge oder Reihenfolge dieser Elemente nicht einschränkt, es sei denn, eine solche Einschränkung wird ausdrücklich angegeben. Vielmehr werden diese Bezeichnungen hierin als ein zweckmäßiges Verfahren zum Unterscheiden zwischen zwei oder mehr Elementen oder Instanzen eines Elements verwendet. Ein Verweis auf ein erstes und zweites Element bedeutet also nicht, dass nur zwei Elemente eingesetzt werden dürfen oder dass das erste Element dem zweiten Element in irgendeiner Weise vorhergehen muss. Ebenso kann ein Satz von Elementen, sofern nicht anders angegeben, ein oder mehrere Elemente umfassen. Ebenso können manchmal Elemente, auf die in der Singularform Bezug genommen wird, auch eine oder mehrere Instanzen des Elements einschließen.
Die folgende Beschreibung kann Beispiele einschließen, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die offenbarten Ausführungsformen auszuführen. Die Verwendung der Begriffe „beispielhaft“, „als Beispiel“, „zum Beispiel“ bedeutet, dass die zugehörige Beschreibung erläuternd und ist, und während der Schutzumfang der Offenbarung die Beispiele und ihre rechtlichen Entsprechungen umschließen soll, ist die Verwendung solcher Begriffe nicht dazu bestimmt, den Schutzumfang einer Ausführungsform oder dieser Offenbarung auf die spezifizierten Komponenten, Schritte, Merkmale, Funktionen oder dergleichen zu beschränken.
Wie für die Zwecke der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen verstanden wird, kann ein Kontaktsensor auf den Kontakt eines Objekts (z. B. eines Fingers oder Stifts) mit einem kontaktsensitiven Bereich des Kontaktsensors oder die Nähe des Objekts zu diesem reagieren. In dieser Offenbarung kann „Kontakt“ und „Berührung“ sowohl den physischen Kontakt eines Objekts mit einem kontaktsensitiven Bereich als auch die Anwesenheit eines Objekts in der Nähe eines kontaktsensitiven Bereichs ohne physischen Kontakt bedeuten.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Techniken zum Aufheben unerwünschter kapazitiver Effekte in einer kapazitiven Berührungsschnittstelle. Insbesondere beziehen sich einige hierin beschriebene Ausführungsformen auf das Aufheben unerwünschter gegenkapazitiver Effekte in der Ansteuer- und Erfassungselektrodenschaltlogik. Somit können für eine eigenkapazitive Erfassungskonfiguration die Eigenkapazitätsmessungen von gegenseitigen kapazitiven Effekten isoliert werden. In einigen Ausführungsformen kann die einzige Form der kapazitiven Erfassung eine selbstkapazitive Erfassung sein. In anderen Ausführungsformen kann die eigenkapazitive Erfassung zusätzlich zur gegenkapazitiven Erfassung erfolgen, um beispielsweise eine gegenkapazitive Messung zu bestätigen, die ein Berührungsereignis anzeigt.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Berührungsbildschirme, die Techniken zum Aufheben unerwünschter kapazitiver Effekte zur Feuchtigkeitsunterdrückung implementieren. Unerwünschte kapazitive Effekte können durch Feuchtigkeit auf einer berührungsempfindlichen Oberfläche eines Berührungsbildschirms hervorgerufen werden. Somit stellen einige Ausführungsformen eine Form der Feuchtigkeitsunterdrückung bereit, obwohl jede Form der unerwünschten Gegenkapazität als „unterdrückt“ betrachtet werden kann.
Einige hierin beschriebene Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf einen Berührungscontroller, der Techniken zum Aufheben unerwünschter kapazitiver Effekte in Firmware und einem oder mehreren Mehrzweck-Eingabe-Ausgabe-Pins (GPIO-Pins) und den zugeführten Vdd und Vss implementiert. Zum Beispiel können die GPIO-Pins betriebsmäßig mit den Ansteuer- und Erfassungsleitungen eines Berührungssensors gekoppelt sein, und eine oder mehrere der hierin beschriebenen angesteuerten Abschirmtechniken werden ausgeführt. Die Gesamtheit oder eine technisch relevante Menge unerwünschter kapazitiver Effekte wird in erfassten Signalen beseitigt, die an einer Berührungsakquisitionsschaltung empfangen werden, die betriebsmäßig mit den Erfassungsleitungen des Berührungssensors und den Eingangspins des Berührungscontrollers gekoppelt ist.
Wenn ein Objekt einen kapazitiven Kontaktsensor berührt, kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Sensors an oder in der Nähe der Kontaktposition auftreten. Beispielsweise kann eine analoge Kontakterfassungsschaltung den Kontakt erfassen“, wenn er einen bestimmten Schwellenwert erreicht. „Laden und Übertragen“ ist eine in einigen kontakterfassenden Schaltungen implementierte Technik zur Erkennung kapazitiver Änderungen an dem Sensor, wobei ein Erfassungskondensator geladen wird und die Ladung über mehrere Ladungsübertragungszyklen auf einen integrierenden Kondensator übertragen wird. Die mit einer solchen Ladungsübertragung verbundene Ladungsmenge kann durch einen Analog-Digital-Wandler (ADC) in digitale Signale umgewandelt werden, und ein Controller kann diese digitalen Signale messen, um zu bestimmen, ob ein Objekt den Sensor kontaktiert hat, und Informationen über den Kontakt (z. B. den Ort) zu bestimmen.
Eigenkapazitätssensoren sind kapazitive Feldsensoren, die Änderungen der Kapazität zur Erde erfassen/darauf reagieren. Ein Beispiel eines eigenkapazitiven Sensors einschließlich einer Schaltlogik, die sich wiederholende Laden-und-Übertragen-Zyklen unter Verwendung einer gemeinsamen integrierten CMOS-Gegentakt-Treiberschaltlogik mit potentialfreien Anschlüssen verwendet, ist in dem am 24. März 1998 erteilten US-Patent Nr. 5,730,165 mit dem Titel „Time Domain Capacitive Field Detector“ beschrieben, dessen gesamter Inhalt und gesamte Offenbarung hiermit durch diese Bezugnahme aufgenommen wird.
Gegenkapazitätssensoren sind kapazitive Feldsensoren, die Kapazitätsänderungen zwischen zwei Elektroden detektieren: einer Ansteuerelektrode und einer Erfassungselektrode. Die Prinzipien der Gegenkapazitätserfassung sind in dem US-Pat. Nr. 6,452,514 mit dem Titel „Capacitive Sensor and Array“, erteilt am 17. September 2002, beschrieben, dessen gesamter Inhalt und gesamte Offenbarung durch diesen Verweis hiermit hierin aufgenommen werden.
Touchscreen-Sensoren sind eine Art von Kontaktsensoren, die in einer zweidimensionalen (2D) Anordnung auf einem Anzeigebildschirm zur Benutzerinteraktion überlagert sind. Die Anzeigebildschirme mit Berührungssensoren werden im Allgemeinen als „Berührungsbildschirme“ oder „Touchpanels“ bezeichnet und können in die gleichen Typen gruppiert werden wie Berührungssensoren: resistiv, akustische Oberflächenwellen und kapazitiv. Die Verwendung der Ladungsübertragungstechnologie, die in dem US-Patent. Nr. 5,730,165 in einer und zwei Dimensionen beschrieben wird, ist in dem US-Patent. Nr. 6,288,707 mit dem Titel „Charge Transfer Capacitive Position Sensor“, erteilt am 15. Oktober 2002, beschrieben, dessen gesamter Inhalt und gesamte Offenbarung durch diesen Verweis hierin aufgenommen werden. Ein Matrixsensoransatz von Gegenkapazitätssensoren mit Ladungsübertragungstechniken für einen Berührungsbildschirm ist in dem US-Patent Nr. 5,648,642 mit dem Titel „Object Position Detector“, erteilt am 15. Juli 1997, beschrieben, dessen gesamter Inhalt und gesamte Offenbarung durch diesen Verweis hierin aufgenommen werden.
