DE112019003312T5

DE112019003312T5 - Ein segmentierter kapazitiver sensor und zugehörige systeme, verfahren und vorrichtungen

Info

Publication number: DE112019003312T5
Application number: DE112019003312.3T
Authority: DE
Inventors: John Dubery; Samuel Daniel Brunet
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2039-06-29
Also published as: US10895939B2; KR20210014141A; DE112019003312B4; TW202006377A; US20200004359A1; TWI750484B; JP7004857B2; JP2021530772A; CN112352213A; KR102377614B1; WO2020006463A1

Abstract

Es werden segmentierte Sensoren und zugehörige Systeme, Verfahren und Vorrichtungen offenbart. In einer Ausführungsform schließt ein kapazitiver Sensor ein erstes Raster von Sensorleitungen, ein zweites Raster von Sensorleitungen und einen Isolierbereich ein, der zwischen dem ersten Raster von Sensorleitungen und dem zweiten Raster von Sensorleitungen definiert ist. Ebenfalls offenbart sind Berührungssteuerungen, die zum operativen Koppeln mit und Erfassen von Berührungen an einem segmentierten Sensor konfiguriert sind, und zugehörige Systeme, Verfahren und Vorrichtungen. In einer Ausführungsform sind Anschlüsse einer Berührungssteuerung zum operativen Koppeln mit Erfassungsleitungen von verschiedenen Segmenten eines segmentierten Sensors konfiguriert, und Berührungssteuerungen sind zum Erfassen von Berührungen an den verschiedenen Segmenten konfiguriert.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der an dem Anmeldetag vorläufigen US-Patentanmeldung mit Seriennummer 62/692.363, eingereicht am 29. Juni 2018, für „A Segmented Capacitive Sensor, and Related Systems, Methods and Devices,“ und beansprucht den Vorteil der an dem Anmeldetag eingereichten US-Patentanmeldung mit Seriennummer 16/216.412, eingereicht am 11. Dezember 2018, „A Segmented Capacitive Sensor, and Related Systems, Methods and Devices“, anhängig, deren Inhalte und Offenbarung jeweils hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf kapazitive Sensoren und insbesondere beziehen sich bestimmte Ausführungsformen auf segmentierte Sensoren und kapazitive Sensorsysteme, die konfiguriert sind, um diese zu verwenden.
STAND DER TECHNIK
Touchscreen-Sensoren, die als eine transparente leitfähige Schicht auf einer Anzeige bezeichnet werden können, die eine Berührung erkennen kann (z.B. ein Smartphone, Tablet, eine Geräteschnittstelle oder dergleichen), sind in der Regel in einem Zeilen-/Spaltenraster von Leitern (d. h. elektrisch isolierten Leitungen aus leitfähigem Material) angeordnet, das als eine n-mal-m-Matrix dargestellt werden kann. Allgemein können diese Leiter als Sensorleitungen bezeichnet werden und auch als Erfassungsleitungen bezeichnet werden. Jeder Sensor kann eine Anzahl von Anschlüssen auf jeder Achse einschließen, wo die Zeilen und Spalten von Zeilen enden. Solche Anschlüsse sind von außen zugänglich (z.B. über Stifte) und können zum Beispiel operativ mit einer Berührungssteuerung gekoppelt sein, die eine Erfassungsschaltung und eine Verarbeitungsschaltung einschließt, die konfiguriert sind, um Informationen über Berührungen zu bestimmen, die an einem Touchscreen-Sensor erfasst werden.
Figurenliste
Während diese Offenbarung mit Ansprüchen endet, die bestimmte Ausführungsformen besonders hervorheben und eindeutig beanspruchen, können verschiedene Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung leichter aus Folgendem ermittelt werden:

1A zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer herkömmlichen Kopplung zwischen einem Touchscreen-Sensor und einer Berührungssteuerung.
1B zeigt ein weiteres vereinfachtes Blockdiagramm einer herkömmlichen Kopplung zwischen einem Touchscreen-Sensor und einer Steuerung.
2 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm einer segmentierten kapazitiven Sensorarchitektur gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
3A zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines kapazitiven Erfassungssystems, das einen segmentierten kapazitiven Sensor gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung verwendet.
