DE112018006174T5 - Vorrichtung und Verfahren eines aktiven Eingabestifts - Google Patents

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DE112018006174T5
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Ronald Shipp
Tom Jose
Braon Moseley
Dan Morelli
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Abstract

Ein Eingabestiftsystem umfasst einen Sensor mit einer Mehrzahl von ersten Leitungen und einer Mehrzahl von zweiten Leitungen. Jedem der ersten Mehrzahl von Leitungen und jedem der zweiten Mehrzahl von Leitungen ist ein Empfänger zugeordnet. Das Eingabestiftsystem hat einen Signalprozessor, der so ausgebildet ist, dass er eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) an den von den Empfängern empfangenen Signalen während mehrerer aufeinanderfolgender verschachtelter Touch-Integrationsperioden und Eingabestift-Integrationsperioden durchführt. Das System identifiziert Touch-Ereignisse aus der FFT der Signale, die auf den Empfängern während einer Touch-Integrationsperiode empfangen werden; und es bestimmt die Position eines Eingabestifts und die von dem Eingabestift übertragenen Informationen aus der FFT der Signale, die auf den Empfängern während einer Eingabestift-Integrationsperiode oder einer Touch-Integrationsperiode empfangen werden.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 4. Dezember 2017 eingereichten US 62/594,502 , deren Inhalt hiermit durch Verweis hierin aufgenommen ist.
  • Bereich der Erfindung
  • Die offenbarte Vorrichtung und das Verfahren betreffen im Allgemeinen den Bereich der Eingabestiftabtastsysteme, und insbesondere eine Vorrichtung eines aktiven Eingabestifts und ein Verfahren zur Implementierung des aktiven Eingabestifts.
  • Hintergrund
  • Berührungsempfindliche (Touch-sensitive) Geräte sind aufgrund ihrer Benutzerfreundlichkeit und Vielseitigkeit als Eingabegeräte für verschiedene Computersysteme und andere Geräte beliebt. Ein berührungsempfindliches Gerät umfasst im Allgemeinen eine berührungsempfindliche Oberfläche (Touch-Oberfläche oder Touchscreen), die bei verschiedenen Anwendungen eine durchsichtige oder undurchsichtige Berührungsfläche sein kann. In vielen Anwendungen (z.B. bei Smartphones, Smartwatches, Touchscreen-Fernsehern und Touchscreen-Monitoren) umfasst eine durchsichtige berührungsempfindliche Oberfläche ein Anzeigegerät, das eine Berührungsschnittstelle verwendet, die es einem Benutzer durch entsprechende Software und Hardware ermöglicht, mit der Anzeige zu interagieren. Bei anderen Anwendungen (z.B. Touch-Pads) umfasst die Touch-Oberfläche kein Anzeigegerät, das durch sie hindurch betrachtet werden kann. Es sind viele Verfahren und Geräte zur Messung der Touch-Deltas (z.B. der messbaren Veränderung (d.h. der Reaktion), die sich aus einer Berührung ergibt) und aus diesen Messungen zur Bestimmung der Lage einer oder mehrerer Berührungen bekannt, siehe z.B. US 9,019,224 mit dem Titel „Low-Latency Touch Sensitive Device“, und US 9,158,411 mit dem Titel „Fast Multi-Touch Post Processing“, deren Offenbarungen hier durch diesen Verweis mit einbezogen sind.
  • Das Touch-Delta kann als Verhältnis in Dezibel (dB) ausgedrückt werden. Im Allgemeinen wirkt sich das Touch-Delta direkt auf das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für das System aus. In einem typischen kapazitiven Touch-Sensordesign sind hohe Touch-Deltas an der Berührungsfläche des Sensors wünschenswert. Im Allgemeinen würde ein Touch-Delta die Differenz zwischen der Basislinienreaktion eines Touch-Sensors und seiner Reaktion bei Vorhandensein eines Berührungsobjekts (z. B. eines Fingers oder Eingabestifts) widerspiegeln. Im Zusammenhang mit den oben genannten Patenten würde ein Touch-Delta eine Differenz zwischen der Basislinienreaktion eines Touch-Sensors bei jeder gegebenen Frequenz und seiner Reaktion bei diesen Frequenzen bei Vorhandensein eines Berührungsobjekts (z. B. eines Fingers oder Eingabestiftes) widerspiegeln.
  • Abschnitte eines Touch-Sensors -- bei denen es sich um leitende Materialien wie ITO oder Silber-Nanodraht handeln kann -- sind in eine Berührungsfläche eingebettet, auf dieser platziert oder in diese integriert (solche Abschnitte eines Touch-Sensors können hier z.B. als Leitungen, leitende Elemente oder Antennen bezeichnet sein). Erste und zweite Sätze von Leitungen für Touch-Sensoren sind typischerweise in einem Gitter- oder Kreuzungsmuster (z.B. Reihen und Spalten) angeordnet, jedoch müssen sich in anderen Konfigurationen, wie z.B. den in US 15/690,234 offenbarten (hierin durch Verweis aufgenommen), die ersten und die zweiten Sätze von Leitungen (auch der Einfachheit halber, nicht der Konfiguration wegen, als Reihen und Spalten bezeichnet) nicht schneiden. Entweder die Reihen oder die Spalten können mit Signalen oder Energie stimuliert werden, obwohl in einigen Ausführungsformen sowohl die Reihen als auch die Spalten stimuliert werden. Bei einer typischen Touch-Anwendung sind der Abstand zwischen den Reihen und der Abstand zwischen den Spalten im Allgemeinen einheitlich und liegt oft im Bereich von 4 mm bis 5 mm, kann aber auch schmaler oder breiter sein.
  • Wie hier verwendet, werden angesteuerte Leitungen manchmal als Steuerleitungen bezeichnet (bei denen es sich um Reihen oder Spalten handeln kann), und die Leitungen, auf denen Signale empfangen werden, werden manchmal als Messleitungen bezeichnet (bei denen es sich ebenfalls um Reihen oder Spalten handeln kann). Bei einigen Touch-Sensoren können die Leitungen des Touch-Sensors gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten als Antriebs- und Messleitungen fungieren, siehe z.B. US 9,811,214 mit dem Titel „Fast Multi-touch Noise Reduction“, dessen Offenbarung hier durch diesen Verweis mit einbezogen ist. Berührungsflächen wie die oben beschriebenen können eine Reihe von Berührungsregionen oder -knoten umfassen, die an den Kreuzungspunkten zwischen den Reihen der Steuerleitungen und den Spalten der Messleitungen gebildet sind. Um die Berührung auf der Berührungsfläche zu erfassen, während die Steuerleitungen mit Signalen angeregt werden, die kapazitiv mit den Messleitungen koppeln, werden Empfänger verwendet, um die gekoppelten Signale auf den Messleitungen zu messen.
  • In einigen Ausführungsformen bewirkt eine Berührung, dass die gekoppelten Signale auf den Messleitungen abnehmen und umgekehrt. Es ist zu beachten, dass das Wort „Berührung“ bzw. „Touch“, wie es hier verwendet wird, keine physische Berührung (z.B. ein tatsächlicher Kontakt) erfordert, sondern nur eine Annäherung, die ausreicht, um ein messbares Touch-Delta zu erzeugen. Im Allgemeinen erfasst ein berührungsempfindliches Gerät die Position von Touch-Deltas, die durch eine Berührung (d.h. ein Berührungsereignis) verursacht werden, indem die Empfänger, die das Touch-Delta erfassen, und die Signale, in denen das Touch-Delta erscheint, zu einer Position korreliert werden.
  • Obwohl die Reihen und Spalten in einigen Ausführungsformen als „Kreuzung“ bezeichnet sind, wird der Begriff „Kreuzung“ in diesem Zusammenhang so verwendet, wie er aus der Draufsicht betrachtet wird. Im Allgemeinen berühren sich die Reihen und Spalten nicht, sondern liegen so nahe beieinander, dass Signale auf der einen Seite kapazitiv an die andere gekoppelt sein können. In einigen Ausführungsformen befinden sich die Reihen und Spalten auf separaten Schichten. In einigen Ausführungsformen befinden sich die Reihen und Spalten auf getrennten Seiten eines Substrats. Die Reihen und Spalten können auf der gleichen Schicht angeordnet sein, können aber an jeder „Kreuzung“ überbrückt sein, was eine große Anzahl solcher Brücken erfordert. In einigen Ausführungsformen überschneiden sich die Reihen und Spalten nicht und können daher auf der gleichen Schicht platziert sein.
  • Die oben besprochenen Reihen-Spalten-Konfigurationen lassen sich leicht ätzen oder auf flachen flexiblen Oberflächen anordnen und dann auf einer Oberfläche aufbringen. Bei flachen Oberflächen funktioniert dies gut, jedoch kann die Verwendung von flach gefertigten Sensoren auf zusammengesetzten Krümmungen oder auf komplexen Oberflächen eine Mehrzahl von Problemen verursachen, einschließlich Dehnung und Stauchung, und kann zum Bruch von Leitungen z.B. während eines Wickelvorgangs führen.
  • Eingabestiftinstrumente (auch als „Pen“, d.h. Stift bzw. Eingabestift bekannt) werden heute häufig als Schnittstelle zu Touchscreenen bzw. Touchscreens verwendet. Es gibt eine Initiative zur Standardisierung des Pendesigns mit der Bezeichnung Universal Stylus Initiative (USI). Die USI arbeitet an der Entwicklung und Förderung einer Spezifikation für einen aktiven Eingabestift. Die USI definiert bestimmte Paketformate für die Kommunikation von Eingabestiftinformationen wie Druck, Tasten usw. Die USI-Pakete können in beide Richtungen gesendet werden, Uplink (von der USI-Steuerung zum Stift über den Sensor) und Downlink (vom Stift zur USI-Steuerung über den Sensor). Sobald ein Bakensignal von der USI-Steuerung gesendet wird, können Stifte in einem oder mehreren einer festen Anzahl von Zeitfenstern antworten. Ein Nachteil der USI-Standards ist die erhöhte Latenzzeit, da Daten während eines Datenpakets gesendet werden müssen. Berührungsposition und Stiftdaten können nicht gleichzeitig bestimmt werden, wenn nur der USI-Standard verwendet wird.
  • Es besteht ein Bedarf an einem Eingabestift und einem Eingabestiftsystem, das die Unzulänglichkeiten der vorhandenen Eingabestiftschnittstellen behebt.
  • Figurenliste
  • Die vorstehenden und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind für den Fachmann im Hinblick auf diese Offenbarung einschließlich jeder Beschreibung von Ausführungsformen und wie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt, in denen sich Bezugszeichen auf dieselben Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen, offensichtlich. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei der Schwerpunkt vielmehr auf der Veranschaulichung der Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen liegt.
    • 1 zeigt eine High-Level-Darstellung der Blöcke in einer beispielhaften Ausführungsform der Komponenten eines Eingabestiftes.
    • 2 ist ein High-Level-Blockdiagramm mit verschiedenen Betriebszuständen eines Eingabestiftsystems.
    • 3 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit einem invertierten Design mit Verstärkungseinstellung.
    • 4 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit invertiertem Design mit Verstärkungseinstellung und positivem zwischengeschalteten Feedback.
    • 5 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit einem nicht-invertierten Design mit Verstärkungseinstellung.
    • 6 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit nichtinvertiertem Design mit Verstärkungseinstellung und negativem zwischengeschalteten Feedback.