Das US-Patent Nr. 5,648,642 und das US-Patent Nr. 6,452,514 beschreiben im Allgemeinen Ansteuerelektroden, die sich in Reihen auf einer Seite eines Substrats erstrecken, und Erfassungselektroden, die sich in Säulen auf der anderen Seite des Substrats erstrecken, um ein „Matrix“-Array von N mal M Knoten zu definieren. Jeder Knoten entspricht einem Schnittpunkt zwischen den elektrisch leitfähigen Leitungen einer Ansteuerelektrode und einer Erfassungselektrode. Eine Ansteuerelektrode steuert gleichzeitig alle Knoten in einer bestimmten Zeile an, und eine Erfassungselektrode erfasst alle Knoten in einer bestimmten Spalte. Die kapazitive Kopplung der Ansteuerelektrode und der Erfassungselektrode (Gegenkapazität) oder die Kopplung einer Erfassungselektrode und Masse (Eigenkapazität) an einer Knotenposition kann separat oder gemeinsam gemessen werden für eine Änderung, die ein Berührungsereignis anzeigt. Wenn zum Beispiel ein Ansteuersignal an die Ansteuerelektrode von Zeile 2 angelegt wird und eine Erfassungselektrode von Spalte 3 aktiv ist, dann ist die Knotenposition: (Zeile 2, Spalte 3). Knoten können durch Sequenzieren durch verschiedene Kombinationen von Ansteuer- und Erfassungselektroden gescannt werden. In einem Modus können die Ansteuerelektroden nacheinander angesteuert werden, während die Erfassungselektroden alle kontinuierlich überwacht werden. In einem anderen Modus kann jede Erfassungselektrode nacheinander abgetastet werden.
Mikrocontroller und digitale Logik können beispielsweise implementiert werden, um die Ansteuerelektroden anzusteuern und die kapazitiven Effekte auf die Elektrodenschaltung des Kontaktsensors zu analysieren und zu messen. Integrierte Schaltungspakete (IC-Pakete), die die Mikrocontroller einschließen, können die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zur Kommunikation mit einem Host bereitstellen; sowie die Firmware zur Durchführung der hierin beschriebenen Techniken und Operationen. In den verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen können Mikrocontroller beispielsweise periphere Mikrocontroller, ARM-basierte Mikrocontroller und AVR-8- und 32-Bit-Mikrocontroller einschließen.
Beispielsweise können die Erfassungselektroden eines Berührungssensors über Vorrichtungs-E/A-Pins eines Berührungscontrollers betriebsmäßig mit einer Berührungserfassungsschaltung (beispielsweise einem Ladungsintegrator) gekoppelt sein. Ein digitaler Controller des Berührungscontrollers kann über ADC/DAC-Pins mit der Berührungserfassungsschaltung gekoppelt sein. Die Zustandsmaschine des digitalen Controllers kann konfiguriert sein, um eine Berührung und Informationen über eine Berührung zu identifizieren.
Die 1A und 1B zeigen ein kapazitives Berührungssystem, das ein Beispiel einer herkömmlichen angesteuerten Abschirmung implementiert, das dem Erfinder dieser Offenbarung bekannt ist. 1A veranschaulicht eine berührungsempfindliche Oberfläche 102 mit einem Berührungssensor aus Erfassungskanälen 104 und Ansteuerkanälen 106. Die Erfassungskanäle 104 sind mit einer Schnittstelle 108 gekoppelt, die mit einer angesteuerten Abschirmschaltlogik 110 und einer Messschaltlogik 112 gekoppelt sein kann. In ähnlicher Weise sind die Ansteuerkanäle 106 mit der Schnittstelle 108 gekoppelt, die die Ansteuerkanäle 106 mit der angesteuerten Abschirmschaltlogik 110 und der Messschaltlogik 112 koppeln kann. Während einer Selbstkapazitätsmessabtastung koppelt ein Controller 116 in dem Kern 114 (z. B. durch einen Multiplexer „MUX“) einen Pin oder einen Satz von Pins betriebsmäßig mit der Messschaltlogik 112 für die Eigenkapazitätsmessung und koppelt die Pins für die verbleibenden Kanäle der Erfassungskanäle 104 und der Ansteuerkanäle 106 betriebsmäßig mit der angesteuerten Abschirmschaltlogik 110. Wenn eine Gesamtmessung durchgeführt wird, koppelt der Controller 116 den nächsten gemessenen Kanal betriebsmäßig mit der Messschaltlogik, während der letzte gemessene Sensorkanal betriebsmäßig mit der angesteuerten Abschirmschaltlogik 110 gekoppelt wird. Die angesteuerte Abschirmschaltlogik 110 verfolgt die Spannung auf dem gemessenen Erfassungskanal und liefert eine im Wesentlichen äquivalente Spannung Vds (d. h. die angesteuerte Abschirmung) an die anderen Erfassungskanäle (d. h. liefert kontinuierlich die verfolgte Spannung).
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „angesteuerte Abschirmung“ das Signal (z. B. Spannung), das an die Erfassungselektroden und Ansteuerelektroden eines Kontaktsensors geliefert wird.
Insbesondere wird bei herkömmlichen Implementierungen von angesteuerten Abschirmungen, die dem Erfinder dieser Offenbarung bekannt sind, in der Zeit zwischen dem Ende einer Vorladephase und der Messphase die gleiche Delta-Spannung am Erfassungsknoten an die angesteuerte Abschirmung angelegt. Herkömmliche angesteuerte Abschirmschaltlogiken, wie beispielsweise die in 1A veranschaulichte angesteuerte Abschirmschaltlogik 110, erfordern Ansteuerfähigkeiten für andere analoge Spannungen als die Stromschienen.
Wie in 1B veranschaulicht ist, wird die Erfassungselektrode S1 (d. h. die Kapazitätsänderung an der Erfassungselektrode S1) an der Messschaltlogik 112 gemessen. Die Erfassungselektrode S2 ist inaktiv, aber es liegt eine Gegenkapazität C_M zwischen den Erfassungselektroden S1 und S2 vor. Obwohl nicht veranschaulicht, kann eine Gegenkapazität zwischen der Erfassungselektrode S1 und den anderen Ansteuerelektroden und Erfassungselektroden der Elektrodenschaltlogik vorliegen. Die Spannung Vs der Erfassungselektrode S1 am Eingang der Erfassungs- und Messschaltlogik 112 wird ebenfalls von einer pufferverfolgten angesteuerten Abschirmschaltlogik 110 empfangen. Die angesteuerte Abschirmschaltlogik 110 treibt während des Messzyklus die Spannung an den anderen Elektroden auf Vds, was im Wesentlichen gleich Vs ist. Diese angesteuerte Abschirmung Vds hebt die Wirkung von C_M an der Erfassungs- und Messschaltlogik 112 effektiv auf.
1B veranschaulicht eine dem Erfinder dieser Offenbarung bekannte angesteuerte Abschirmungssequenz für die herkömmliche angesteuerte Abschirmung Vds von 1A. Die Wellenform 120 von Vs weist Vorladeniveaus von 0/gnd und Vdd auf. Die Wellenform 130 von Vds folgt der Wellenform 120 von Vs mit im Wesentlichen derselben Spitze-zu-Spitze-Spannung.
Bei einer anderen herkömmlichen, dem Erfinder dieser Offenbarung bekannten Technik der angesteuerten Abschirmung wird die angesteuerte Abschirmung nicht angesteuert, um Vs kontinuierlich zu verfolgen, sondern muss sich nach einer Vorladung vor der Messung immer noch auf dasselbe Spannungs-Delta wie der Erfassungsknoten einstellen. Daher ist immer noch ein analoger Puffer erforderlich, mit dem eine von gnd oder Vdd verschiedene analoge Spannung angesteuert werden kann. Wie bei der herkömmlichen angesteuerten Abschirmung, die unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben ist, muss das Spannungs-Delta des erfassten Knotens in jeder Messphase im Wesentlichen gleich der angesteuerten Abschirmung sein.