3B zeigt eine beispielhafte Berührung an einem segmentierten kapazitiven Sensor (dargestellt als Raster) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
4A zeigt ein Flussdiagramm eines Berührungsverarbeitungsprozesses für einen segmentierten Sensor gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
4B zeigt ein Flussdiagramm eines Berührungsverarbeitungsprozesses für einen segmentierten Sensor gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung.
5 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Berührungssteuerung, die zur Verwendung mit einem segmentierten Sensor gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung konfiguriert ist.

ART(EN) DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische beispielhafte Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die vorliegende Offenbarung in die Praxis umgesetzt werden kann. Diese Ausführungsformen werden ausreichend detailliert beschrieben, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die vorliegende Offenbarung auszuführen. Es können jedoch auch andere Ausführungsformen verwendet werden und Änderungen der Struktur, des Materials und des Prozesses können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.
Die hierin dargestellten Veranschaulichungen sollen keine tatsächlichen Ansichten eines bestimmten Verfahrens oder Systems oder einer bestimmten Vorrichtung oder Struktur sein, sondern sind lediglich idealisierte Darstellungen, die zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden. Die hierin dargestellten Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Ähnliche Strukturen oder Komponenten in den verschiedenen Zeichnungen können zur Vereinfachung für den Leser die gleiche oder eine ähnliche Nummerierung beibehalten; die Ähnlichkeit in der Nummerierung bedeutet jedoch nicht, dass die Strukturen oder Komponenten notwendigerweise in Größe, Zusammensetzung, Konfiguration oder einer anderen Eigenschaft identisch sind.
Es versteht sich von selbst, dass die Komponenten der Ausführungsformen, wie sie hierin allgemein beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt sind, in einer großen Vielfalt unterschiedlicher Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden können. Somit soll die folgende Beschreibung verschiedener Ausführungsformen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken, sondern ist lediglich repräsentativ für verschiedene Ausführungsformen. Während die verschiedenen Gesichtspunkte der Ausführungsformen in Zeichnungen dargestellt werden können, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet, sofern nicht ausdrücklich angegeben.
Die folgende Beschreibung kann Beispiele einschließen, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die offenbarten Ausführungsformen auszuführen. Die Verwendung der Begriffe „beispielhaft“, „als Beispiel“ und „zum Beispiel“ bedeutet, dass die zugehörige Beschreibung erläuternd ist, und während der Schutzumfang der Offenbarung die Beispiele und ihre rechtlichen Äquivalente 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 einzuschränken.
Somit sind die gezeigten und beschriebenen spezifischen Implementierungen nur Beispiele und sollten nicht als die einzige Möglichkeit zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, sofern hierin nicht anders angegeben. Elemente, Schaltungen und Funktionen können in Blockdiagrammform gezeigt sein, um die vorliegende Offenbarung nicht durch unnötige Details undeutlich werden zu lassen. Umgekehrt sind gezeigte und beschriebene spezifische Implementierungen nur beispielhaft und sollten nicht als die einzige Möglichkeit zur Implementierung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden, sofern hierin nicht anders angegeben. Außerdem sind Blockdefinitionen und die Aufteilung von Logik zwischen verschiedenen Blöcken beispielhaft für eine spezifische Implementierung. Es ist für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass die vorliegende Offenbarung durch zahlreiche andere Aufteilungslösungen ausgeführt werden kann. Details bezüglich Zeitüberlegungen und dergleichen wurden größtenteils weggelassen, wenn solche Details nicht notwendig sind, um ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu erhalten, und diese innerhalb der Fähigkeiten eines Durchschnittsfachmanns liegen.
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 verschiedenen veranschaulichenden logischen Blöcke, Module und Schaltungen, die in Verbindung mit den hierin offenbarten Ausführungsformen beschrieben werden, können mit einem Universalprozessor, einem Spezialprozessor, einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer anwenderprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA) oder einer anderen programmierbaren Logikvorrichtung, einer diskreten Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten oder einer beliebigen Kombination davon, die zum Durchführen der hierin beschriebenen Funktionen ausgelegt sind, implementiert oder durchgeführt werden. Ein Allzweckprozessor (der hierin auch als Host-Prozessor oder einfach als Host bezeichnet werden kann) kann ein Mikroprozessor sein, alternativ kann der Prozessor jedoch ein beliebiger herkömmlicher Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Rechenvorrichtungen, wie eine Kombination aus einem DSP und einem Mikroprozessor, eine Vielzahl von Mikroprozessoren, ein oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder eine beliebige andere derartige Konfiguration implementiert sein. Ein Universalcomputer einschließlich eines Prozessors wird als Spezialcomputer angesehen, während der Universalcomputer so konfiguriert ist, dass er Rechenanweisungen (z. B. einen Softwarecode) ausführt, die sich auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen.