    • 7 ist ein Blockdiagramm eines Sensorsystems, das mit einem Multiplexer entsprechend einer hierin offenbarten Ausführungsform eines Eingabestift- und Sensorsystems ausgebildet ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In verschiedenen Ausführungsformen richtet sich die vorliegende Offenbarung auf schwebe-, kontakt- und druckempfindliche Systeme (z.B. Objekte, Panels oder Tastaturen) und deren Anwendungen in der realen Welt, in der künstlichen Realität, in der virtuellen Realität und in Augmented-Reality-Settings. Der Fachmann bevorzugt, dass die hier vorliegenden Offenbarungen allgemein für alle Arten von Systemen gelten, die schnelle Multi-Touch-Erfassung von Schwebe-, Kontakt- und Drucksituationen verwenden. In einer Ausführungsform können das vorliegende System und das Verfahren auf Panels und Displayoberflächen angewendet werden.
  • In dieser gesamten Offenbarung können die Begriffe „Berührung“ (bzw. „Touch“), „Berührungen“, „Berührungsereignis“ (bzw. „Touch-Ereignis“), „Kontakt“, „Kontakte“, „Schweben“ bzw. der Plural davon oder andere Deskriptoren verwendet sein, um Ereignisse oder Zeiträume zu beschreiben, in denen ein Stift, eine Taste, ein Schlüsselschalter, der Finger eines Benutzers, ein Objekt oder ein Körperteil von einem Sensor erfasst wird. Bei einigen Sensoren erfolgt die Erfassung nur, wenn der Benutzer in physischem Kontakt mit einem Sensor oder einem Gerät steht, in dem der Sensor verkörpert ist. In einigen Ausführungsformen, und wie allgemein mit dem Wort „Kontakt“ bezeichnet, erfolgen diese Erfassungen als Ergebnis eines physischen Kontakts mit einem Sensor oder einem Gerät, in dem der Sensor angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen, und wie manchmal allgemein mit dem Begriff „schweben“ bezeichnet, kann der Sensor so ausgebildet sein, dass er die Erfassung von „Berührungen“ ermöglicht, die in einem Abstand über der Berührungsfläche schweben oder anderweitig von der Sensorvorrichtung getrennt sind und eine erkennbare Veränderung verursachen, obwohl das leitende oder kapazitive Objekt, z.B. ein Eingabestift bzw. Stift oder Pen, nicht in tatsächlichem physischen Kontakt mit der Oberfläche steht. Daher sollte der Sprachgebrauch innerhalb dieser Beschreibung, die sich auf den gefühlten physischen Kontakt stützt, nicht so verstanden werden, dass die beschriebenen Techniken nur auf diese Ausführungsformen anwendbar sind; in der Tat würde fast alles, wenn nicht sogar alles von dem, was hier beschrieben wird, gleichermaßen auf „Kontakt“ und „Schweben“ zutreffen, was jeweils eine „Berührung“ (hierin auch als „Touch“ oder „Touch-Ereignis“ bezeichnet) ist. Im Allgemeinen bezieht sich das Wort „schweben“, wie hier verwendet, auf berührungslose Touch-Ereignisse oder Berührungen, und wie hier verwendet, ist der Begriff „schweben“ eine Art von „Berührung“ in dem Sinne, dass hierin „Berührung“ gemeint ist. Somit umfassen der Ausdruck „Berührungsereignis“ und das Wort „Berührung“, wenn es als Substantiv verwendet wird, eine Beinahe-Berührung und ein Beinahe-Berührungsereignis oder jede andere Geste, die mit Hilfe eines Sensors identifiziert werden kann. „Druck“ bezieht sich auf die Kraft pro Flächeneinheit, die durch einen Benutzerkontakt (z.B. durch Drücken mit den Fingern oder der Hand) gegen die Oberfläche eines Objekts ausgeübt wird. Die Stärke des „Drucks“ ist in ähnlicher Weise ein Maß für den „Kontakt“, d.h. die „Berührung“. „Berührung“ bezieht sich auf die Zustände „Schweben“, „Kontakt“, „Druck“ oder „Greifen“, während ein Nicht-Vorhandensein von „Berührung“ im Allgemeinen durch Signale erkannt wird, die unter einem Schwellenwert für eine genaue Messung durch den Sensor liegen. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform können Touch-Ereignisse mit sehr geringer Latenzzeit, z.B. in der Größenordnung von zehn Millisekunden oder weniger oder in der Größenordnung von weniger als einer Millisekunde, erkannt, verarbeitet und nachgeschalteten Rechenprozessen zugeführt werden.
  • Wie hierin verwendet, und insbesondere innerhalb der Ansprüche, sollen Ordnungsbegriffe wie erster und zweiter nicht an und für sich Sequenz, Zeit oder Eindeutigkeit implizieren, sondern dienen vielmehr dazu, ein beanspruchtes Konstrukt von einem anderen zu unterscheiden. Bei einigen Verwendungen, bei denen der Kontext es vorschreibt, können diese Begriffe implizieren, dass „der erste“ und „der zweite“ eindeutig sind. Wenn zum Beispiel ein Ereignis zu einem ersten Zeitpunkt und ein anderes Ereignis zu einem zweiten Zeitpunkt eintritt, ist nicht beabsichtigt, dass der erste Zeitpunkt vor dem zweiten Zeitpunkt, nach dem zweiten Zeitpunkt oder gleichzeitig mit dem zweiten Zeitpunkt eintritt. Wenn jedoch die weitere Einschränkung, dass der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt eintritt, im Anspruch definiert ist, würde der Kontext erfordern, dass der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt als eindeutige Zeitpunkte „gelesen“ werden müssten. In ähnlicher Weise sollen Ordnungsbegriffe, wenn der Kontext dies vorschreibt oder zulässt, weit ausgelegt werden, so dass die beiden identifizierten Anspruchskonstrukte dasselbe Merkmal oder ein unterschiedliches Merkmal aufweisen können. So könnten z.B. eine erste und eine zweite Frequenz, ohne weitere Einschränkung, die gleiche Frequenz sein, z.B. die erste Frequenz 10 MHz und die zweite Frequenz 10 MHz; oder es könnten verschiedene Frequenzen sein, z.B. die erste Frequenz 10 MHz und die zweite Frequenz 11 MHz. Der Kontext kann etwas anderes vorschreiben, z.B. wenn eine erste und eine zweite Frequenz weiter darauf beschränkt sind, frequenzorthogonal zueinander zu sein; in diesem Fall könnten sie nicht die gleiche Frequenz sein
  • Die gegenwärtig offenbarten Systeme und Verfahren beinhalten Prinzipien, die sich beziehen auf und geeignet sind für den Entwurf, die Herstellung und die Verwendung von Sensoren auf kapazitiver Basis, und insbesondere Sensoren auf kapazitiver Basis, die ein auf orthogonaler Signalübertragung basierendes Multiplexschema verwenden, wie z.B., aber nicht nur, Frequenzmultiplex (FDM), Codemultiplex (CDM) oder eine hybride Modulationstechnik, die sowohl FDM- als auch CDM-Verfahren kombiniert. Verweise auf Frequenzen hierin könnten sich auch auf andere orthogonale Signalgrundlagen beziehen. Somit enthält die vorliegende Anmeldung durch Verweis den Inhalt der früheren US-Anmeldung 9,019,224 der Anmelderin mit dem Titel „Low-Latency Touch Sensitive Device“ und den Inhalt der US-Anmeldung 9,158,411 mit dem Titel „Fast Multi-Touch Processing“. Diese Anmeldungen offenbaren FDM-, CDM- oder FDM/CDM-Hybrid-Touch-Sensoren, die in Verbindung mit den derzeit veröffentlichten Sensoren verwendet werden können. Bei solchen Sensoren werden Interaktionen erfasst, wenn ein Signal aus einer Reihe mit einer Spalte gekoppelt (erhöht) oder entkoppelt (verringert) wird und das Ergebnis auf dieser Spalte empfangen wird. Durch sequentielles Anregen der Reihen und Messen der Kopplung des Anregungssignals an den Spalten kann eine Heatmap erstellt werden, die Kapazitätsänderungen und damit die Nähe widerspiegelt.
  • Die vorliegende Anmeldung verwendet auch Prinzipien, die in schnellen Multi-Touch-Sensoren und anderen Schnittstellen verwendet werden, die in folgenden Anmeldungen offenbart sind: US 9,933,880 ; US 9,019,224 ; US 9,811,214 ; US 9,804,721 ; US 9,710,113 ; und US 9,158,411 . Kenntnis der Offenbarungen, Konzepte und Nomenklatur dieser Patentanmeldungen wird angenommen. Die gesamte Offenbarung dieser Patentanmeldungen und der darin durch Verweis aufgenommenen Anmeldungen ist hierin durch Verweis mit aufgenommen. Die vorliegende Anmeldung verwendet auch Prinzipien, die in schnellen Multi-Touch-Sensoren und anderen in den folgenden Patentdokumenten offenbarten Schnittstellen verwendet werden: US 15/162,240 ; US 15/690,234 ; US 15/195,675 ; US 15/200,642 ; US 15/821,677 ; US 15/904,953 ; US 15/905,465 ; US 15/943,221 ; US 62/540,458 , US 62/575,005 , US 62/621,117 , US 62/619,656 und PCT-Veröffentlichung PCT/US2017/050547 , wobei Kenntnis der Offenbarungen, Konzepte und Nomenklatur dieser Patentdokumente angenommen wird. Die gesamte Offenbarung dieser Anmeldungen und die darin durch Verweis aufgenommenen Anmeldungen sind hier durch Verweis mit aufgenommen.
  • Der neuartige aktive Eingabestift und das Verfahren zu seinem Betrieb können in Verbindung mit einem Sensor (z.B. einem Touch-Sensor) verwendet werden, dessen Oberfläche aus Reihen-Leitungen (bzw. Reihenleitern) und Spalten-Leitungen (bzw. Spaltenleitern) besteht, die nicht miteinander in ohmschem Kontakt stehen. Die Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen können sich auf getrennten Substraten, auf gegenüberliegenden Seiten eines einzigen Substrats oder auf derselben Seite des Substrats befinden. Wenn sich die Reihen- und Spalten-Leitungen auf derselben Seite eines Substrats befinden, kann der ohmsche Kontakt durch Brücken vermieden werden, oder die Reihen und Spalten können so angeordnet sein, dass sie sich nicht überlappen und somit keine Brücken erforderlich sind.
  • Handelt es sich bei dem verwendeten Sensor um einen Touch-Sensor, kann das Sensorsystem einen Signalgenerator zur Erzeugung von Steuersignalen auf dem einen Satz (z.B. Reihen oder Spalten) von Leitungen und einen Empfänger zur Erfassung von Signalen auf dem anderen Satz (z.B. Spalten oder Reihen) von Leitungen umfassen. In einer Ausführungsform erzeugen ein oder mehrere Signalgeneratoren Steuersignale auf beiden Sätzen von Leitungen. In einer Ausführungsform erzeugen ein oder mehrere Signalgeneratoren gleichzeitig Steuersignale auf beiden Sätzen von Leitungen. In einer Ausführungsform erzeugen ein oder mehrere Signalgeneratoren Steuersignale auf jeweils einem Satz von Leitungen, wobei aber ein Multiplexer solche Steuersignale entweder an die Reihen oder an die Spalten leiten kann. In einer Ausführungsform empfangen ein oder mehrere Empfänger Signale auf beiden Sätzen von Leitungen. In einer Ausführungsform empfangen ein oder mehrere Empfänger gleichzeitig Signale von beiden Sätzen von Leitungen. In einer Ausführungsform empfangen ein oder mehrere Empfänger gleichzeitig Signale auf jeweils einem Satz von Leitungen, wobei aber ein Multiplexer solche Signale entweder von den Reihen oder von den Spalten an einen oder mehrere Empfänger leiten kann.