Der Erfinder dieser Offenbarung versteht nun, dass die Gegenkapazität nicht in jeder Phase des Messakquisitionszyklus aufgehoben werden muss. Genauer gesagt, wenn ein vollständiger Messakquisitionszyklus so aufgebaut ist, dass er mindestens zwei Messungen einschließt, dann kann die Gegenkapazität in einer Phase gemessen werden und das Gegenstück der Gegenkapazität in der zweiten Phase gemessen werden. Wenn die beiden Messungen subtrahiert werden (oder je nach Anordnung aufsummiert werden), heben sich die Gegenkapazitätsanteile der Messwerte gegenseitig auf. Mit anderen Worten, eine angesteuerte Abschirmung kann in einer der Phasen angesteuert werden, so dass der akkumulierte Effekt aus der Gegenkapazität im Endergebnis gleich Null ist.
In einem nicht einschränkenden Beispiel, in dem ein vollständiger Messakquisitionszyklus aus zwei Phasen besteht (die beiden Phasen können im Wesentlichen symmetrisch sein oder nicht), werden die beiden Messungen um einen Symmetriepunkt (z. B. Vdd/2) invertiert. Eine Ladungsmessung wird von einer Vorladung eines positiven Sensorkondensators genommen, und dann wird eine Ladungsmessung von einer Vorladung einer negativen Sensorkapazität genommen. Diese werden in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung als „P-Messphase“ bzw. „N-Messphase“ bezeichnet. Da die beiden Messungen entgegengesetzte Vorzeichen haben, wird ein Gesamtergebnis erzielt, indem die Ergebnisse aus den P- und N-Messphasen subtrahiert werden.
Während einige Ausführungsformen im analogen Bereich beschrieben sind, sind die beschriebenen Techniken und diese Offenbarung nicht darauf beschränkt und können im digitalen Bereich ausgeführt werden, beispielsweise mit Logikgattern, Zustandsmaschinen, von einem Mikroprozessor ausgeführter Firmware und Kombinationen davon.
Die 2, 3, 3B, 3C und 4 veranschaulichen eine Ausführungsform einer angesteuerten Abschirmungssequenz und einer verwandten Implementierung, die im Vergleich zu den oben beschriebenen herkömmlichen angesteuerten Abschirmungen und angesteuerten Abschirmschaltlogiken mindestens einige dem Erfinder dieser Offenbarung bekannte Vorteile aufweist. In verschiedenen Ausführungsformen treibt eine angesteuerte Abschirmung die nicht gemessenen Mess- und Ansteuerelektroden im Wesentlichen auf zwei Spannungspegel, Vdd und 0. Da nur zwei Spannungspegel verwendet werden, um die Elektrodenschaltlogik anzusteuern, schließt eine angesteuerte Abschirmschaltlogik im Gegensatz zu der in 1A gezeigten herkömmlichen angesteuerten Abschirmung, die einen Puffer einschließt, keinen Puffer ein, um die Sensorspannung zu verfolgen und die Abschirmung anzusteuern. Das Eliminieren eines Puffers kann eine erhebliche Kostenersparnis in Bezug auf Leistung, Bereich und Zeit bedeuten.
2 veranschaulicht einen Messerfassungszyklus 200 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Der Gesamtmessakquisitionszyklus 200 weist sechs Phasen auf, drei Phasen für eine Messung mit positiver Vorladung (die P-Messphase 210) und drei Phasen für eine im Wesentlichen symmetrisch entgegengesetzte Messung mit negativer Vorladung (die N-Messphase 220). Die erste Phase ist eine Vorladephase 212 des Sensors. Die zweite Phase ist eine Ladungsausgleichsphase 214, in der die resultierende Spannung 202 an C_C und die Spannung 204 an Cs gleich der Hälfte der Versorgungsspannung sein sollte, d. h. ½Vdd. Eine Berührung oder etwas anderes, das Csändert, verursacht ein Ungleichgewicht von ½Vdd und diese Abweichung kann gemessen werden. Die dritte Phase ist eine Integrations- und Messphase 216, in der jede in einem Integrator akkumulierte Abweichung gemessen werden soll. Das Ergebnis ist eine Darstellung der Differenz in der Cs-Ladung und der Cc-Ladung, die über einen Integrationskondensator (nicht gezeigt) in eine Spannung umgewandelt wird.
Insbesondere wird, wie in 2 gezeigt, die angesteuerte Abschirmung 206 mit einem Schiene-zu-Schiene-Impuls zwischen Vdd und 0 angesteuert. Wie hierin verwendet, bezieht sich „Pulsieren“ auf die Änderung (d. h. das Delta) der angelegten Spannung - z. B. Vdd oder -Vdd. Die angesteuerte Abschirmung 206 wird während aller drei Phasen der P-Messphase 210 hoch (Vdd) gehalten, einschließlich einer Messung bei M1. Zu einem Zeitpunkt im Messzyklus unmittelbar vor M2 wurde die vollständige gegenkapazitive Beeinflussung in der Messung akkumuliert. Die angesteuerte Abschirmung 206 wird während der Endphase der N-Messphase 220 kurz vor einer Messung bei M2 heruntergezogen. Die angesteuerte Abschirmung 206 wird während der folgenden Vorladephase des nächsten Messakquisitionszyklus wieder hoch angesteuert. Die gesamte gemessene Ladungsübertragung nach Kombination der P- und N-Ergebnisse stellt nur die Eigenkapazität dar. Insbesondere werden in einer Ausführungsform die Messungen M1 und M2 während einer ansteigenden oder abfallenden Flanke, beispielsweise einer Vorladephase, durchgeführt.
Die Nettoeffekte sind unten beschrieben.
Unter Vernachlässigung der konstanten Ladungsterme, die vom Cc-Kondensatorausgleich stammen, und ebenfalls unter Vernachlässigung der endgültigen Umwandlung von Ladung in Spannung kann eine Gleichung für die Gesamtladung aufgestellt werden, wie in den nachstehenden Gleichungen 1-3 gezeigt, wobei „Q“ die Ladung darstellt, ist die Gleichungen sind äquivalent zu einer tatsächlichen Implementierung in Bezug auf die Beschreibung, wie der Gegenkapazitätseffekt zuerst akkumuliert und dann aufgehoben wird (es ist zu beachten, dass, wenn eine Erfassungselektrode aktiv auf Vdd/2 angesteuert wird, der Effekt eines Spannungsdeltas auf eine angesteuerte Abschirmung auftreten ein entgegengesetztes Vorzeichen in der Messung von dem Spannungsdelta am Sensorknoten aufweisen kann): $Q_{P} = 1 / 2 * Vdd * (Cs + Cm)$
$Q_{N} = - 1 / 2 * Vdd * (Cs + Cm) + Vdd * Cm$
$Q_{tot} = Q_{P} - Q_{N} = 1 / 2 * Vdd * (Cs + Cm) - (- 1 / 2 * Vdd * (Cs + Cm) + Vdd * Cm) = Vdd * Cs$
Insbesondere ermöglicht die Zwischenakkumulation des Gegenkapazitätseffekts die anschließende Aufhebung/Subtraktion. Zurück zu 2 hat das akkumulierte gegenseitige Pulsieren kurz vor M2 Vdd erreicht, sodass die -Vdd-Änderung (ein Ziehen von Vdd auf 0) an der angesteuerten Abschirmung 206 angelegt wird, bevor die Messung M2 durchgeführt wird, um die Gegenkapazitätseffekte aufzuheben. Ein Durchschnittsfachmann wird viele Variationen der hierin beschriebenen Technik erkennen, die erreicht werden können, solange die Anzahl der Phasen zum Akkumulieren von Vdd bekannt ist und auch eine Aufhebungsmessung durchgeführt wird. Solange die akkumulierten Spannungsdeltas nach einer bestimmten Anzahl von Messungen gleich Vdd sind, muss die nächste Messung nur den Gegenkapazitätseffekt nach dem Ende dieser Anzahl von Messungen aufheben.