Es wird auch angemerkt, dass die Ausführungsformen in Bezug auf einen Prozess beschrieben werden können, der als ein Flussdiagramm, ein Fließschema, ein Strukturdiagramm oder ein Blockdiagramm dargestellt ist. Obwohl ein Flussdiagramm Betriebsvorgänge als einen sequentiellen Prozess beschreiben kann, können viele dieser Vorgänge in einer anderen Reihenfolge, parallel oder im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden. Außerdem kann die Reihenfolge der Vorgänge neu angeordnet werden. Ein Prozess kann einem Verfahren, einem Thread, einer Funktion, einer Prozedur, einer Unterroutine, einem Unterprogramm usw. entsprechen. Weiterhin können die hierin offenbarten Verfahren in Hardware, Software oder beiden implementiert sein. Bei Implementierung in Software können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder ein Code auf computerlesbaren Medien gespeichert oder übertragen werden. Computerlesbare Medien schließen sowohl Computerspeichermedien als auch Kommunikationsmedien, einschließlich aller Medien, die die Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen unterstützen, ein.
Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „im Wesentlichen“ und „ungefähr“ in Bezug auf einen gegebenen Parameter, eine Eigenschaft oder eine Bedingung und schließen in einem Ausmaß ein, dass Fachleute verstehen würden, dass der gegebene Parameter, die gegebene Eigenschaft oder die gegebene Bedingung mit einem gewissen Grad an Varianz erfüllt ist, beispielsweise innerhalb akzeptabler Fertigungstoleranzen. Beispielsweise kann ein Parameter, der im Wesentlichen oder ungefähr ein spezifizierter Wert ist, mindestens ungefähr 90 % des spezifizierten Werts, mindestens ungefähr 95 % des spezifizierten Werts, mindestens ungefähr 99 % des spezifizierten Werts oder sogar mindestens ungefähr 99,9 % des spezifizierten Werts sein.
Wie für die Zwecke der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen verstanden, kann ein Touchscreen-Sensor oder einfach „Sensor“ auf den Kontakt eines Objekts (wie eines Fingers, eines Stifts, eines anderen erkennbaren Objekts, ohne Einschränkung) mit einem berührungsempfindlichen Bereich des Sensors oder dessen Nähe zu diesem reagieren. In dieser Offenbarung sollen „Kontakt“ und „Berührung“ sowohl den physischen Kontakt eines Objekts mit einem kontaktempfindlichen Bereich als auch die Anwesenheit eines Objekts in der Nähe eines kontaktempfindlichen Bereichs ohne physischen Kontakt umfassen. Ein tatsächlicher physischer Kontakt mit einem Sensor ist nicht erforderlich.
Wenn ein Objekt einen Touchscreen-Sensor berührt, kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Sensors an oder in der Nähe der Kontaktstelle auftreten. Ein analoges Erfassungsfrontend kann die Berührung „erkennen“, wenn es einen bestimmten Schwellenwert oder ein anderes Kriterium erfüllt. „Laden-dann-Übertragen“ ist eine Technik, die in einigen Berührungserfassungsfrontends implementiert ist, um kapazitive Änderungen zu erfassen, wobei ein Erfassungskondensator als Reaktion auf die Kapazitätsänderung (z.B. schneller oder langsamer geladen) geladen wird und die Ladung über mehrere Ladungstransferzyklen an einen Integrationskondensator übertragen wird. Die mit einem solchen Ladungstransfer verbundene Ladungsmenge kann von einem Analog-Digital-Wandler (ADC) in digitale Signale umgewandelt werden, und eine digitale Steuerung kann diese digitalen Signale verarbeiten, um Messungen zu bestimmen und festzustellen, ob ein Objekt den Sensor berührt hat.