  • 1 zeigt eine High-Level-Darstellung der Funktionsblöcke in einer beispielhaften Ausführungsform der Komponenten eines Eingabestiftes 100. Es soll davon ausgegangen werden, dass je nach den Anforderungen und Spezifikationen des Sensorsystems, in dem der Eingabestift 100 eingesetzt werden soll, andere oder weniger Komponenten als Teil eines Eingabestiftes 100 verwendet werden können. Der Eingabestift 100 kann mit einem USB-Lithium-Ladegerät 102 ausgestattet sein. Das USB-Lithium-Ladegerät kann USB-Steckdosen verwenden, um einen 3,7-V-Lithium-Akku 104 aufzuladen. Die 3,7-V-Lithium-Batterie 104 kann an einen Low-Dropout-Regler (LDO) 106 angeschlossen sein. LDO 106 ist ein linearer DC-Spannungsregler, der die Ausgangsspannung auch dann regeln kann, wenn die Versorgungsspannung sehr nahe an der Ausgangsspannung liegt.
  • Der Eingabestift 100 kann auch einen Beschleunigungsmesser 108 aufweisen, der funktionsfähig mit einem Mikrocontroller 120 verbunden ist. Der Beschleunigungsmesser 108 ist in der Lage, Bewegungsänderungen zu erkennen, die durch den Eingabestift 100 während der Verwendung des Eingabestiftes 100 vorgenommen werden. Die vom Beschleunigungsmesser 108 gemessenen Änderungen können vom Mikrocontroller 120 in ein Signal umgewandelt werden, das vom Eingabestift 100 während einer der unten besprochenen Integrationsperioden an das Sensorsystem übertragen werden kann.
  • Der Eingabestift 100 kann auch eine Löschspitze 110 aufweisen, die funktionsfähig mit einer Pulsweitenmodulations-Löschkomponente 118 und dem Mikrocontroller 120 verbunden ist. Die Löschspitze 110 kann sich am anderen Ende des Stiftes befinden. Die Löschspitze 110 ist in der Lage, Markierungen zu löschen, die gemacht wurden und/oder auf dem Display vorhanden sind. Das Signal der Löschspitze kann vom Eingabestift 100 während einer der unten besprochenen Integrationsperioden an das Sensorsystem übertragen werden. In einer Ausführungsform ist das Signal der Löschspitze frequenzmäßig orthogonal zu dem vom Eingabestift ausgegebenen Signal.
  • Der Eingabestift 100 kann auch über einen Drucksensor 112 verfügen, der sich in der Nähe der Spitze des Eingabestiftes 100 befinden kann. Der Drucksensor 112 kann funktionsfähig an einen AD2 114 (ein Zweikanal-Leistungsverstärker) angeschlossen sein. Der Drucksensor 112 oder der AD2 114 kann funktionsfähig an einen Mikrocontroller 120 angeschlossen sein. Der Drucksensor 112 ist in der Lage, Druckänderungen zu erkennen, die durch den Eingabestift 100 während der Verwendung des Eingabestiftes 100 erzeugt werden. Die vom Drucksensor 112 gemessenen Änderungen können vom Mikrocontroller 120 in ein Signal umgewandelt werden, das vom Eingabestift 100 während einer der unten besprochenen Integrationsperioden an das Sensorsystem übertragen werden kann.
  • Der Mikrocontroller 120 ist betriebsfähig mit einer internen Referenz und Komparator 122 und einem numerisch gesteuerten Oszillator (NCO) 116 verbunden. Die interne Referenz und Komparator 122 und der NCO 116 können verwendet werden, um ein Signal zu erzeugen, das an den Sensor übertragen werden soll. Der Mikrocontroller 120 ist in der Lage, die Informationen des Beschleunigungsmessers 108, der Löschspitze 110 und des Drucksensors 112 zu verarbeiten, um über die interne Referenz und Komparator 122 und den NCO 116 die entsprechenden Signale zu erzeugen.
  • Der Mikrocontroller 120 und seine zugehörigen Komponenten sind betriebsfähig mit einem Verstärker 124, einem Hochspannungsbooster 126, einem Tiefpassfilter 128 und einem Multiplexer 130 verbunden, die wiederum mit einer Stiftspitze 132 verbunden sind. Die Signale, die vom Eingabestift 100 erzeugt werden, werden über die Stiftspitze 132 an einen Sensor übertragen.
  • 2 ist ein High-Level-Blockdiagramm der verschiedenen Betriebszustände eines Eingabestiftsystems. Das Flussdiagramm zeigt die Bewegung von Schritten aus einem Ruhezustand in die Bewegung des Stiftes. Schritt 202 kennzeichnet einen Ruhezustand für den Eingabestift. Während des Ruhezustands wird festgestellt, ob eine Bewegung des Eingabestifts vorliegt oder nicht. Die Bewegung des Eingabestiftes kann auf der Grundlage der Verwendung von Sensoren im Eingabestift, z. B. eines Beschleunigungsmessers, bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird die Bewegung des Eingabestifts auf der Grundlage des Empfangs von Signalen auf dem Touch-Sensor bestimmt.
  • In Schritt 204 bewegt sich der Eingabestift aus dem Ruhezustand in den Schwebezustand. Schwebezustand ist ein Zustand, der sich über der Oberfläche eines Touch-Sensors befindet, aber nicht in Kontakt mit der Oberfläche des Touch-Sensors ist. Basierend auf der Bestimmung eines Schwebezustands können der Touch-Sensor und die Programmierung darauf reagieren.
  • In Schritt 204 wird bestimmt, ob der Eingabestift Druck ausübt oder nicht. Der Druck des Eingabestiftes kann durch einen Drucksensor bestimmt werden. In einer Ausführungsform wird der Druck des Eingabestiftes durch die vom Touch-Sensor erfasste Bewegung des Eingabestiftes bestimmt. In einer Ausführungsform wird der Druck des Eingabestiftes durch eine vorausschauende Bestimmung des Eingabestiftes bestimmt. In einer Ausführungsform wird der Druck des Eingabestiftes auf der Grundlage der Drucksensoren bestimmt, die sich auf dem Körper des Eingabestiftes befinden.
  • Wenn der Eingabestift einen Druck ausübt, kann das Eingabestiftsystem zu einem Synchronisationsschritt 206 übergehen, wobei der Eingabestift mit dem Sensorsystem synchronisiert wird und ein Komparator die jeweilige Signalstärke so einstellt, dass sie mit dem Sensorsystem und dem gemessenen Druck übereinstimmt. Durch die Synchronisierung des Eingabestifts mit dem Touch-Sensor sind die vom Eingabestift übertragenen Signale phasengleich, oder alternativ kann die Phase der vom Eingabestift übertragenen Signale als Reaktion auf die vom Touch-Sensor empfangenen Signale eingestellt sein. So kann der Eingabestift beispielsweise die vom Touch-Sensor empfangenen Daten verwenden, um die Signale vom Eingabestift zu invertieren, so dass sie gegenüber einem auf dem Touch-Sensor übertragenen Signal um 180 Grad phasenverschoben sind. Durch die Invertierung der Phase der vom Eingabestift übertragenen Signale erscheinen die vom Eingabestift übertragenen Eingabestiftsignale anders als die des Touch-Sensors.
  • Die 3 bis 6 zeigen Diagramme von aktiven Eingabestiften. Die gezeigten aktiven Eingabestifte verwenden invertierte und nicht invertierte Designs. Die Verwendung eines inversen Designs mit Verstärkungseinstellung ist in der Lage, die Signalstärke zu verstärken und zu verbessern, die durch die Anwesenheit des aktiven Eingabestifts und das Signal, das an einen Touch-Sensor übertragen wird, beeinflusst wird. Die Verwendung des Begriffs „invertiert“ hier und mit Bezug auf die in den 3 bis 6 gezeigten Diagrammen bedeutet, dass die Frequenzen, die auf dem Touch-Sensor übertragen und vom Eingabestift empfangen werden, um 180 Grad phasenverschoben sind. In einer Ausführungsform werden die Signale zusätzlich zur Invertierung der Phase der empfangenen Signale verstärkt. Durch die Verstärkung und Phasenverschiebung der Signale, die an den Touch-Sensor zurückgesendet werden, kann der Touch-Sensor die empfangenen Signale klarer wahrnehmen, d.h. die empfangenen Signale erscheinen stärker.
  • Zur Unterscheidung zwischen einer Berührung oder der Verwendung eines Eingabestifts auf einem Touch-Sensor, sucht der Touch-Sensor nach dem eindeutigen Signal, das von einem aktiven Eingabestift auf die Reihen- und Spalten-Leitungen übertragen wird. Wenn mehr als ein Eingabestift vorhanden ist, kann es schwierig sein, zwischen den beiden zu unterscheiden, wenn sie sich an der gleichen Stelle befinden. Durch die Verwendung „nicht-invertierter“ Designs können die Frequenzen und Phasen in der Nähe der Spitze des Eingabestifts erfasst und so verstärkt werden, dass sie einen Phasenversatz von 0 aufweisen. Das Ergebnis des 0-Phasenversatzes ist eine positive Verschiebung der vom Touch-Sensor empfangenen Signale. Berührungen führen zu einer negativen Verschiebung, Eingabestiftsignale zu einer positiven Verschiebung. Dies erleichtert die Unterscheidung der jeweiligen Signale.
  • Bei der Synchronisation der Eingabestifte kann entweder die invertierte oder die nicht-invertierte Technik verwendet werden. Alternativ dazu kann der Eingabestift, anstatt die Signale in der Nähe der Spitze zu empfangen und mit Verstärkung und/oder Phasenversatz weiterzuleiten, mit dem Bildschirm synchronisiert sein. Nach der Synchronisierung mit dem Bildschirm können drei oder fünf Sensor-Bins erstellt werden. Nach der Erstellung dieser drei oder fünf Sensor-Bins ist es möglich, eine negative Verschiebung und/oder eine positive Verschiebung zu erzeugen, weshalb es daher keinen separaten Frame für den Eingabestift erfordern würde.
  • Um auf die invertierte und nicht-invertierte Eingabestifttechnik zurückzukommen: 3 ist ein Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit invertiertem Design mit Verstärkungseinstellung für den im System verwendeten Eingabestift. Das Eingabestiftsystem 300 hat einen Sensor 301 und ein Deckglas 302. Der Sensor 301 besteht aus Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen, wie oben beschrieben. Der Eingabestift umfasst eine Eingangselektrode 303, die in der Lage ist, Signale vom Sensor 301 zu erkennen und zu empfangen. Die empfangenen Signale sind die Signale, die entweder über die Reihen-Leitungen und/oder die Spalten-Leitungen, die vom Sensor 301 verwendet werden, übertragen wurden. Die von der Eingangselektrode 303 empfangenen Signale werden an eine Reihe von invertierten Verstärkungen 310 übertragen. Die Reihe der invertierten Verstärkungen 310 kann betriebsfähig mit einem Rail-Detect 308 und einem Tiefpassfilter 306 verbunden sein.
  • Als Teil des Eingabestiftes ist weiterhin die Ausgangselektrode 304 ausgebildet, die Signale an den Sensor 301 ausgeben kann. Die Abschirmung 305 umgibt die Leitungen, die Signale von den Eingangselektroden 303 übertragen, so dass die Eingangssignale und die Ausgangssignale sich nicht gegenseitig beeinflussen oder stören.
  • 4 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit einem invertierten Design mit Verstärkungseinstellung und positivem Feedback für den Eingabestift. Das Eingabestiftsystem 400 hat einen Sensor 401 und ein Deckglas 402. Der Sensor 401 kann aus den Reihen- und Spalten-Leitungen bestehen, wie oben beschrieben. Der Eingabestift besteht aus einer Eingangselektrode 403, die Signale vom Sensor 401 empfangen und erfassen kann. Bei den empfangenen Signalen handelt es sich um die Signale, die von einer oder beiden Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen übertragen werden.