Dementsprechend kann sich in einigen Ausführungsformen die Spannung bei Cs auf Vdd/3, Vdd/4 usw. einstellen, und solange der Messakquisitionszyklus den vollen gegenkapazitiven Effekt akkumuliert, kann er aufgehoben werden. Für Vdd/3 gäbe es also mindestens drei Messzyklen, um die volle Vdd zu akkumulieren, und für Vdd/4 gäbe es mindestens vier Messzyklen, um die volle Vdd zu akkumulieren, usw.
Ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass das Vorzeichen (positiv oder negativ) lediglich eine Konstruktionswahl ist, die die Spannungsrichtungen und das Vorzeichen für einen angesteuerten Abschirmimpuls beeinflusst. Beispielsweise kann die angesteuerte Abschirmung niedrig beginnen, während der ersten P-Integration kurz nach M1 hochgezogen werden, bis zum Ende der N-Phase durch M2 hochgehalten werden und dann in der Vorladung für den nächsten Messakquisitionszyklus erneut heruntergezogen werden.
Die 3, 4 und 5 veranschaulichen ein kapazitives Berührungssystem, das eine angesteuerte Abschirmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung implementiert.
3 zeigt eine kapazitive Berührungsschaltlogik 300, die konfiguriert ist, um eine angesteuerte Abschirmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu implementieren. Die kapazitive Berührungsschaltlogik 300 schließt eine Elektrodenschaltlogik 302 (d. h. einen Berührungssensor) ein, die betriebsmäßig mit der Berührungserfassungs- und Messschaltlogik 320 gekoppelt ist. In der Elektrodenschaltlogik 302 ist die Erfassungselektrode 308 betriebsmäßig mit der Berührungserfassungs- und Messschaltlogik 320 gekoppelt und kann gemessen werden. Die Erfassungselektrode 310 ist inaktiv, aber es liegt eine Gegenkapazität Cm zwischen den Erfassungselektroden 308 und 310 vor. Obwohl nicht veranschaulicht, kann eine Gegenkapazität zwischen der Erfassungselektrode 308 und den anderen Ansteuer- und Erfassungselektroden der Elektrodenschaltlogik 302 (und unter allen anderen inaktiven Elektroden) vorliegen. Eine angesteuerte Abschirmung 340 (Vds 340) ist als Spannungstreiber von entweder MASSE oder Vdd implementiert, und eine angesteuerte Abschirmschaltlogik 330 weist zwei Schalter auf, die konfiguriert sind, um die an die inaktiven Erfassungselektroden und inaktiven Ansteuerelektroden angelegte Schiene-zu-Schiene-Spannung zu steuern. Wenn der Schalter 332 geschlossen und der Schalter 334 geöffnet ist, wird die angesteuerte Abschirmung Vds 340 auf Masse gezogen. Wenn der Schalter 332 offen und der Schalter 334 geschlossen ist, wird die angesteuerte Abschirmung Vds 340 auf Vdd gehalten. In einer Ausführungsform können die Schalter 332 und 334 Transistoren oder Dioden sein. Ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass es andere Möglichkeiten gibt, die angesteuerte Abschirmschaltlogik 330 in Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der Offenbarung zu implementieren.
Die 4A und 4B veranschaulichen ein System, bei dem Allzweck-E/A-Treiber (GPIO-Treiber) zum Ansteuern von Pins in einem IC verwendet werden, um eine angesteuerte Abschirmung gemäß Ausführungsformen der Offenbarungen zu implementieren, einschließlich einer angesteuerten Schiene-zu-Schiene-Abschirmung. 4A zeigt einen Berührungssensor 402 mit Erfassungskanälen 404 und Ansteuerkanälen 406, die Teil einer berührungsempfindlichen Oberfläche sein können, beispielsweise in einem Touchscreen. Die Erfassungskanäle 404 sind betriebsmäßig mit den Pins 422a bis 422d eines IC mit einer Erfassungs- und Messschaltlogik 430 gekoppelt. Die Ansteuerkanäle mit 406 sind betriebsmäßig mit den Pins 422e bis 422 h gekoppelt. Der IC kann eine Schnittstelle (E/A) 424 einschließen, die konfiguriert ist, um die Erfassungs- und Messschaltlogik 430 betriebsmäßig mit den Pins 422a bis 422 h zu koppeln, beispielsweise durch einen MUX.
In einer Ausführungsform ist die Berührungserfassungs- und Messschaltlogik 430 ein Mikrocontroller und der Sensor- und Messkern 434 ist ein Berührungscontroller ist ein Prozessor, der Firmware ausführt. Der Controller ist mit Firmware geladen, die es ihm ermöglicht, die gesteuerte Schiene-zu-Schiene-Abschirmlogik gemäß Ausführungsformen der Offenbarung auszuführen.
In einer Ausführungsform werden ein oder mehrere der Pins 422 (z. B. während der Integration mit dem Berührungssensor 402 oder während des Einrichtungsvorgangs) den Erfassungs- und Antriebselektroden des Berührungssensors 402 zugeordnet. Als nicht einschränkendes Beispiel könnte eine 4x4 Matrix 8 der Pins 422 (in 4 als Pins 422a bis 422 h gezeigt) auf der Vorrichtung verwenden, die physisch mit 8 Knoten auf dem Berührungssensor 402 verbunden sind (d. h. 4 Leitungen in jeder Richtung für die 4x4 Matrix). Der Controller kann konfiguriert sein, um die Stifte 422 betriebsmäßig mit dem Berührungssensor 402 und der angesteuerten Abschirmung Vds zu koppeln. Der Controller kann konfiguriert sein, die Allzweck-E/A-Treiber des IC für jeden auf gnd oder Vdd anzusteuernden Pin zu verwenden und die angesteuerte Abschirmung zu implementieren. In einer Ausführungsform können die GPIO-Pins auf eine logische „1“ oder eine „0“ (z. B. Vdd oder gnd) getrieben werden.
4B veranschaulicht eine anschließende Messung nach Durchführung einer eigenkapazitiven Erfassung an dem Erfassungskanal 408 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Hier koppelt der Controller die Pins 422b für den Erfassungskanal 410 betriebsmäßig mit der Erfassungs- und Messschaltlogik 430, und 408 ist betriebsmäßig mit der angesteuerten Abschirmung gekoppelt.
In einer Ausführungsform ist ein Mikrocontroller ein peripherer Controller, der in einen anderen Mikrocontroller eingebettet ist. Der eingebettete periphere Controller kann die Messlogik einschließen oder, falls er eine eigene Zustandsmaschine aufweist, betriebsmäßig mit einem digitalen Steuerbus gekoppelt und programmiert, um die Ausgangspins der Messeinheit entweder über die Allzweck-E/A-Treiber oder mit eigenen benutzerdefinierten Treibern zu steuern.