Eigenkapazitätssensoren sind kapazitive Feldsensoren, die Änderungen der Kapazität zur Masse erfassen/darauf reagieren. Sie sind in der Regel in einem Array von Zeilen und Spalten angeordnet, die unabhängig auf eine Berührung reagieren. Als nicht einschränkendes Beispiel kann ein Selbstkappensensor eine Schaltung einschließen, die sich wiederholende Laden-dann-Transfer-Zyklen unter Verwendung einer gemeinsamen integrierten CMOS-Gegentakt-Treiberschaltung mit Floating-Anschlüssen verwendet. Gegenseitige Kapazitätssensoren sind kapazitive Feldsensoren, die Kapazitätsänderungen zwischen zwei Elektroden detektieren/darauf reagieren: einer Ansteuerelektrode und einer Erfassungselektrode. Die Paare aus Antriebselektrode und Erfassungselektrode an jedem Schnittpunkt der Antriebs- und Erfassungsleitungen bilden einen Kondensator. Eigenkapazitäts- und gegenseitige Kapazitätsanordnungen und/oder -techniken können ausschließlich verwendet werden und können auch in demselben Berührungssensor und derselben Steuerung verwendet werden und können zueinander komplementär sein, zum Beispiel kann Eigenkapazität verwendet werden, um eine Berührung zu bestätigen, die unter Verwendung einer gegenseitigen Kapazität erfasst wird.
Touchscreen-Sensoren können in einer zweidimensionalen (2-D) Anordnung für eine berührungsempfindliche 2-D-Oberfläche überlagert sein, die in einer berührungsempfindliche Oberfläche, zum Beispiel einer Anzeige, integriert sein kann und eine Benutzerinteraktion mit einer zugeordneten Vorrichtung erleichtern kann. Isolierende Schutzschichten (z.B. Harze, Glas, Kunststoff usw.) können verwendet werden, um Berührungssensoren abzudecken. Wie hierin verwendet, ist eine „Berührungsanzeige“ eine Anzeige (wie etwa eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Dünnschichttransistor-(TFT) -LCD oder eine Leuchtdioden- (LED) -Anzeige), die Touchscreen-Sensoren enthält oder in Verbindung mit einem benachbarten Touchscreen-Sensor verwendet wird.
Unter Verwendung des Beispiels eines Touchscreen-Sensors, der einen Matrixsensoransatz von gegenseitigen Kapazitätssensoren verwendet, die Ladungstransfertechniken verwenden, können sich Ansteuerelektroden in Zeilen auf einer Seite eines Substrats erstrecken, und Erfassungselektroden können sich in Spalten 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 (gegenseitige Kapazität) oder die Kopplung einer Erfassungselektrode und Masse (Eigenkapazität) an einer Knotenposition kann separat gemessen oder gemeinsam gemessen werden als Reaktion auf eine kapazitive 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 erfasst werden.
Obwohl Touchscreen-Sensoren dieser Offenbarung besondere Anwendung zur Verwendung mit Anzeigen finden, sind sie nicht auf Berührungsanzeigen beschränkt und können ohne Einschränkung in jede berührungsempfindliche Oberfläche, zum Beispiel Touchpads und Touchbuttons, integriert werden; und können transparent oder nicht transparent sein.
1A ist ein Diagramm einer herkömmlichen Kopplung zwischen einem Touchscreen-Sensor und einer Steuerung, die den Erfindern dieser Offenbarung bekannt ist. Der Berührungssensor 100 hat etwa 5 Spaltenleitungen für jeweils 4 Zeilenleitungen (angezeigt durch Zeilenstifte 102 und Spaltenstifte 104) oder 5:4, was, wenn mit gleichem Abstand zwischen den Leitungen angeordnet, bedeutet, dass die Breite des Sensors 100 im Wesentlichen gleich der Höhe des Sensors ist. Dies kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass er ein „Normal-Aspektverhältnis“ aufweist oder für „Normal-Aspektverhältnis“-Anwendungen konfiguriert ist, zum Beispiel eine Normal-Aspektverhältnis-Anzeige oder ein Touchpad. Ein anderes Verhältnis, das gewöhnlich dem Normal-Aspekt-Verhältnis zugeordnet ist, sind 4 Spaltenleitungen für jeweils 3 Zeilenleitungen oder 4:3.