  • Ein weiterer Bestandteil des Eingabestifts ist eine Ausgangselektrode 404, die in der Lage ist, Signale an den Sensor 401 auszugeben. Die Abschirmung 405 umgibt die Leitungen, die Signale von der Eingangselektrode 403 übertragen, so dass sie nicht durch Rauschen von den Ausgangselektroden 404 beeinträchtigt werden. Von der Eingangselektrode 403 empfangene Signale werden an die invertierten Verstärkungen 410 übertragen, die betriebsfähig mit dem Rail-Detect 408 und dem Tiefpassfilter 406 verbunden ist. Eine zusätzliche Verbindung zwischen den invertierten Verstärkungen 410 und der Eingangselektrode 403 ist in der Lage, ein positives Feedback in Bezug auf die von der Eingangselektrode 403 übertragenen Signale zu liefern.
  • 5 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit einem nicht-invertierten Design mit Verstärkungseinstellung für den Eingabestift. Das Eingabestiftsystem 500 hat einen Sensor 501 und ein Deckglas 502. Der Sensor 501 besteht, wie oben beschrieben, aus den Reihen- und Spalten-Leitungen. Der Eingabestift besteht aus einer Eingangselektrode 503, die in der Lage ist, Signale vom Sensor 501, die auf den Reihen- und Spalten-Leitungen übertragen werden, zu erkennen und zu empfangen. Weiterhin ist am Eingabestift die Ausgangselektrode 504 angebracht, die Signale an den Sensor 501 ausgeben kann. Die Abschirmung 505 umgibt die Verbindungen, die Signale von den Eingangselektroden 503 übertragen, so dass sie nicht von den Signalen der Ausgangselektrode 504 beeinflusst werden oder diese beeinflussen. Signale, die von der Eingangselektrode 503 empfangen werden, werden an invertierte Verstärkungen 510 übertragen, die betriebsfähig mit dem Rail-Detect 508 und dem Tiefpassfilter 506 verbunden sind. In dieser Ausführung verwendet das Eingabestiftsystem 500 nur zwei invertierte Verstärkungen 510, um ein nicht-invertiertes Design zu erhalten.
  • 6 ist ein High-Level-Blockdiagramm eines Eingabestiftsystems mit einem nicht-invertierten Design mit Verstärkungseinstellung und zwischengeschaltetem negativen Feedback für einen Eingabestift. Das Eingabestiftsystem 600 hat einen Sensor 601 und ein Deckglas 602. Der Sensor 601 besteht aus den Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen, wie oben beschrieben. Der Eingabestift besteht aus einer Eingangselektrode 603, die in der Lage ist, Signale vom Sensor 601 zu erkennen und zu empfangen, die von einer oder beiden Reihen-Leitungen oder Spalten-Leitungen erkannt und empfangen werden.
  • Weiterhin ist am Eingabestift eine Ausgangselektrode 604 angebracht, die Signale an den Sensor 601 ausgeben kann. Eine Abschirmung 605 umgibt die Verbindungen, die Signale von der Eingangselektrode 603 übertragen, so dass sie nicht durch Signale von oder zu den Ausgangselektroden 604 beeinflusst werden. Signale, die von der Eingangselektrode 603 empfangen werden, werden an invertierte Verstärkungen 610 übertragen, die funktionsfähig mit dem Rail-Detect 608 und dem Tiefpassfilter 606 verbunden sind. Eine zusätzliche Verbindung zwischen der Eingangselektrode und der invertierten Verstärkung 610 ist in der Lage, ein negatives Feedback in Bezug auf die von der Eingangselektrode 603 übertragenen Signale zu erzeugen. Das Eingabestiftsystem 600 verwendet nur zwei invertierte Verstärkungen 610, um ein nicht-invertiertes Design zu erhalten.
  • 7 ist ein Blockdiagramm eines Touchpanels 740, das mit dem Sensor und dem Eingabestiftsystem verwendet wird. Ein Multiplexer 702 und die Prozessoren 720 können mit Eingabestiften und dem Touchscreen, wie den oben beschriebenen, verwendet werden. Das System kann eine Reihe von Prozessoren 720 einsetzen, die in der Lage sind, die Signale zu erzeugen und zu verarbeiten, die über das Touchpanel 740 gesendet und empfangen werden. Ein Multiplexer 702 unterstützt zusätzlich den Empfang und die Übertragung von Signalen über das Touchpanel 740, die von den Prozessoren 702 verarbeitet werden. Die von den Prozessoren empfangenen und verarbeiteten Signale werden schließlich vom System weiterverarbeitet, um Daten an die Systemanzeige auszugeben.
  • In einer Ausführungsform wird ein Signalgenerator verwendet, um eine Mehrzahl orthogonaler Signale zu erzeugen, die über die Reihen- und/oder Spalten-Leitungen zum Touchscreen 740 übertragen werden. In einer Ausführungsform wird der Signalgenerator verwendet, um eine Mehrzahl von orthogonalen Frequenzsignalen zu erzeugen, die einer Sinuswelle angenähert sind. In einer Ausführungsform wird jede Reihen-Leitung und/oder Spalten-Leitung, auf der ein Signal übertragen wird, mit einem eindeutigen Signal versehen, das frequenzmäßig orthogonal zu dem Signal auf jeder anderen Reihen- oder Spalten-Leitung ist, auf der ein Signal übertragen wird. In einer Ausführungsform werden ein oder mehrere Empfänger verwendet, um Signale auf Reihen- und/oder Spalten-Leitungen zu erkennen und die Berührung auf der Grundlage der erfassten Signale zu bestimmen.
  • In einer Ausführungsform werden die empfangenen Signale in den Frequenzbereich transformiert. In einer Ausführungsform werden die empfangenen Signale mit Hilfe einer Fourier-Transformation verarbeitet. In einer Ausführungsform werden die über eine Integrationsperiode empfangenen Signale mit Hilfe einer diskreten Fourier-Transformation verarbeitet. In einer Ausführungsform werden die über eine Integrationsperiode empfangenen Signale mit Hilfe einer diskreten Fast-Fourier-Transformation (d.h. FFT) verarbeitet. Die Verwendung einer FFT an den während einer Messperiode entnommenen Abtastwerten führt zur Bereitstellung von Werten in jedem einer Mehrzahl von Bins. Die Anzahl der Bins hängt von der Abtastrate und der Integrationsperiode ab.
  • Zum Beispiel kann eine Integrationszeit 512 µs betragen, d.h. eine Messperiode von 512 µs. Bei einer Abtastrate von 4 MHz, die 4 Mega-Abtastwerte pro Sekunde (mSps) ergibt, dauert die Messung von 2048 Abtastwerten 0,0005 Sekunden, d.h. etwa 512 µs. Der Bin-Abstand der FFT beträgt 4 MHz geteilt durch die 2048 Abtastwerte, d.h. etwa 2 KHz (oder genauer gesagt 1,953125 KHz). Die resultierende FFT wird 1024 Bins haben, die durch 1,953125 KHz voneinander getrennt sind. Für einen Fachmann wird es offensichtlich sein, dass höhere oder niedrigere Abtastraten verwendet werden können, dass mehr oder weniger Abtastungen genommen werden können und dass eine längere oder kürzere Integrationszeit verwendet werden kann. Bei ansonsten gleichen Bedingungen führen höhere Abtastraten zu einem größeren Binabstand. Außerdem gibt es einen Kompromiss zwischen der Integrationsperiode - die dem Kehrwert einer maximalen Anzahl von Frames von Berührungsdaten pro Sekunde entspricht - und der Bin-Tiefe und dem Bin-Abstand.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Touch-Panel mit 68 Reihen-Leitungen und 121 Spalten-Leitungen vorgesehen. (Wo die Reihen- und Spalten-Leitungen einen Abstand von etwa 5 mm hatten, entsprechen 68x121 etwa einem 27-Zoll-Bildschirm). In dieser beispielhaften Ausführungsform ist jede Reihen-Leitung mit einem Sender und jede Spalten-Leitung mit einem Empfänger verbunden. In dieser beispielhaften Ausführungsform wird während einer Integrationsperiode (d.h. Messperiode) auf jede der Reihen-Leitungen eine andere orthogonale Frequenz übertragen. In dieser beispielhaften Darstellung werden die von den Empfängern empfangenen Signale bei 4 MHz abgetastet. In dieser beispielhaften Ausführungsform werden an jedem Empfänger 2048 Abtastwerte genommen und daraufhin eine FFT durchgeführt. In dieser beispielhaften Ausführungsform gibt es 1024 FFT-Bins, von denen jeder einer Frequenz entspricht, jedoch sind nur 68 Bins für die Interpretation der Berührungsdaten in den 68 eindeutigen Reihensignalen erforderlich, so dass 956 Bins verbleiben, die nicht benötigt werden.
  • In einigen Ausführungsformen sind mehrere orthogonale Frequenzen auf einer oder mehreren Reihen-Leitungen oder sogar auf jeder Reihen-Leitung erforderlich. In einigen Ausführungsformen sind auch eine oder mehrere orthogonale Frequenzen auf einer oder mehreren Spalten-Leitungen oder sogar auf jeder Spalten-Leitung erforderlich. In einer Ausführungsform, in der zwei Frequenzen auf jeder Reihen-Leitung und gleichzeitig zwei Frequenzen auf jeder Spalten-Leitung verwendet werden, würden in der dargestellten Ausführungsform immer noch 1024-((2*68)+(2*121)) oder 646 Bins übrig bleiben, die nicht benötigt werden.
  • In einer Ausführungsform können Bins, die nicht für die Berührung verwendet werden, von einem Eingabestift verwendet werden, um Informationen über einen Sensor zu liefern. Ein Eingabestift kann Informationen über Tastendruck, Kontakt, Druck, Neigung und/oder Drehung übermitteln. In einer Ausführungsform umfasst ein Eingabestift eine kapazitive Berührungsschnittstelle (z. B. drei oder mehr Spalten-Leitungen, die über die Länge des Eingabestifts verlaufen, und eine Anzahl von Reihen-Leitungen (z. B. alle 5 mm), die die Breite des Eingabestifts in einem Griffbereich umgeben), und kann rohe oder verarbeitete Berührungsinformationen von dieser Berührungsschnittstelle über einen Sensor übermitteln. In einer Ausführungsform umfasst ein Eingabestift eine kapazitive Berührungsschnittstelle, die Informationen darüber ermitteln kann, wie der Stift gehalten oder verwendet wird, und kann über einen Sensor Informationen darüber kommunizieren, wie er gehalten oder verwendet wird. In einer Ausführungsform umfasst ein Eingabestift eine kapazitive Berührungsschnittstelle und Software zur Bestimmung eines Skelettmodells der greifenden Hand, und kann das Skelettmodell über einen Sensor übermitteln.
  • In einer anderen beispielhaften Ausführungsform werden bei Verwendung eines Touchscreens mit 68 Reihen und 121 Spalten und einer Integrationsperiode von 512 µs die von den Empfängern empfangenen Signale bei 8 MHz abgetastet, so dass an jedem Empfänger 4096 Abtastwerte genommen werden. Nach der Durchführung einer FFT stehen 2048 Bins zur Verfügung, von denen jedes einer Frequenz entspricht, so dass 1980 für die Kommunikation mit einem Eingabestift über einen Sensor zur Verfügung stehen.
  • In einer Ausführungsform kann der Eingabestift einen oder mehrere Empfänger umfassen, um Signale zu empfangen, die auf Leitungen auf dem Sensor gegeben werden. In einer Ausführungsform hat der Sensor eine Touch-Integrationsperiode (TIP) und eine Eingabestift-Integrationsperiode (SIP). In einer Ausführungsform werden während einer TIP Signale in Reihen übertragen und Signale in Spalten empfangen, wobei während einer SIP Signale in Reihen und Spalten empfangen werden. Eine solche Konfiguration liefert Eingabestiftinformationen (während der SIP) ohne Rauschen, das von den Sendern verursacht werden kann.