5 zeigt eine Ausführungsform eines Berührungssystems 500 mit einem peripheren Berührungscontroller 530, der in einen Mikrocontroller 520 eingebettet ist, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
Die Erfassungskanäle 512 des Berührungssensors 510 sind über die Eingangsanschlüsse 522 betriebsmäßig mit der Erfassungsschaltlogik 524 gekoppelt. Die Erfassungskanäle 512 und die Ansteuerkanäle 514 sind durch die Ausgangsanschlüsse 528 betriebsmäßig mit dem Berührungscontroller 530 gekoppelt. In einer Ausführungsform können die Eingangsanschlüsse 522 und Ausgangsanschlüsse 528 Allzweck-Eingangs-/Ausgangspins des Mikrocontrollers 520 sein, zu deren Steuerung der Berührungscontroller 530 konfiguriert ist, beispielsweise unter Verwendung der Allzweck-E/A-Treiber des Mikrocontrollers 520, um die Ausgangsanschlüsse 528 an die Schiene-zu-Schiene-Spannungen anzuschließen (z. B. 0 und Vdd). In einer Ausführungsform kann die Erfassungsschaltlogik 524 eine Ladungsintegratorschaltlogik sein oder diese einschließen. Der ADC 526 ist konfiguriert, um in Reaktion auf die Ausgabe der Erfassungsschaltlogik 524 digitale Signale bereitzustellen, die von der Erfassungs- und Messlogik 532 des Berührungscontrollers 530 verwendet werden können, um zu messen und zu bestimmen, ob eine Berührung aufgetreten ist. Der periphere Berührungscontroller 530 kann die Erfassungs- und Messlogik 532 und die angesteuerte Abschirmlogik 534 einschließen, die beispielsweise als digitale Logikgatter, als konfigurierbare Zustandsmaschine oder als von einem Mikroprozessor ausgeführte Firmware implementiert sein kann. Die Erfassungs- und Messlogik 532 kann auch konfiguriert sein, um die Ansteuerkanäle 514 über die Ausgangsanschlüsse 528 anzusteuern, um Erfassungsvorgänge durchzuführen. Die angesteuerte Abschirmungslogik 534 kann konfiguriert sein, um eine hierin beschriebene angesteuerte Schiene-zu-Schiene-Abschirmungslogik auszuführen und während einer Erfassungsoperation der Erfassung und Messlogik 532 eine angesteuerte Abschirmung Vds für die inaktiven Kanäle der Ansteuerkanäle 514 und inaktiven Kanäle der Erfassungskanäle 512 bereitzustellen. Die Erfassungs- und Messlogik 532 kann abhängig von der spezifischen Implementierung der angesteuerten Abschirmlogik 534 konfiguriert sein, um eine Berührungsbestimmung durchzuführen, nachdem unerwünschte gegenkapazitive Effekte aufgehoben wurden (z. B. nach einer Aufhebungsmessung), gemäß den Ausführungsformen der Offenbarung.
6 veranschaulicht eine Ausführungsform einer angesteuerten Abschirmsequenz gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Die Wellenformen 602 und 604 von Vds bzw. Vs oszillieren beide jeweils zwischen 0 und Vdd. Insbesondere ist die Wellenform 602 von Vds eine Schiene-zu-Schiene-Wellenform, die nicht in jedem Messzyklus gleich den Spannungsdeltas von Vs ist.
7 veranschaulicht ein Flussdiagramm einer gepulsten angesteuerten Schiene-zu-Schiene-Abschirmsequenz, die zumindest teilweise an einem Ein-/Ausgang eines Mikrocontrollers implementiert ist, um Gegenkapazitätseffekte aufzuheben, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. In Arbeitsvorgang 702 werden ein oder mehrere Ausgänge ausgewählt, an denen eine angesteuerte Abschirmung angelegt werden soll. In einer Ausführungsform können die Ausgänge programmierbare Eingangs-/Ausgangspins sein, die unter Verwendung ihrer allgemeinen Treiber angesteuert werden. In Arbeitsvorgang 704 wird eine angesteuerte Abschirmung an dem/den ausgewählten einen oder mehreren Ausgängen an einer ersten vorbestimmten Spannungsschiene gehalten. In einer Ausführungsform entsprechen die erste Spannungsschiene und eine zweite Spannungsschiene einer Schiene-zu-Schiene-Spannung (z. B. Vdd oder 0). In Arbeitsvorgang 706 werden der Eigenkapazität- und der Gegenkapazitätseffekt über eine Anzahl von Messungen akkumuliert. In einer Ausführungsform ist die Anzahl der Messungen vorbestimmt. In einer anderen Ausführungsform basiert die Anzahl von Messungen auf dem Bereich zwischen einer ersten Spannungsschiene und einer zweiten Spannungsschiene einer Schiene-zu-Spannungsschiene. In Arbeitsvorgang 708 wird die angesteuerte Abschirmung zu der zweiten (d. h. entgegengesetzten) Spannungsschiene (d. h. Vdd zu 0 oder 0 zu Vdd) unmittelbar vor der letzten Messung (d. h. der Aufhebungsmessung) der Anzahl von Messungen angesteuert, um die Gegenkapazitätseffekte aufzuheben. In Arbeitsvorgang 710 wird die angesteuerte Abschirmung dann zurück zur ersten Spannungsschiene getrieben. In einer Ausführungsform ist die Sequenz und das Zeitsteuerung der Ausgabe der angesteuerten Abschirmung in der Firmware des Mikrocontrollers implementiert.
Die 8A und 8B veranschaulichen die dem Erfinder dieser Offenbarung bekannten Ergebnisse eines Systems zur Unterdrückung Gegenkapazitäten, das eine angesteuerte Abschirmung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung implementiert. Die 8A und 8B zeigen die Messwerte für Test 1 bzw. Test 2, mit angesteuerte Abschirmung zu Masse (802), angesteuerte Abschirmung zu einem Puffer (804) und angesteuerte Abschirmung zu einer Kontaktstelle (806). Die zu puffernde angesteuerte Abschirmung ist die herkömmliche angesteuerte Abschirmung. Die angesteuerte Abschirmung an einer Kontaktstelle ist eine Implementierung einer angesteuerten Abschirmung gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Die y-Achse ist eine Abweichung von einer Referenzmessung, die durchgeführt wird, bevor eine unerwünschte Gegenkapazität in das System eingeführt wird. Die Referenzmessung ist der grüne Balken. In diesem Beispiel werden nach der Referenzmessung Wassertröpfchen auf die berührungsempfindliche Oberfläche aufgebracht. Der gelbe Balken ist das Maß nach dem Aufbringen des Wassers. Für die Abschirmung, die gegen Masse gehalten wird, sieht das System den Wassertropfen als Signal, da das System nicht zwischen einem Wassertropfen und einer Berührung mit dem Finger unterscheiden kann. Für die Abschirmung, die gegen den Puffer gehalten wird und für die Abschirmung gegen die Kontaktstelle sieht das System den Wassertropfen nicht als Signal, sondern (registriert nur eine geringe Menge an Rauschen im System.
Ein kapazitives Berührungserfassungssystem, das die verschiedenen Ausführungsformen der hierin beschriebenen angesteuerten Abschirmung implementiert, muss keinen analogen Puffer einschließen, um die Sensorspannung zu verfolgen und die Abschirmung anzusteuern. Analoge Puffer erfordern üblicherweise eine Erhöhung des Flächen- und Stromverbrauchsbudgets einer Vorrichtung. Das Eliminieren des analogen Puffers spart Platz, Energie und Komplexität.
Viele der Funktionsbeschreibungen in dieser Offenbarung können als Module, Threads oder andere Segregationen von Programmiercode, einschließlich Firmware, veranschaulicht, beschrieben oder bezeichnet werden, um deren Implementierungsunabhängigkeit deutlicher hervorzuheben. Module können in der einen oder anderen Form mindestens teilweise in Hardware implementiert sein. Zum Beispiel kann ein Modul als Hardwareschaltung implementiert werden, die benutzerdefinierte VLSI-Schaltungen oder Gate-Arrays, handelsübliche Halbleiter, wie etwa Logikchips, Transistoren oder andere diskrete Komponenten umfasst. Ein Modul kann auch in programmierbaren Hardwarevorrichtungen implementiert sein, wie feldprogrammierbaren Gate-Arrays, programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logikvorrichtungen oder dergleichen.