1B ist ein Diagramm einer anderen herkömmlichen Kopplung zwischen einem Touchscreen-Sensor und einer Steuerung, die den Erfindern dieser Offenbarung bekannt ist. Der Touchscreen-Sensor 110 hat mehr Spalten von Zeilen als Reihen von Zeilen (wie durch Stifte 114 bzw. Stifte 112 angezeigt) oder ein 5:1-Verhältnis von Spaltenleitungen zu Zeilenleitungen, was bei Anordnung mit gleichem Abstand zwischen den Zeilen bedeutet, dass die Breite des Sensors 110 größer als die Höhe des Sensors ist. Dies kann auch dadurch gekennzeichnet sein, dass er ein „breites Aspektverhältnis“ aufweist oder für Anwendungen für „breites Aspektverhältnis“ konfiguriert ist, zum Beispiel eine Anzeige mit breitem Aspektverhältnis. In dieser Offenbarung werden Touchscreen-Sensoren mit einem Verhältnis von langer zu kurzer Achse von etwa 2:1 und größer als große Aspektverhältnisse angesehen, wie es dem Fachmann geläufig ist.
Der Umfang der Berührungsverarbeitung für einen Touchscreen hängt in hohem Maße von der Fläche des Touchscreens ab. Somit ist als nicht einschränkendes Beispiel die Menge an Berührungsverarbeitung für Berührungen an einem 24 x 30-Sensor im Wesentlichen die gleiche wie die Menge an Berührungsverarbeitung für Berührungen an einem 12 x 60-Sensor. Die Anzahl der Anschlüsse an einem 24 x 30-Sensor (etwa 54) ist jedoch geringer als die Anzahl der Anschlüsse für einen 12 x 60-Sensor (etwa 72), obwohl die Fläche von beiden 720 ist (insbesondere kann „Fläche“ ferner als die Anzahl der Knoten gekennzeichnet sein, die durch den Schnittpunkt der Sensorleitungen definiert sind). Während also der 24x30-Sensor 100 von 1A und der 12x60-Sensor 110 von 1B im Wesentlichen die gleiche Menge an Berührungsverarbeitung für Berührungen verwenden, werden mehr Stifte an der Berührungssteuerung 116 für den 12 x 60-Sensor 110 benötigt als an der Berührungssteuerung 130 für den 30 x 24 (etwa 18 Stifte mehr). Sofern nicht anders angegeben, wird beim Beschreiben von Abmessungen eines Sensors hierin eine Konvention in Zeile x Spalte zur einfachen Beschreibung verwendet.
Im Allgemeinen wird beim Vergleichen von Berührungssteuerungen mit unterschiedlichen Anzahlen von Stiften die Berührungssteuerung mit mehr Stiften größer sein und einen größeren Chip erfordern als die Berührungssteuerung mit weniger Stiften - und es gibt entsprechende höhere Kosten. Somit ist für den gleichen Berührungsverarbeitungsbetrag die herkömmliche Berührungssteuerung, die mit Sensoren mit großem Aspektverhältnis in einem kapazitiven Berührungserfassungssystem verwendet wird, teurer als die Berührungssteuerung, die mit Standardsensoren mit Aspektverhältnis in einem kapazitiven Berührungserfassungssystem verwendet wird.
Die Erfinder dieser Offenbarung erkennen einen Bedarf an einem kapazitiven Berührungssensor, der für Anwendungen mit großem Aspektverhältnis geeignet ist, der weniger Anschlüsse und weniger Verarbeitungsfähigkeit aufweist als herkömmliche kapazitive Berührungssensoren, die für solche Anwendungen verwendet werden. Ein Vorteil eines solchen Sensors besteht darin, dass weniger Stifte an einer Berührungssteuerung benötigt werden, um mit dem Sensor gekoppelt zu werden, und somit kann ein kapazitives Berührungserfassungssystem für Anwendungen mit großem Aspektverhältnis einfacher sein und im Vergleich zu herkömmlichen kapazitiven Berührungserfassungssystemen, die teurere Berührungssteuerungen verwenden, kostengünstigere Komponenten einschließen.