  • In einer Ausführungsform wird während der TIP jede Steuerleitung (z.B. Reihen-Leitungen) mit einem anderen Signal angesteuert, und die Signale auf jeder Messleitung (z.B. Spalten-Leitungen) werden abgetastet und verarbeitet, um die Berührung zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann während der SIP jeder Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen als Messleitung verwendet werden, und die Signale auf jeder Leitung werden abgetastet und verarbeitet, um die vom Eingabestift durch den Sensor gesendeten Informationen zu bestimmen. In einer Ausführungsform sind TIP und SIP jeweils eine Periode gleicher Länge (z.B. 512 µs), und die Abtastung erfolgt mit der gleichen Abtastrate (z.B. 4 MSps). In einer Ausführungsform sind TIP und SIP ineinander verschachtelt, so dass sie aufeinander folgen. In einer Ausführungsform können mehrere TIPs zwischen zwei SIPs auftreten. In einer Ausführungsform können mehrere SIPs zwischen zwei TIPs auftreten. In einer Ausführungsform können TIPs oder SIPs von einem Zeitraum gefolgt sein, in dem keine Abtastung erfolgt, z.B. um die Verarbeitung der abgetasteten Daten abschließen zu können. In einer Ausführungsform kann z.B. eine FFT der Messungen über 600 µs dauern, wobei dann nach jeder SIP oder TIP eine kurze Wartezeit (z.B. über 100 µs) bestehen kann, um einen Datenüberlauf zu verhindern. In einer Ausführungsform sollte die zur Verarbeitung der Signale (z.B. der FFT) erforderliche Zeitspanne nicht kürzer sein als die Zeitspanne zwischen dem Start einer TIP oder SIP und der nächsten TIP oder SIP. Wenn also die FFT 600 µs dauert, könnte ein System mit einer TIP, die zur Zeit 0 beginnt, und einer SIP, die 600 µs später beginnt, und einer weiteren TIP, die wieder 600 µs später beginnt, arbeiten, usw.
  • In einer Ausführungsform hat der Sensor eine erste kombinierte Integrationsperiode (FCIP) und eine zweite kombinierte Integrationsperiode (SCIP), wobei während der FCIP jede Steuerleitung (z.B. Reihen-Leitungen) mit einem anderen Signal angesteuert wird, wobei die Signale auf jeder Messleitung (z.B. Spalten-Leitungen) abgetastet und verarbeitet werden, um die Berührung zu bestimmen und die vom Eingabestift durch den Sensor gesendete Information zu bestimmen; während der SCIP wird jede Reihe abgetastet und verarbeitet, um die vom Eingabestift durch den Sensor gesendete Information zu bestimmen. Optional kann, während der SCIP, jede Spalten-Leitungen mit einem anderen Signal angesteuert werden, wobei die abgetasteten Reihen-Leitungen verarbeitet werden können, um auch die Berührung zu bestimmen.
  • Die FCIP und SCIP können, wie die TIP und SIP, unterschiedliche Abtastraten und FFT-Tiefen haben. Wie TIP und SIP können auch FCIP und SCIP verschachtelt sein. Der Vorteil der FCIP/SCIP besteht darin, dass die Berührung in jeder Integrationsperiode gemessen werden kann. Der Vorteil des TIP/SIP besteht darin, dass Stift x und Stift y während der gleichen Integrationsperiode bestimmt werden.
  • In einer Ausführungsform wird ein Multiplexer verwendet, um die Verbindung zwischen Sendern (z.B. Signalgeneratoren) und Empfängern sowie die Reihen- und Spalten-Leitungen zu schalten. In einer Ausführungsform verbindet ein Multiplexer während einer TIP die Sender mit den Reihen-Leitungen, wobei der Multiplexer während der SIP die Empfänger mit den Reihen-Leitungen verbindet. In einer Ausführungsform verbindet während der FCIP ein Multiplexer die Sender mit den Reihen-Leitungen und die Empfänger mit den Spalten-Leitungen, wobei der Multiplexer während der SCIP die Sender mit den Spalten-Leitungen und die Empfänger mit den Reihen-Leitungen verbindet.
  • Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass eine Integrationsperiode (TIP/SIP/FCIP/SCIP) gewählt werden kann, um verschiedene Parameter eines Systems einschließlich des Touch-Deltas und des Rauschens (z.B. von der Display-Panel) zu berücksichtigen. Das gewünschte Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) für den Touch und/oder den Eingabestift bestimmt die Entscheidung über die Geschwindigkeit. Längere Integrationsperioden ergeben ein besseres SNR.
  • Zur weiteren Ergänzung von TIP, SIP, FCIP oder SCIP kann es zusätzlich zu den Integrationsperioden, die entweder den Eingabestift oder die Berührung erfassen, eine zusätzliche Integrationsperiode geben. In einem Finanzgerät, wie z.B. einer Bankkarte oder einem Smartphone, kann auch ein Sender implementiert sein, der in der Lage ist, ein Signal zu übertragen, das auf eine numerische Sequenz hinweist, die mit dem Konto des Benutzers verbunden ist. Ein Benutzer wäre in der Lage, die Finanzkarte während der zusätzlichen Integrationsperiode oder während einer der kombinierten Integrationsperioden von einer Sensoroberfläche lesen zu lassen. In einer Ausführungsform ist das Finanzgerät in der Lage, während der Integrationsperiode des Eingabestifts zusätzlich zu den vom Eingabestift übertragenen Signalen ein Signal zu übertragen.
  • In einer Ausführungsform gibt es eine von der TIP oder SIP getrennte Geräte-Integrationsperiode (DIP), die für den Empfang von Signalen vom Gerät bestimmt ist. In einer Ausführungsform ist das Finanzgerät in der Lage, während der Touch-Integrationsperiode ein Signal zu übertragen. In einer Ausführungsform ist die DIP zwischen der TIP und der SIP verschachtelt, wobei es eine TIP, eine DIP, eine SIP und dann eine DIP gibt. In einer Ausführungsform gibt es eine TIP, eine TIP, eine SIP und dann eine DIP. In einer Ausführungsform gibt es eine TIP, eine SIP, eine SIP, dann eine DIP. In einer Ausführungsform kommt die DIP jede fünfte Integrationsperiode. In einer Ausführungsform kommt die DIPjede zehnte Integrationsperiode. In einer Ausführungsform kommt die DIP jede hundertste Integrationsperiode. In einer Ausführungsform kommt die Integrationsperiode alle eintausend Integrationsperioden.
  • Zusätzlich zu den Finanzgeräten können andere Geräte oder Mobiltelefone über Sender verfügen, die in der Lage sind, ein Signal zu übertragen und dieses Signal über die Touchscreen-Oberfläche lesen zu lassen. In einer Ausführungsform sind Kontaktinformationen direkt durch Interaktion mit dem Touchscreen-Display bereitgestellt. In einer Ausführungsform werden Dokumente, Präsentationen und andere digitale Informationen direkt über das Touchscreen-Display übermittelt. In einer Ausführungsform werden Identifikationsinformationen direkt über das Touchscreen-Display übermittelt. In einer Ausführungsform wird ein digitaler Schlüssel direkt durch die Interaktion mit dem Touchscreen-Display angezeigt.
  • Einga bestiftkonfiguration
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Eingabestift einen Signalgenerator oder - sender, der wenigstens ein Signal (oder eine Annäherung an dieses Signal) innerhalb des Bin-Raums der Sensor-FFT erzeugen kann. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform umfasst ein Eingabestift einen Signalgenerator oder -sender, der wenigstens ein Signal (oder eine Annäherung an dieses Signal) so erzeugen kann, dass es einem Bin auf der Sensor-FFT entspricht. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift auch einen oder mehrere Knöpfe, Schalter, Drehregler oder Sensoren. In einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift einen Näherungssensor, der seine Nähe zum Bildschirm misst. In einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift einen Touch-Sensor, der die Berührung des Eingabestifts erkennt. In einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift einen Touch-Sensor, der die Berührung des Eingabestifts erfasst, und weiterhin eine Touch-Processing-Engine, die wenigstens eines der folgenden Merkmale bestimmen kann: Berührung des Eingabestifts, Greifen auf dem Eingabestift, skelettartige Ausrichtung einer Hand, die den Eingabestift berührt. In einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift eine Eingabestift-ID oder einen Speicher, der eine Eingabestift-ID umfasst. In einer Ausführungsform kann die Eingabestift-ID für den Eingabestift eindeutig sein. In einer Ausführungsform kann sich die Eingabestift-ID in einem wiederbeschreibbaren Speicher befinden. In einer Ausführungsform kann die Eingabestift-ID mit wenigstens einem der folgenden Elemente verknüpft sein: Eingabestift-Farbe, Eingabestift-Farbpalette, Eingabestift-Linienstärke, Eingabestift-Linienstärkepalette, Eingabestift-Konfiguration und Eingabestift-Identifi kation.
  • In einer Ausführungsform ist der Eingabestift so ausgebildet, dass er Informationen über seinen Zustand, Sensoren, Speicher oder an den Sensor weitergeleitete Informationen sendet, und damit über den Sensor sendet. In einer Ausführungsform werden Neigungs-, Rotations- und Skelettmodellinformationen, wie sie vom Eingabestift bestimmt werden, an den Sensor und damit an eine Sensorsteuerung gesendet. In einer Ausführungsform werden Informationen über Neigung, Drehung und Skelettmodell, die durch den Eingabestift bestimmt werden, an den Sensor gesendet, und somit an eine Sensorsteuerung zur Verwendung bei der Unterstützung einer Handflächenzurückweisung gesendet.
  • In einer Ausführungsform hat der Eingabestift eine Spitze oder eine andere Leitung, von der er ein oder mehrere Signale übertragen kann. In einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift eine Mehrzahl von Spitzen oder Leitungen, von denen er ein oder mehrere Signale übertragen kann. Zum Beispiel kann ein Eingabestift an jedem Ende eine Leitung aufweisen (z.B. eine Schreibspitze und eine Löschspitze).
  • In einer Ausführungsform ist eine Signalquelle (z.B. ein Signalgenerator) operativ mit der Spitze und/oder anderen Übertragungsleitungen verbunden und so ausgebildet, dass sie ein oder mehrere Signale über die Spitze überträgt. In einer Ausführungsform kann ein NCO (numerisch gesteuerter Oszillator) als eine Komponente der Signalquelle ein periodisches Signal erzeugen. In einer Ausführungsform wird ein Signal mit Hilfe eines VCO (spannungsgesteuerter Oszillator) erzeugt. In einer Ausführungsform wird ein Signal mit einem anderen Typ von Signalgenerator erzeugt. In einer Ausführungsform kann eine Signalquelle ein Signal mit mehreren Frequenzen erzeugen, indem sie die Ausgabe von mehr als einem NCO kombiniert. In einer Ausführungsform kann ein DAC als eine Komponente der Signalquelle verwendet werden. In einer Ausführungsform kann der Stift eine Zahlenfolge an den DAC liefern, wobei die Zahlenfolge einer Frequenz oder mehreren Frequenzen entspricht. In einer Ausführungsform umfasst der Eingabestift einen Mikroprozessor, der Zahlen erzeugt, die an den DAC geliefert werden, wobei die vom Mikroprozessor erzeugten Zahlen einer Frequenz oder mehreren Frequenzen entsprechen. In einer Ausführungsform kann ein Zeitgeber-IC des Typs 555 ein periodisches Signal erzeugen. In einer Ausführungsform kann ein Oszillator mit einer PWM ein periodisches Signal erzeugen. In einer Ausführungsform kann ein Clock-Standardoszillator (z.B. LTC6906) zur Erzeugung eines periodischen Signals verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform kann ein Eingabestift mehrere Frequenzgeneratoren haben. In einer Ausführungsform werden die Ausgangssignale mehrerer Frequenzgeneratoren mit einem Operationsverstärker-Spannungsaddierer kombiniert. In einer Ausführungsform sind die Ausgangssignale mehrerer Frequenzgeneratoren mit einem logischen UND-Gatter kombiniert.