Module können auch unter Verwendung von Software oder Firmware, die auf einer physischen Speichervorrichtung (z. B. einem computerlesbaren Speichermedium) gespeichert ist, im Speicher oder einer Kombination davon zur Ausführung durch verschiedene Arten von Prozessoren implementiert werden.
Ein identifiziertes Modul aus ausführbarem Code kann zum Beispiel einen oder mehrere physische oder logische Blöcke von Computeranweisungen umfassen, die zum Beispiel als Thread, Objekt, Prozedur oder Funktion organisiert sein können. Nichtsdestotrotz müssen die ausführbaren Dateien eines identifizierten Moduls nicht physisch zusammen angeordnet sein, sondern können unterschiedliche Anweisungen umfassen, die an verschiedenen Orten gespeichert sind, die, wenn sie logisch zusammengefügt werden, das Modul umfassen und den angegebenen Zweck für das Modul erreichen.
Tatsächlich kann ein Modul aus ausführbarem Code eine einzelne Anweisung oder viele Anweisungen sein und kann sogar über mehrere verschiedene Codesegmente, zwischen verschiedenen Programmen und über mehrere Speichervorrichtungen verteilt sein. In ähnlicher Weise können Betriebsdaten hierin innerhalb von Modulen identifiziert und veranschaulicht sein und können in irgendeiner geeigneten Form verkörpert und innerhalb irgendeiner geeigneten Art von Datenstruktur organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einziger Datensatz gesammelt oder über verschiedene Orte, einschließlich über verschiedene Speichervorrichtungen, verteilt sein und können mindestens teilweise lediglich als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk vorhanden sein. Wenn ein Modul oder Abschnitte eines Moduls in Software implementiert sind, werden die Softwareabschnitte auf einem oder mehreren physischen Vorrichtungen gespeichert, die hierin als computerlesbare Medien bezeichnet werden.
In einigen Ausführungsformen sind die Softwareabschnitte in einem nichtflüchtigen Zustand gespeichert, sodass die Softwareabschnitte oder Darstellungen davon für einen Zeitraum an demselben physischen Ort verbleiben. Zusätzlich sind in einigen Ausführungsformen die Softwareabschnitte in einer oder mehreren nichtflüchtigen Speichervorrichtungen gespeichert, die Hardwareelemente einschließen, die nichtflüchtige Zustände und/oder Signale speichern können, die für die Softwareabschnitte repräsentativ sind, obwohl andere Abschnitte der nichtflüchtigen Speichervorrichtungen in der Lage sein können, die Signale zu ändern und/oder zu übertragen. Beispiele für nichtflüchtige Speichervorrichtungen sind Flash-Speicher und Direktzugriffsspeicher (RAM). Ein anderes Beispiel einer nichtflüchtigen Speichervorrichtung schließt einen Nur-Lese-Speicher (ROM) ein, der für einen Zeitraum Signale und/oder Zustände speichern kann, die für die Softwareabschnitte repräsentativ sind. Die Fähigkeit, die Signale und/oder Zustände zu speichern, wird jedoch nicht durch weitere Funktionalität zum Übertragen von Signalen beeinträchtigt, die den gespeicherten Signalen und/oder Zuständen entsprechen oder diese repräsentieren. Zum Beispiel kann ein Prozessor auf den ROM zugreifen, um Signale zu erhalten, die für die gespeicherten Signale und/oder Zustände repräsentativ sind, um die entsprechenden Softwareanweisungen auszuführen.
Während die vorliegende Offenbarung hierin in Bezug auf bestimmte veranschaulichte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute erkennen und anerkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Vielmehr können viele Ergänzungen, Löschungen und Modifikationen an den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie nachfolgend zusammen mit ihren rechtlichen Äquivalenten beansprucht wird. Zusätzlich können Merkmale von einer Ausführungsform mit Merkmalen einer anderen Ausführungsform kombiniert werden, während sie immer noch im Umfang der Erfindung enthalten sind, wie er vom Erfinder in Betracht gezogen wird.
Zusätzliche, nicht einschränkende Ausführungsformen der Offenbarung schließen ein:

Ausführungsform 1. Kapazitive Berührungsschaltlogik, wobei die Schaltlogik umfasst: eine Schnittstellenschaltlogik; und eine angesteuerte Abschirmschaltlogik, die betriebsmäßig mit der Schnittstellenschaltlogik gekoppelt und konfiguriert ist, um eine Abschirmspannung von einer ersten Spannungsschiene während einer Anzahl von Messzyklen zu einer zweiten Spannungsschiene nach der Anzahl von Messzyklen zu variieren.
Ausführungsform 2. Schaltlogik gemäß Ausführungsform 1, wobei die angesteuerte Abschirmung konfiguriert ist, um die Abschirmspannung von der zweiten Spannungsschiene zu der ersten Spannungsschiene zu Beginn einer zweiten Anzahl von Messzyklen zu variieren.
Ausführungsform 3. Schaltlogik gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 2, wobei die angesteuerte Abschirmschaltlogik konfiguriert ist, um die Abschirmspannung gemäß einer ansteigenden oder abfallenden Flanke eines Vorladezyklus zu variieren.
Ausführungsform 4. Schaltlogik gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, ferner umfassend eine Erfassungsschaltlogik, die konfiguriert ist, um eine Spannung in Reaktion auf Änderungen der Kapazität einer Erfassungselektrode bereitzustellen.
Ausführungsform 5. Schaltlogik gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei die Anzahl der Messzyklen einen ersten Messzyklus, einen letzten Messzyklus und mindestens einen Zwischenmesszyklus zwischen dem ersten Messzyklus und dem letzten Messzyklus umfasst.
Ausführungsform 6. Schaltlogik gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei sich eine Sensorspannungsänderung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus von einer Abschirmspannungsänderung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus unterscheidet.
Ausführungsform 7. Schaltlogik gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei eine Gesamtsensorspannungsänderung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus gleich der Abschirmspannungsänderung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus ist, wobei die Gesamtsensorspannungsänderung gleich der Summe einer ersten Sensorspannungsänderung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus und einer zweiten Sensorspannungsänderung von dem mindestens einen Zwischenmesszyklus zu dem letzten Messzyklus ist.
Ausführungsform 8. Verfahren zum Bereitstellen einer angesteuerten Abschirmung, wobei das Verfahren das Durchführen einer Anzahl von Messungen an einer erfassten Leitung über eine Anzahl von Messzyklen, wobei die Messung auf eine Spannungsänderung an dieser erfassten Leitung anspricht; und Variieren einer Spannung, die an mindestens eine nicht erfasste Leitung angelegt wird, wobei sich eine Spannungsänderung an der mindestens einen nicht erfassten Leitung von der Spannungsänderung an der erfassten Leitung unterscheidet.
Ausführungsform 9. Verfahren nach Ausführungsform 8, wobei die Spannungsänderung an der mindestens einen nicht erfassten Leitung und die Spannungsänderung an der erfassten Leitung während einer Messphase unterschiedlich sind.
Ausführungsform 10. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 8 bis 9, wobei das Variieren der Spannung das Aktivieren einer zweiten Spannungsschiene im Anschluss an eine aktivierte erste Spannungsschiene umfasst.
Ausführungsform 11. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 8 bis 10, wobei mindestens eine der ersten Spannungsschiene und der zweiten Spannungsschiene gleich Masse ist und mindestens eine der ersten Spannungsschiene und der zweiten Spannungsschiene gleich einer Versorgungsspannung ist.
Ausführungsform 12. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 8 bis 11, wobei die Anzahl der Messzyklen einen ersten Messzyklus, einen letzten Messzyklus und mindestens einen Zwischenmesszyklus zwischen dem ersten Messzyklus und dem letzten Messzyklus umfasst.