  • Anstatt eine Schaltung für mehrere Frequenzgeneratoren zu haben, können in einer Ausführungsform mehrere Frequenzen in einer Software kombiniert sein, und ein einziger DAC könnte verwendet werden, um sie alle zu übertragen. In einer Ausführungsform könnte eine NCO-ähnliche Schaltung so ausgebildet sein, dass sie zwei (oder mehr) Frequenzen akzeptiert und eine Kombination (z.B. Summe) der beiden ausgibt.
  • Wie oben beschrieben, ist ein Eingabestift vorgesehen, der die Fähigkeit besitzt, eine oder mehrere Frequenzen von einer Spitze aus zu übertragen, und der eine oder mehrere Arten von Informationen aufweist, die einem System durch den Sensor zur Verfügung gestellt werden können. Wie ebenfalls oben beschrieben, ist der Sensor so ausgebildet, dass er eine SIP oder eine FCIP und SCIP implementiert, während derer er Daten empfängt, die er mit dem Eingabestift verknüpft. Darüber hinaus ist der Sensor so ausgebildet, dass er eine Mehrzahl von Frequenzen erfasst, die z.B. den Bins aus einer FFT-Berechnung entsprechen und für die Eingabestiftkommunikation reserviert sind. In einer Ausführungsform ist der Sensor ein Touch-Sensor und so ausgebildet, dass er einen breiten Satz von Frequenzen erfasst, die FFT-Bins entsprechen, aber nur eine Teilmenge des breiten Satzes von Frequenzen für eine Berührungserfassung verwendet, und dementsprechend eine weitere Teilmenge des breiten Satzes von Frequenzen hat, die von einem oder mehreren Eingabestiften verwendet werden können. Diese Verfahren können ausschließlich oder in Kombination miteinander verwendet werden, um Informationen vom Eingabestift zum Sensor zu übertragen.
  • Sofern nicht anders angegeben, soll davon ausgegangen werden, dass die orthogonalen Signale (z. B. Frequenzen), auf die im Zusammenhang mit den folgenden Verfahren und Eingabestiftsystemen Bezug genommen wird, vom Sensor nicht für andere Zwecke benötigt werden. In einer Ausführungsform kann der Eingabestift mit dem Sensor synchronisiert werden und somit die Verwendung der orthogonalen Signale auf die SIP beschränken, wodurch die Signale während der TIP für andere Zwecke wiederverwendet werden können. In einer Ausführungsform ist der Eingabestift asynchron zum Sensor in dem Sinne, dass er die orthogonalen Signale des Eingabestiftes kontinuierlich verwenden kann, ohne den Betrieb des Sensors zu stören, z.B. werden die orthogonalen Signale des Eingabestiftes (SOS: „stylus orthogonal signals“) vom Sensor nicht für andere Zwecke als die Erfassung des Eingabestiftes und den Empfang von Informationen vom Eingabestift verwendet. Es ist zu beachten, dass die Verwendung des untenstehenden Frequenzbegriffs mit anderen orthogonalen Signalen, wie z.B. Code-Orthogonalsignalen, vertauscht werden kann.
  • In einer Ausführungsform wird nach einer SIP oder jeder FCIP/SCIP eine FFT an den Signalen durchgeführt, die in jeder Reihe und jeder Spalte empfangen werden. Soweit die Werte in Bins, die SOS entsprechen, über einem Erfassungsschwellenwert liegen, wird ein Eingabestift in der Nähe der Reihen-Leitung oder Spalten-Leitung, auf der sich das SOS befindet, bestimmt. In einer Ausführungsform befinden sich während einer SIP alle Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen im Empfangsmodus, d.h. die Reihen-Leitungen und Spalten-Leitungen, auf denen SOS über einem Schwellenwert liegt, entsprechen der Position eines Eingabestifts oder können zur Bestimmung dieser Position verwendet werden. In einer Ausführungsform befinden sich während eines FCIP/SCIP-Paares während einer Integrationsperiode alle Reihen- und Spalten-Leitungen im Empfangsmodus, d.h. die Reihen- und Spalten-Leitungen, bei denen ein SOS-Schwellenwert überschritten wird, entsprechen der Position eines Eingabestifts oder können zur Bestimmung der Position eines Eingabestifts verwendet werden. Wie unten besprochen, kann die vom Eingabestift durch den Sensor übermittelte Information durch Analyse des SOS-Bin-Inhalts bestimmt werden.
  • Das Ergebnis einer FFT kann eine Real- und eine Imaginärkomponente sein, die manchmal als In-Phase (I)- und Quadratur (Q)-Komponente bezeichnet werden. In einer Ausführungsform kann anstelle der Betrachtung beider Komponenten eines Bins die Quadratwurzel der Summe der Quadrate von I und Q verwendet werden. Da eine Quadratwurzel-Berechnung rechenintensiv ist, kann in einer Ausführungsform stattdessen die Summe der Quadrate von I und Q verwendet werden.
  • Ein Bit pro Bin
  • In einer Ausführungsform kann ein Eingabestift ein SOS auswählen, wobei das ausgewählte SOS Eingabestiftinformationen übermitteln kann. In einer Ausführungsform verfügt ein Eingabestift über Informationen bezüglich seiner Ausrichtung oder Verwendung, die über den Sensor übermittelt werden können, und wählt ein SOS aus, das diesen Informationen entspricht. Zur Veranschaulichung sei ein Sensor, der einen SOS-Raum von 956 Bins reserviert, wie oben beschrieben, in Verbindung mit einer Ausführungsform eines 27-Zoll-Bildschirms betrachtet. In einer Ausführungsform sind diese Bins Bin 0 bis Bin 955. In einer Ausführungsform wird eine vorbestimmte Entscheidung getroffen, eine Eingabestift-Druckmessung unter Verwendung eines festen Satzes von Bins, z.B. Bin 0 bis Bin 127, zu kommunizieren. Ein Eingabestift könnte eine von 128 verschiedenen Messungen übermitteln, indem er eine Frequenz wählt, die dem Bin entspricht, der die Messung widerspiegelt. Zum Beispiel könnte der Eingabestift eine Frequenz entsprechend dem Bin 0 übertragen, um keinen Druck zu reflektieren, und eine Frequenz entsprechend dem Bin 127, um den maximalen Druck zu reflektieren.
  • In einer Ausführungsform wird eine vorbestimmte Entscheidung getroffen, eine Eingabestift-Neigungsmessung unter Verwendung eines festen Satzes von Bins, z.B. Bins 128 bis 256, zu übertragen. Ein Eingabestift könnte jede von 128 verschiedenen Messungen übermitteln, indem er eine Frequenz entsprechend dem Bin, der die Messung widerspiegelt, auswählt. Zum Beispiel könnte der Eingabestift eine Frequenz übertragen, die dem Bin 128 entspricht, um keinen Neigungswinkel zu reflektieren, und eine Frequenz, die dem Bin 256 entspricht, um den maximalen Neigungswinkel zu reflektieren. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Anzahl der zugewiesenen Bins und der Zweck der Zuweisung je nach den Bedürfnissen des Systems ausgewählt werden kann.
  • In einer Ausführungsform kann ein Eingabestift abwechselnd Informationen senden, die jedem zu kommunizierenden Parameter oder jeder zu kommunizierenden Messung entsprechen. In einer Ausführungsform kann der Eingabestift jeden Parameter oder jede Messung über einen Zeitraum senden, der lang genug ist, um sicherzustellen, dass er während einer einzigen Integrationsperiode empfangen wird. Wenn z.B. eine Integrationsperiode von 512 µs für die Kommunikation mit dem Eingabestift erforderlich ist (z.B. eine SIP oder die Summe aus SCIP und FCIP), kann der Eingabestift seinen Parameter oder seine Messung für 1024 µs übertragen, wodurch sichergestellt wird, dass das Signal eine gesamte Integrationsperiode ausfüllt. In einer Ausführungsform wechselt ein Eingabestift den Parameter oder die Messung, der/die kommuniziert wird, mit einer Rate von zweimal der Integrationsperiode ab (z.B. SIP oder SCIP plus FCIP). In einer Ausführungsform, in der ein Eingabestift zur Übertragung mehrerer Frequenzen ausgebildet ist, können mehrere Parameter oder Messungen gleichzeitig gesendet werden. Aus Gründen der Komplexität und Leistung (und damit der Kosten und/oder der Betriebszeit) kann ein Design erforderlich sein, das nur oder eine kleine Anzahl von Frequenzen gleichzeitig überträgt.
  • Auf der Sensorseite kann in einer Ausführungsform, wenn der Wert in einem SOS-Bin über einem Schwellenwert liegt (z.B. über einem Rauschpegel), dieser als Information aus dem Eingabestift behandelt werden. In der oben dargestellten Ausführungsform kann der SOS-Raum so vorbestimmt sein, dass er jedem Messwert oder Parameter einen beliebigen Anteil zuweist.
  • In einer Ausführungsform können Datenbits mit dieser Technik kodiert werden, z.B. können 4 Bins zur Darstellung von 2 Bits, 8 Bins zur Darstellung von 3 Bits, 16 Bins zur Darstellung von 4 Bits, 32 Bins zur Darstellung von 5 Bits, 64 Bins zur Darstellung von 6 Bits, 128 Bins zur Darstellung von 7 Bits, 256 Bins zur Darstellung von 8 Bits usw. verwendet werden. Um die Daten in einer Ausführungsform zu kodieren, würde ein über dem Schwellenwert liegender Wert in einem Bin als 1 kodiert werden und ein unter dem Schwellenwert liegender Wert in einem Bin als 0. Das Umgekehrte würde auch funktionieren. Somit repräsentieren 2N Bins N Datenbits.
  • Zusätzlich zu einem Eingabestift kann ein Gerät (z.B. eine Karte, ein Mobiltelefon usw.) auch Daten über den Bildschirm übertragen, indem es digitale Informationen kodiert, wie oben in Bezug auf das Eingabestiftsignal diskutiert wurde. In einer Ausführungsform können die Geräteinformationen während der SIP übertragen werden. In einer Ausführungsform können die Geräteinformationen während der DIP kodiert werden. In einer Ausführungsform können die Geräteinformationen während der FCIP, SCIP oder beiden kodiert werden.
  • Verwendung einer Sub-Integrationsperiode
  • Wie oben diskutiert, kann ein Stift eine Begrenzung der Anzahl gleichzeitiger Frequenzen haben, die er senden kann, z.B. aufgrund von Leistung / Zeit oder Anzahl der NCOs am Stift (z.B. Kosten). In einer Ausführungsform kann die Integrationsperiode unterteilt sein. In einer Ausführungsform kann der Eingabestift während einer Integrationsperiode des Eingabestifts die Frequenzen ändern, so dass der Eingabestift während einer einzigen Integrationsperiode auf zwei oder mehr Bins einwirken kann. Bei Betrachtung einer beispielhaften Ausführungsform eines 512 µs SIP kann ein Stift, der jeweils nur eine Frequenz übertragen kann, zwei Informationen pro SIP übertragen, indem er jeweils eine Hälfte der SIP überträgt. Mit anderen Worten, zum Beispiel kann eine Frequenz, die Bin 10 entspricht, für eine Teilperiode von 256 µs übertragen werden, und anschließend kann eine Frequenz, die Bin 128 entspricht, für eine weitere Teilperiode von 256 µs übertragen werden. Da der Stift asynchron mit dem Sensor sein kann, kann in einer Ausführungsform der obige Wechsel von Bin 10 zu Bin 128 für zwei aufeinanderfolgende Wiederholungen stattfinden (z.B. insgesamt 1024 µs).