Ausführungsform 13. Verfahren nach einer der Ausführungsformen 8 bis 12, wobei eine Gesamtspannungsänderung an der erfassten Leitung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus gleich der Spannungsänderung an der nicht erfassten Leitung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus ist, wobei die Gesamtspannungsänderung an der erfassten Leitung gleich der Summe einer ersten Spannungsänderung an der erfassten Leitung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus und einer zweiten Spannungsänderung an der erfassten Leitung von dem mindestens einen Zwischenmesszyklus zu dem letzten Messzyklus ist.
Ausführungsform 14. Kapazitive Berührungsschaltlogik, wobei die Schaltlogik umfasst: eine Elektrodenschaltlogik; eine angesteuerte Abschirmschaltlogik, die konfiguriert ist, um eine oder mehrere inaktive Elektroden der Elektrodenschaltlogik zwischen zwei Referenzspannungsschienen anzusteuern, um dadurch gegenkapazitive Effekte an einer aktiven Erfassungselektrode zu induzieren; und eine Eigenkapazitätserfassungsschaltlogik, die betriebsmäßig mit der aktiven Erfassungselektrode gekoppelt und konfiguriert ist, um ein oder mehrere messbare Signale bereitzustellen, die die induzierten gegenkapazitiven Effekte anzeigen.
Ausführungsform 15. Schaltlogik nach Ausführungsform 14, ferner umfassend eine Messschaltlogik, die betriebsmäßig mit der Elektrodenschaltlogik gekoppelt und konfiguriert ist, um eine aktive Ansteuerelektrode anzusteuern, um dadurch Eigenkapazitätseffekte an der aktiven Erfassungselektrode zu induzieren.
Ausführungsform 16. Schaltlogik nach einer der Ausführungsformen 14 bis 15, wobei die Messschaltlogik konfiguriert ist, um die aktive Ansteuerelektrode anzusteuern, während die angesteuerte Abschirmschaltlogik die eine oder die mehreren inaktiven Elektroden ansteuert.
Ausführungsform 17. Schaltlogik nach einer der Ausführungsformen 14 bis 16, wobei die angesteuerte Abschirmschaltlogik konfiguriert ist, um einen Schiene-zu-Schiene-Impuls auszugeben, und wobei die Messschaltlogik konfiguriert ist zum: Erzeugen von Messwerten, die teilweise gegenkapazitive Effekte des Schiene-zu-Schiene-Impulses umfassen; und Kombinieren der Messwerte, um einen endgültigen Messwert zu erzeugen, der die gegenkapazitiven Effekte nicht einschließt.
Ausführungsform 18. Verfahren zum Durchführen einer kapazitiven Erfassung, wobei das Verfahren umfasst: Ansteuern einer ersten Spannungsschiene an ersten inaktiven Erfassungsleitungen und ersten inaktiven Ansteuerleitungen während einer vorbestimmten Anzahl von Messphasen eines ersten Messzyklus; Messen einer aktiven Erfassungsleitung während des ersten Messzyklus; Ansteuern einer ersten Spannungsänderung an einer zweiten Spannungsschiene an den ersten inaktiven Erfassungsleitungen und den ersten inaktiven Ansteuerleitungen vor einem nachfolgenden Messzyklus; und Messen der aktiven Erfassungsleitung, während die zweite Spannungsschiene angesteuert wird und während einer letzten Messphase des ersten Messzyklus.
Ausführungsform 19. Microcontroller-Paket, umfassend die kapazitive Berührungsschaltlogik nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7.
Ausführungsform 20. Eingebettetes Mikrocontroller-Paket, umfassend die kapazitive Berührungsschaltlogik nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7.
Ausführungsform 21. Mikrocontroller-Paket, umfassend: eine Anzahl von programmierbaren Eingangs-/Ausgangs-Pins (E/A-Pins); Erfassungsschaltlogik, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere messbare Signale bereitzustellen, die Spannungsänderungen an einem oder mehreren der Anzahl von programmierbaren E/A-Pins anzeigen; und einen Berührungscontroller, der konfiguriert ist, um während einer Anzahl von Messzyklen eine angesteuerte Abschirmspannung bereitzustellen durch: Halten von einem oder mehreren programmierbaren E/A-Pins, die inaktiven Ansteuerelektroden und inaktiven Erfassungselektroden zugeordnet sind, an eine erste Spannungsschiene während eines ersten Messzyklus; und Ansteuern des einen oder der mehreren programmierbaren E/A-Pins, die inaktiven Ansteuerelektroden und inaktiven Erfassungselektroden zugeordnet sind, an eine zweite Spannungsschiene während eines letzten Messzyklus.
Ausführungsform 22. Mikrocontroller-Paket nach Ausführungsform 21, wobei der Berührungscontroller ein eingebetteter Mikrocontroller ist.
Ausführungsform 23. Mikrocontroller-Paket nach einer der Ausführungsformen 21 bis 22, wobei die erste Spannungsschiene gleich Masse ist und die zweite Spannungsschiene gleich einer Versorgungsspannung ist.
Ausführungsform 24. Mikrocontroller-Paket nach einer der Ausführungsformen 21 bis 23, ferner umfassend einen digitalen Steuerbus, und wobei der Berührungscontroller betriebsmäßig mit dem digitalen Steuerbus gekoppelt ist.
Ausführungsform 25. Mikrocontroller-Paket nach einer der Ausführungsformen 21 bis 24, ferner umfassend Allzweck-Eingabe-/Ausgabetreiber, die betriebsmäßig mit dem digitalen Steuerbus gekoppelt sind.
Ausführungsform 26. Mikrocontroller-Paket nach einer der Ausführungsformen 21 bis 25, wobei die Allzweck-E/A-Treiber in Reaktion auf ein oder mehrere digitale Steuersignale, die von dem Berührungscontroller an den digitalen Steuerbus bereitgestellt werden, konfigurierbar sind.
Ausführungsform 27. Mikrocontroller-Paket nach einer der Ausführungsformen 21 bis 26, wobei der Berührungscontroller einen oder mehrere benutzerdefinierte Eingabe/Ausgabe-Treiber (E/A-Treiber) umfasst, die konfiguriert sind zum Steuern eines oder mehrerer der Anzahl von programmierbaren Eingabe/Ausgabe-Pins (E/A-Pins).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5730165 [0020]
US 6452514 [0021, 0023]
US 6288707 [0022]
US 5648642 [0022, 0023]

Claims

Wir beanspruchen:
Kapazitive Berührungsschaltlogik, wobei die Schaltlogik umfasst: eine Schnittstellenschaltlogik; und eine angesteuerte Abschirmschaltlogik, die betriebsmäßig mit der Schnittstellenschaltlogik gekoppelt und konfiguriert ist, um eine Abschirmspannung von einer ersten Spannungsschiene während einer Anzahl von Messzyklen zu einer zweiten Spannungsschiene nach der Anzahl von Messzyklen zu variieren.
Schaltlogik nach Anspruch 1, wobei die angesteuerte Abschirmung konfiguriert ist, um die Abschirmspannung von der zweiten Spannungsschiene zu der ersten Spannungsschiene zu Beginn einer zweiten Anzahl von Messzyklen zu variieren.
Schaltlogik nach Anspruch 1, wobei die angesteuerte Abschirmschaltlogik konfiguriert ist, um die Abschirmspannung gemäß einer ansteigenden oder abfallenden Flanke eines Vorladezyklus zu variieren.
Schaltlogik nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Erfassungsschaltlogik, die konfiguriert ist, um eine Spannung in Reaktion auf Änderungen der Kapazität einer Erfassungselektrode bereitzustellen.
Schaltlogik nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der Messzyklen einen ersten Messzyklus, einen letzten Messzyklus und mindestens einen Zwischenmesszyklus zwischen dem ersten Messzyklus und dem letzten Messzyklus umfasst.
Schaltlogik nach Anspruch 5, wobei sich eine Sensorspannungsänderung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus von einer Abschirmspannungsänderung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus unterscheidet.
Schaltlogik nach Anspruch 5, wobei eine Gesamtsensorspannungsänderung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus gleich der Abschirmspannungsänderung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus ist, wobei die Gesamtsensorspannungsänderung gleich der Summe einer ersten Sensorspannungsänderung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus und einer zweiten Sensorspannungsänderung von dem mindestens einen Zwischenmesszyklus zu dem letzten Messzyklus ist.
Verfahren zum Bereitstellen einer angesteuerten Abschirmung, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen einer Anzahl von Messungen an einer erfassten Leitung über eine Anzahl von Messzyklen, wobei die Messung auf eine Spannungsänderung an dieser erfassten Leitung anspricht; und Variieren einer an mindestens eine nicht erfasste Leitung angelegten Spannung über die Anzahl von Messzyklen umfasst, wobei sich eine Spannungsänderung an der mindestens einen nicht erfassten Leitung von der Spannungsänderung an der erfassten Leitung unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Spannungsänderung an der mindestens einen nicht erfassten Leitung und die Spannungsänderung an der erfassten Leitung während einer Messphase unterschiedlich sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Variieren der Spannung das Aktivieren einer zweiten Spannungsschiene im Anschluss an eine aktivierte erste Spannungsschiene umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei mindestens eine der ersten Spannungsschiene und der zweiten Spannungsschiene gleich Masse ist und mindestens eine der ersten Spannungsschiene und der zweiten Spannungsschiene gleich einer Versorgungsspannung ist.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Anzahl der Messzyklen einen ersten Messzyklus, einen letzten Messzyklus und mindestens einen Zwischenmesszyklus zwischen dem ersten Messzyklus und dem letzten Messzyklus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Gesamtspannungsänderung an der erfassten Leitung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus gleich der Spannungsänderung an der nicht erfassten Leitung vom ersten Messzyklus zum letzten Messzyklus ist, wobei die Gesamtspannungsänderung an der erfassten Leitung gleich der Summe einer ersten Spannungsänderung an der erfassten Leitung von dem ersten Messzyklus zu dem mindestens einen Zwischenmesszyklus und einer zweiten Spannungsänderung an der erfassten Leitung von dem mindestens einen Zwischenmesszyklus zu dem letzten Messzyklus ist.
Kapazitive Berührungsschaltlogik, wobei die Schaltlogik umfasst: Elektrodenschaltlogik; angesteuerte Abschirmschaltlogik, die konfiguriert ist, um eine oder mehrere inaktive Elektroden der Elektrodenschaltlogik zwischen zwei Referenzspannungsschienen anzusteuern, um gegenkapazitive Effekte an einer aktiven Erfassungselektrode zu induzieren; und Eigenkapazitätserfassungsschaltlogik, die betriebsmäßig mit der aktiven Erfassungselektrode gekoppelt und konfiguriert ist, um ein oder mehrere messbare Signale bereitzustellen, die die induzierten gegenkapazitiven Effekte anzeigen.
Schaltlogik nach Anspruch 14, ferner umfassend eine Messschaltlogik, die betriebsmäßig mit der Elektrodenschaltlogik gekoppelt und konfiguriert ist, um eine aktive Ansteuerelektrode anzusteuern, um dadurch Eigenkapazitätseffekte an der aktiven Erfassungselektrode zu induzieren.
Schaltlogik nach Anspruch 15, wobei die Messschaltlogik konfiguriert ist, um die aktive Ansteuerelektrode anzusteuern, während die angesteuerte Abschirmschaltlogik die eine oder die mehreren inaktiven Elektroden ansteuert.
Schaltlogik nach Anspruch 14, wobei die angesteuerte Abschirmschaltlogik konfiguriert ist, um einen Schiene-zu-Schiene-Impuls auszugeben und wobei die Messschaltlogik konfiguriert ist zum: Erzeugen von Messwerten, die teilweise gegenkapazitive Effekte des Schiene-zu-Schiene-Impulses umfassen; und Kombinieren der Messwerte, um einen endgültigen Messwert zu erzeugen, der die gegenkapazitiven Effekte nicht einschließt.
Verfahren zum Durchführen einer kapazitiven Erfassung, wobei das Verfahren umfasst: Ansteuern einer ersten Spannungsschiene an ersten inaktiven Erfassungsleitungen und ersten inaktiven Ansteuerleitungen während einer vorbestimmten Anzahl von Messphasen eines ersten Messzyklus; Messen einer aktiven Erfassungsleitung während des ersten Messzyklus; Ansteuern einer ersten Spannungsänderung an einer zweiten Spannungsschiene an den ersten inaktiven Erfassungsleitungen und den ersten inaktiven Ansteuerleitungen vor einem nachfolgenden Messzyklus; und Messen der aktiven Erfassungsleitung, während die zweite Spannungsschiene angesteuert wird und während einer letzten Messphase des ersten Messzyklus.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend das Kombinieren der Messungen während der vorbestimmten Anzahl von Messphasen und die Messung während des nachfolgenden Messzyklus.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner umfassend das Ansteuern einer zweiten Spannungsänderung an der ersten Spannungsschiene an zweiten inaktiven Erfassungsleitungen und zweiten inaktiven Ansteuerleitungen während einer beginnenden Messphase des nachfolgenden Messzyklus.
Mikrocontroller-Paket, umfassend: eine Anzahl programmierbarer Eingangs-/Ausgangs-Pins (E/A)-Pins; Erfassungsschaltlogik, die konfiguriert ist, um ein oder mehrere messbare Signale bereitzustellen, die Spannungsänderungen an einem oder mehreren der Anzahl von programmierbaren E/A-Pins anzeigen; und einen Berührungscontroller, der konfiguriert ist, um während einer Anzahl von Messzyklen eine angesteuerte Abschirmspannung bereitzustellen durch: Halten von einem oder mehreren programmierbaren E/A-Pins, die inaktiven Ansteuerelektroden und inaktiven Erfassungselektroden zugeordnet sind, an eine erste Spannungsschiene während eines ersten Messzyklus; und Ansteuern des einen oder der mehreren programmierbaren E/A-Pins, die inaktiven Ansteuerleitungen und inaktiven Erfassungsleitungen zugeordnet sind, an eine zweite Spannungsschiene während eines letzten Messzyklus.
Mikrocontroller-Paket nach Anspruch 21, wobei der Berührungscontroller ein eingebetteter Mikrocontroller ist.
Mikrocontroller-Paket nach Anspruch 21, wobei die erste Spannungsschiene gleich zur Masse ist und die zweite Spannungsschiene gleich einer Versorgungsspannung ist.
Mikrocontroller-Paket nach Anspruch 21, ferner umfassend einen digitalen Steuerbus, und wobei der Berührungscontroller betriebsmäßig mit dem digitalen Steuerbus gekoppelt ist.
Mikrocontroller-Paket nach Anspruch 24, ferner umfassend Allzweck-Eingabe-/Ausgabetreiber, die betriebsmäßig mit dem digitalen Steuerbus gekoppelt sind.
Mikrocontroller-Paket nach Anspruch 25, wobei die Allzweck-E/A-Treiber in Reaktion auf ein oder mehrere digitale Steuersignale, die von dem Berührungscontroller an den digitalen Steuerbus bereitgestellt werden, konfigurierbar sind.
Mikrocontroller-Paket nach Anspruch 24, wobei der Berührungscontroller einen oder mehrere benutzerdefinierte Eingabe/Ausgabe-Treiber (E/A-Treiber) umfasst, die konfiguriert sind zum Steuern eines oder mehrerer der Anzahl von programmierbaren Eingabe/Ausgabe-Pins (E/A-Pins).