  • Für den Fachmann ist es angesichts des oben Gesagten offensichtlich, dass eine geringere Stärke jeden der Bins erreichen wird, die den kürzeren Sub-Perioden-Übertragungen entsprechen; diese Technik kann unter der Voraussetzung verwendet werden, dass die anvisierten Bins über einem Schwellenwert liegen (z.B. lauter als Lärm). In einer Ausführungsform werden während jeder SIP drei Sub-Perioden von ungefähr 171 µs verwendet. In einer Ausführungsform werden vier Sub-Perioden von 64 µs verwendet. In einer Ausführungsform kann die SIP oder eine andere Integrationsperiode in eine beliebige Anzahl von Sub-Perioden unterteilt sein, wobei nur die Einschränkung gilt, dass jede Übertragung einer Sub-Periode ausreicht, um zu bewirken, dass der Ziel-Bin Werte über einem Schwellenwert aufweist, so dass sie als Information behandelt werden.
  • Die Fähigkeit, während einer einzigen Integrationsperiode mehrere Informationswerte zu liefern, erlaubt die Verwendung von kodierten Informationen. So kann z.B. ein Bereich von Bins ein Datenbyte darstellen.
  • Bin-Amplitude, die mehrfache Bits repräsentiert
  • In einer Ausführungsform kann ein Eingabestift die Amplitude seiner Frequenz ändern, z. B. durch Änderung der mit seiner Übertragung verbundenen Spannung. In einer Ausführungsform können Änderungen der Amplitude als Änderungen des Wertes des entsprechenden Bins erkannt werden. In einer Ausführungsform kann der Eingabestift ein Signal mit zwei verschiedenen Amplituden übertragen, z.B. halbe Leistung und volle Leistung, wobei die halbe Leistung einem niedrigeren Binwert entspricht. In einer Ausführungsform werden bei der Analyse eines Bins zwei verschiedene Schwellenwerte verwendet, wobei unterhalb des ersten Schwellenwertes der Wert des Bins als leer (z.B. Null) betrachtet wird, während ein Wert oberhalb des ersten Schwellenwertes, aber unterhalb des zweiten Schwellenwertes als ein anderer Wert (z.B. 1) und ein Wert oberhalb des zweiten Schwellenwertes als ein weiterer Wert (z.B. 2) betrachtet werden kann. In einer Ausführungsform kann ein Stift für eine gegebene Frequenz drei Amplituden (0, halb, voll) oder vier Amplituden (0, ein Drittel, zwei Drittel, voll) oder fünf Amplituden (0, ein Viertel, eine Hälfte, drei Viertel, voll) aufweisen.
  • In einer Ausführungsform kann die Übertragungszeit verkürzt werden, um die von der Touch-Steuerung empfangene Amplitude zu verringern. In einer Ausführungsform beträgt die SIP 512 µS. Eine Frequenz, die Bin 10 entspricht, kann für eine 256-µs-Sub-Periode übertragen werden. Dies würde dazu führen, dass die Touch-Steuerung die halbe Amplitude an diesem Bin empfängt. In einer Ausführungsform kann ein Stift für eine gegebene Frequenz drei Übertragungszeiten (0, 256, 512) oder vier Übertragungszeiten (0, 170, 340, voll) oder fünf Übertragungszeiten (0, 128, 256, 384, 512) aufweisen.
  • In einer Ausführungsform entspricht die Anzahl der Amplituden für eine Frequenz der Anzahl der verschiedenen Werte, die in dem entsprechenden Bin erkannt werden können. In einer Ausführungsform kann ein Eingabestift so ausgebildet sein, dass er eine beliebig große Anzahl von Amplitudenwerten aufweist, die einem unterschiedlichen Bin-Schwellenwert entsprechen können, wobei nur die Einschränkung gilt, dass jede der Amplituden ausreicht, um zu bewirken, dass der Ziel-Bin einen diskreten Bereich von Werten oberhalb eines Schwellenwertes aufweist, so dass diese als separate Informationen behandelt werden. Die Verwendung von Bins mit mehreren Werten ist vergleichbar mit dem Senden einer Zahl von 0 bis eins weniger als die Anzahl der Werte. Zum Beispiel sendet ein Bin, der ein- oder ausgeschaltet sein kann, das Äquivalent einer 0 oder 1; ein Bin, der einen von zehn Werten haben kann, kann eine beliebige Zahl von 0 bis 9 darstellen. In ähnlicher Weise kann ein Bin, der einen von 8 Werten umfassen kann, dazu verwendet werden, 3 Datenbits zu kodieren. Und wenn ein Bin 16 Werte umfassen kann, kann er zum Kodieren von 4 Datenbits verwendet werden. Es ist wünschenswert, sicherzustellen, dass die Anzahl der Bins nicht so groß ist, dass eine Mehrdeutigkeit zwischen den dargestellten Werten entsteht.
  • Bin-Phase, die zur Darstellung von Informationsbits verwendet wird
  • In einer Ausführungsform kann eine Phase zur Kodierung von Informationsbits verwendet werden, bei denen der Eingabestift mit dem Sensor synchronisiert ist. In einer Ausführungsform umfasst ein Eingabestift einen Empfänger, der Reihensignale erkennen kann. In der TIP/SIP-Konfiguration sind Reihensignale während TIP auf dem Sensor vorhanden und während SIP nicht auf dem Sensor vorhanden. Dementsprechend kann der Eingabestift seine Spitze oder eine andere Leitung verwenden, um Signale vom Sensor zu empfangen, wenn er sich in dessen Nähe befindet. In einer Ausführungsform synchronisiert der Eingabestift seine Phasenkodierung mit dem SIP-Zyklus, indem er den Übergang zwischen dem Vorhandensein und Nichtvorhandensein von Reihensignalen an seiner Spitze oder einer anderen Leitung erkennt.
  • Sobald die Synchronisierung erreicht ist, kann der Eingabestift in einer Ausführungsform, unabhängig davon, wie sie erreicht wird, die Phase verwenden, um Informationen oder Bits zu übertragen. In einer Ausführungsform kann der Eingabestift jedes zweite Bild invertieren und es um 180 Grad aus der Phase bringen. In einer Ausführungsform können Inkremente von 180 Grad 1 Informationsbit kodieren (Zerlegung des IQ in 2 Hälften). In einer Ausführungsform können Inkremente von 90 Grad 2 Informationsbits kodieren (Zerlegung des IQ in 4 Quadranten).
  • Wie bei den anderen oben beschriebenen Verfahren kann eine beliebig große Anzahl von Phasenänderungen verwendet werden, um mehr Informationen zu kodieren, jedoch nur unter der Bedingung, dass jede der Änderungen ausreicht, um eine IQ-Beziehung des Ziel-Bins zu bewirken, die von anderen Phasenänderungen unterschieden werden kann; mit anderen Worten, das Phasensignal muss vom Phasenrauschen unterscheidbar sein.
  • Verwendung von Inter-Bin-Frequenzen zur Kodierung von Informationen
  • Wie oben diskutiert, wird der Bin-Abstand durch die Formel der Anzahl der Proben geteilt durch die Abtastrate bestimmt. In einer beispielhaften Darstellung sind 1024 Bins im Abstand von 2 KHz angeordnet, wobei die Zentren z.B. bei 1,000 MHz, 1,002 MHz, 1,004 MHz usw. liegen. Wie oben diskutiert, kann ein Stift bei 1,000 MHz senden, um den entsprechenden Bin auf einen Wert oberhalb eines Schwellenwertes zu bringen und somit ein Bit (z.B. eine 1 im Gegensatz zu einer 0) an Information zu übermitteln. Wie ebenfalls oben besprochen, kann der Stift die Amplitude oder Phase der Übertragung variieren, um möglicherweise zusätzliche Informationen zu übermitteln.
  • In einer Ausführungsform kann der Stift die übertragene Frequenz variieren, um die übertragene Information zu variieren. In einer Ausführungsform kann der Stift Stopps zwischen zwei Mittenfrequenzen verwenden, um Daten gleichzeitig in zwei Bins zu übertragen. Zur Veranschaulichung wird angenommen, dass ein Stift bei 1,001 MHz sendet; eine solche Übertragung führt dazu, dass seine Wirkung in zwei benachbarte Bins aufgeteilt wird, d.h. die Bins entsprechen 1,000 MHz und 1,002 MHz. Wenn der Stift bei 1,0005 MHz sendet, wird sich seine Wirkung ebenfalls aufteilen, jedoch ungleichmäßig in zwei benachbarte Bins. Unter Ausnutzung dieses Effekts kann ein Stift also zwei benachbarte Bins mit Daten füllen, indem er auf einer Frequenz zwischen den Frequenzen sendet, die den Bins selbst entsprechen, d.h. den Mittenfrequenzen. In einer Ausführungsform kann das Verhältnis der beiden Bins verwendet werden, um einen Wert auszudrücken.
  • In einer Ausführungsform wird die Frequenz auf halbem Weg zwischen 2 Bins gesendet, wobei ein zusätzliches Bit an Information hinzugefügt wird. In einer Ausführungsform werden die Frequenzen in Schritten von ¼ des Bin-Abstandes gesendet, wobei 2 zusätzliche Informationsbits hinzugefügt werden. In einer Ausführungsform können logische Schwellenwerte zur logischen Bestimmung dessen, was das Verhältnis benachbarter Bins bedeuten würde, auf dem differentiellen Signalpegel als Verhältnis basieren. Z.B. 1 : 0 => 0'b00, 0,75 : 0,25 => 0'b01, 0,5 : 0,5 => 0'b10, 0,25 : 0,75 => 0'b11. In einer Ausführungsform ist eine diskrete Anzahl von Verhältnissen vordefiniert. In einer Ausführungsform werden um jedes Verhältnis herum Hystereseschutzbänder verwendet.
  • In ähnlicher Weise können zwei (oder mehr) separate Frequenzen jeweils für einen Zeitraum während eines SIP übertragen werden, wobei das Verhältnis der Übertragungszeit jeder Frequenz verwendet werden kann, um separate Werte für die beiden (wie oben) zu erzeugen. Auf diese Weise gibt es, wie oben beschrieben, eine Aufteilung der Energie in mehrere Bins, die jedoch nicht benachbart sein müssen.
  • Für den Fachmann wird es offensichtlich sein, dass die Verfahren zur Übertragung von Daten von einem Eingabestift zu einem Touchscreen während eines SIP, TIP, FCIP oder SCIP verwendet werden können. Während eines SIP, FCIP oder SCIP muss die übertragene Frequenz auch zur Bestimmung der Position des Eingabestifts verwendet werden. Bei einer Ausführungsform werden die Daten während der TIP übertragen. Während des SIP wird eine feste Frequenz mit einer festen Amplitude und Phase übertragen, um die Position des Eingabestifts zu bestimmen.
  • Ein Aspekt der Ausführungsform ist ein Sensorsystem. Das Sensorsystem umfasst: einen Sensor mit einer Mehrzahl von ersten Leitungen und einer Mehrzahl von zweiten Leitungen, wobei der Sensor umfasst; einen Empfänger, der jedem der Mehrzahl von ersten Leitungen und jedem der Mehrzahl von zweiten Leitungen zugeordnet ist; einen Signalprozessor, der ausgebildet ist, um: eine Messung der von den Empfängern empfangenen Signale während einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Touch-Integrationsperioden und Eingabestift-Integrationsperioden durchzuführen; Touch-Ereignisse aus der Messung der an den Empfängern während einer Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu identifizieren; die Position eines Eingabestifts und von durch den Eingabestift übertragenen Informationen aus der Messung der auf den Empfängern während der Eingabestift-Integrationsperiode oder der Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu bestimmen.
  • Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist ein aktives Eingabestiftsystem. Das aktive Eingabestiftsystem umfasst: einen Eingabestift, der geeignet ist, wenigstens ein Signal während einer Eingabestift-Integrationsperiode zu übertragen; einen Sensor mit einer ersten Mehrzahl von Leitungen und einer zweiten Mehrzahl von Leitungen, wobei der Sensor umfasst; einen Empfänger, der jedem der ersten Mehrzahl von Leitungen und jedem der zweiten Mehrzahl von Leitungen zugeordnet ist; einen Signalprozessor, der ausgebildet ist, um: eine Messung der von den Empfängern empfangenen Signale während einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden verschachtelten Touch-Integrationsperioden und Eingabestift-Integrationsperioden durchzuführen; Touch-Ereignisse aus der Messung der an den Empfängern während einer Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu identifizieren; die Position eines Eingabestifts und von durch den Eingabestift übertragenen Informationen aus der Messung der auf den Empfängern während der Eingabestift-Integrationsperiode oder der Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu bestimmen.
  • Noch ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist ein Sensorsystem, das Folgendes umfasst: einen Sensor mit einer ersten Mehrzahl von Leitungen und einer zweiten Mehrzahl von Leitungen, wobei der Sensor Folgendes umfasst: einen Sensor mit einer ersten Mehrzahl von Leitungen und einer zweiten Mehrzahl von Leitungen, wobei der Sensor umfasst: einen Empfänger, der jedem der ersten Mehrzahl von Leitungen und der zweiten Mehrzahl von Leitungen zugeordnet ist; einen Signalprozessor, der ausgebildet ist, um: eine Messung der von den Empfängern empfangenen Signale während einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden ersten kombinierten Integrationsperioden und zweiten kombinierten Integrationsperioden durchzuführen; Touch-Ereignisse aus der Messung der von den Empfängern während einer ersten kombinierten Integrationsperiode empfangenen Signale zu identifizieren; die Position eines Eingabestiftes und von durch den Eingabestift übertragenen Informationen aus der Messung der an den Empfängern während der zweiten kombinierten Integrationsperiode oder der ersten kombinierten Integrationsperiode empfangenen Signale zu bestimmen.
  • Die vorliegenden Systeme sind oben mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen und Betriebsabbildungen beschrieben. Es wird davon ausgegangen, dass jeder Ausführungsformblock der Betriebsabbildungen und Kombinationen von Blöcken oder Betriebsabbildungen mittels analoger oder digitaler Hardware und Computerprogrammbefehle umgesetzt werden kann. Computerprogrammbefehle können einem Prozessor eines Allzweckrechners, eines Spezialrechners, eines ASIC oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts zur Verfügung gestellt werden, so dass die Befehle, die über einen Prozessor eines Computers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts ausgeführt werden, die in den Betriebsabbildungen oder Blöcken angegebenen Funktionen/Aktionen umsetzen.
  • Sofern nicht ausdrücklich durch die obige Diskussion eingeschränkt, können in einigen alternativen Ausführungsformen die in den Blöcken angegebenen Funktionen/Aktionen außerhalb der in den Betriebsabbildungen angegebenen Reihenfolge auftreten. So kann z.B. die Ausführungsreihenfolge, wenn Blöcke, die nacheinander gezeigt sind, tatsächlich gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder es können, wo dies praktisch möglich ist, alle Blöcke in einer anderen Reihenfolge in Bezug auf die anderen ausgeführt werden, je nach den betroffenen Funktionen/Aktionen.
  • Obwohl die Erfindung insbesondere in Bezug auf ihre Ausführungsform gezeigt und beschrieben worden ist, wird der Fachmann bevorzugen, dass verschiedene Änderungen hinsichtlich Form und Details darin vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindungen abzuweichen. Die hier offenbarten Erfindungen sollen den vollen Schutzumfang haben, wie sie jeweils in einem Anspruch definiert sind.
  • 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 62594502 [0001]
    • US 9019224 [0003, 0016, 0017]
    • US 9158411 [0003, 0016, 0017]
    • US 15690234 [0005, 0017]
    • US 9811214 [0006, 0017]
    • US 9933880 [0017]
    • US 9804721 [0017]
    • US 9710113 [0017]
    • US 15162240 [0017]
    • US 15195675 [0017]
    • US 15200642 [0017]
    • US 15821677 [0017]
    • US 15904953 [0017]
    • US 15905465 [0017]
    • US 15943221 [0017]
    • US 62540458 [0017]
    • US 62575005 [0017]
    • US 62621117 [0017]
    • US 62619656 [0017]
    • US 2017050547 PCT [0017]

Claims (20)

  1. Sensorsystem, umfassend: einen Sensor mit einer Mehrzahl von ersten Leitungen und einer Mehrzahl von zweiten Leitungen, wobei der Sensor umfasst; einen Empfänger, der jedem der Mehrzahl von ersten Leitungen und jedem der Mehrzahl von zweiten Leitungen zugeordnet ist; einen Signalprozessor, der ausgebildet ist, um: eine Messung der von den Empfängern empfangenen Signale während einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Touch-Integrationsperioden und Eingabestift-Integrationsperioden durchzuführen; Touch-Ereignisse aus der Messung der an den Empfängern während einer Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu identifizieren; die Position eines Eingabestifts und von durch den Eingabestift übertragenen Informationen aus der Messung der auf den Empfängern während der Eingabestift-Integrationsperiode oder der Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu bestimmen.
  2. Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei die Eingabestift-Integrationsperioden mit den Touch-Integrationsperioden verschachtelt sind.
  3. Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei es zwei Eingabestift-Integrationsperioden gibt, gefolgt von einer Touch-Integrationsperiode.
  4. Sensorsystem nach Anspruch 3, wobei während wenigstens einer der beiden Eingabestift-Integrationsperioden andere Informationen als Eingabestift-Schreibinformationen übertragen werden.
  5. Sensorsystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Geräte-Integrationsperiode, die auf wenigstens eine der Touch-Integrationsperioden oder Eingabestift-Integrationsperioden folgt.
  6. Sensorsystem nach Anspruch 5, wobei die während der Geräte-Integrationsperiode an den Sensor übertragenen Informationen finanzielle Informationen sind.
  7. Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei es zwei Touch-Integrationsperioden gibt, gefolgt von einer Eingabestift-Integrationsperiode.
  8. Sensorsystem nach Anspruch 1, wobei während der Eingabestift-Integrationsperiode Signale auf der ersten Mehrzahl von Leitungen und der zweiten Mehrzahl von Leitungen empfangen werden.
  9. Aktives Eingabestiftsystem, umfassend: einen Eingabestift, der geeignet ist, wenigstens ein Signal während einer Eingabestift-Integrationsperiode zu übertragen; einen Sensor mit einer ersten Mehrzahl von Leitungen und einer zweiten Mehrzahl von Leitungen, wobei der Sensor umfasst; einen Empfänger, der jedem der ersten Mehrzahl von Leitungen und jedem der zweiten Mehrzahl von Leitungen zugeordnet ist; einen Signalprozessor, der ausgebildet ist, um: eine Messung der von den Empfängern empfangenen Signale während einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden verschachtelten Touch-Integrationsperioden und Eingabestift-Integrationsperioden durchzuführen; Touch-Ereignisse aus der Messung der an den Empfängern während einer Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu identifizieren; die Position eines Eingabestifts und von durch den Eingabestift übertragenen Informationen aus der Messung der auf den Empfängern während der Eingabestift-Integrationsperiode oder der Touch-Integrationsperiode empfangenen Signale zu bestimmen.
  10. Aktives Eingabestiftsystem nach Anspruch 9, wobei der Eingabestift geeignet ist, ein Skelettmodell einer Greifhand zu bestimmen.
  11. Aktives Eingabestiftsystem nach Anspruch 9, wobei die Eingabestift-Integrationsperioden mit den Touch-Integrationsperioden verschachtelt sind.
  12. Aktives Eingabestiftsystem nach Anspruch 9, wobei es zwei Eingabestift-Integrationsperioden gibt, gefolgt von einer Touch-Integrationsperiode.
  13. Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei es zwei Touch-Integrationsperioden gibt, gefolgt von einer Eingabestift-Integrationsperiode.
  14. Sensorsystem nach Anspruch 9, wobei während der Eingabestift-Integrationsperiode Signale auf der ersten Mehrzahl von Leitungen und der zweiten Mehrzahl von Leitungen empfangen werden.
  15. Sensorsystem, umfassend: einen Sensor mit einer ersten Mehrzahl von Leitungen und einer zweiten Mehrzahl von Leitungen, wobei der Sensor umfasst: einen Empfänger, der jedem der ersten Mehrzahl von Leitungen und der zweiten Mehrzahl von Leitungen zugeordnet ist; einen Signalprozessor, der ausgebildet ist, um: eine Messung der von den Empfängern empfangenen Signale während einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden ersten kombinierten Integrationsperioden und zweiten kombinierten Integrationsperioden durchzuführen; Touch-Ereignisse aus der Messung der von den Empfängern während einer ersten kombinierten Integrationsperiode empfangenen Signale zu identifizieren; die Position eines Eingabestiftes und von durch den Eingabestift übertragenen Informationen aus der Messung der an den Empfängern während der zweiten kombinierten Integrationsperiode oder der ersten kombinierten Integrationsperiode empfangenen Signale zu bestimmen.
  16. Sensorsystem nach Anspruch 15, wobei während der ersten kombinierten Integrationsperiode ein unterschiedliches orthogonales Signal zu jeder Leitung von der ersten Mehrzahl von Leitungen herabgesendet wird.
  17. Sensorsystem nach Anspruch 15, wobei während jeder ersten kombinierten Integrationsperiode Touch-Ereignisse und Eingabestiftinformationen bestimmt werden.
  18. Sensorsystem nach Anspruch 15, wobei während der zweiten kombinierten Integrationsperiode ein unterschiedliches orthogonales Signal zu jeder Leitung der zweiten Mehrzahl von Leitungen herabgesendet wird.
  19. Sensorsystem nach Anspruch 15, wobei während der zweiten kombinierten Integrationsperiode Informationen bezüglich einer Neigung durch den Eingabestift übertragen werden.
  20. Sensorsystem nach Anspruch 15, wobei während der zweiten kombinierten Integrationsperiode Informationen bezüglich eines Drucks durch den Eingabestift übertragen werden.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111708445B (zh) * 2019-08-26 2023-08-15 义隆电子股份有限公司 主动式触控笔
JP2023106653A (ja) 2020-08-18 2023-08-02 株式会社ワコム アクティブペン
TWI768734B (zh) 2021-02-26 2022-06-21 奕力科技股份有限公司 觸控裝置以及其觸控筆
TWM620145U (zh) 2021-08-05 2021-11-21 奕力科技股份有限公司 觸控面板以及觸控輸入系統
US11836320B2 (en) * 2021-12-17 2023-12-05 Google Llc Spurious hand signal rejection during stylus use

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101292733B1 (ko) * 2010-10-18 2013-08-05 주식회사 포인칩스 멀티 터치 패널용 정전용량 감지회로
US9218561B2 (en) * 2011-05-25 2015-12-22 Atmel Corporation Touch sensor with RFID
WO2012169454A1 (ja) * 2011-06-08 2012-12-13 シャープ株式会社 座標位置検出装置
WO2014145872A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Tactual Labs Co. Fast multi-touch stylus and sensor
CN104571732B (zh) * 2013-10-14 2018-09-21 深圳市汇顶科技股份有限公司 触摸终端、主动式触控笔检测方法及系统
KR102249035B1 (ko) * 2014-10-14 2021-05-07 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 및 터치 제어장치
US9483129B1 (en) * 2015-05-12 2016-11-01 Atmel Corporation Active stylus with fractional clock-cycle timing
CN105912147B (zh) * 2015-12-08 2020-05-12 汉王科技股份有限公司 主动电容笔及其倾角检测方法、电容式触控屏以及触控系统
KR102456350B1 (ko) * 2016-01-28 2022-10-20 엘지디스플레이 주식회사 능동형 스타일러스 펜과 그를 포함한 터치 센싱 시스템
WO2018165444A1 (en) * 2017-03-09 2018-09-13 Smartmart, Inc. Automated retail facility
KR102324210B1 (ko) * 2017-06-30 2021-11-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법

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