Dementsprechend beziehen sich eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung allgemein auf einen segmentierten kapazitiven Sensor (der hierin einfach als „segmentierter Sensor“ bezeichnet werden kann). 2 zeigt einen segmentierten Sensor 200, der zwei unabhängige Segmente 202 und 204 einschließt. Der Einfachheit halber und nicht als Einschränkung können die beiden Segmente als „linkes Segment“ 202 und „rechtes Segment“ 204 bezeichnet werden. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist jedes linke Segment 202 und rechte Segment 204 auf drei Seiten durch mindestens einen Teil jeder der drei Kanten 208, 210, 212 und 214 des Sensors 200 und auf einer vierten Seite durch einen isolierenden Bereich 206 definiert. Während in diesem Beispiel linke und rechte Segmente 202 und 204 mit einer einheitlichen Anzahl von Knoten gezeigt sind, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt, und es wird insbesondere in Betracht gezogen, dass in einer oder mehreren Ausführungsformen Segmente eines Multisegmentsensors eine ungleichmäßige Anzahl von Knoten aufweisen können (z.B. können einige Segmente eine andere Anzahl von Knoten als andere Segmente aufweisen). Obwohl in dem in 2 gezeigten Beispiel der segmentierte Sensor 200 zwei Segmente 202 und 204 aufweist, ist die Offenbarung darüber hinaus nicht auf zwei Segmente beschränkt, und ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass Ausführungsformen der Offenbarung auf mehr als zwei Segmente skalierbar sind. Tatsächlich wird insbesondere in Betracht gezogen, dass ein segmentierter Sensor mehr als zwei Segmente einschließen kann.
Der Isolierbereich 206 ist konfiguriert, um das linke Segment 202 und das rechte Segment 204 elektrisch zu isolieren. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann mindestens ein Teil des Isolierbereichs 206 mit einem Isoliermaterial gefüllt sein, Luftspalte definieren, die eine elektrische Isolierung bereitstellen, oder Kombinationen davon. Der Isolierbereich 206 teilt den segmentierten Sensor 200 im Wesentlichen in zwei gleiche Hälften, und jedes des linken Segments 202 und des rechten Segments 204 kann als im Wesentlichen die Hälfte des segmentierten Sensors 200 gekennzeichnet sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann jedes des linken Segments 202 und des rechten Segments 204 aktive Abschnitte und optional inaktive Abschnitte einschließen, wobei die aktiven Abschnitte im Allgemeinen als Sensorleitungen für kapazitive Erfassung konfiguriert sind.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Isolierbereich 206 durch Schneiden der Längsachsen-Sensorleitungen (nicht gezeigt) im Wesentlichen senkrecht zur Richtung der Längsachsen-Sensorleitungen gebildet werden. Nach dem Schneiden arbeiten die Längsachsen-Sensorzeilen des linken Segments 202 und die Längsachsen-Sensorzeilen des rechten Segments 204 unabhängig voneinander. Als nicht einschränkendes Beispiel wird eine Berührung vollständig am linken Segment 202, und am linken Segment 202 erkannt, am rechten Segment 204 nicht erkannt. Mit anderen Worten wird ein messrelevanter kapazitiver Effekt am rechten Segment 204 nicht als Reaktion auf eine Berührung am linken Segment 202 realisiert.
Jedes linke Segment 202 und rechte Segment 204 kann auch eine Anzahl von Anschlüssen einschließen, die entlang einer jeweiligen ersten Kante und einer jeweiligen zweiten Kante des Segments positioniert sind. Das linke Segment 202 schließt Langachsenanschlüsse 216 und Kurzachsenanschlüsse 218 ein. Das rechte Segment 204 schließt Langachsenanschlüsse 220 und Kurzachsenanschlüsse 222 ein. Die Kurzachsenanschlüsse 218 und Kurzachsenanschlüsse 222 können auf einer Seite angeordnet sein, die der gleichen Kante des segmentierten Sensors, hier Kante 212, entspricht. Die Langachsenanschlüsse 216 und Langachsenanschlüsse 220 können auf Seiten angeordnet sein, die verschiedenen Kanten des segmentierten Sensors entsprechen, hier Kante 210 bzw. Kante 214. In einer oder mehreren Ausführungsformen weist jedes linke Segment 202 und rechte Segment 204 des segmentierten Sensors 200 die gleiche Anzahl von Anschlüssen auf. Die Sensoranschlüsse, z.B. die Anschlüsse 216, 218, 220 und 222, können in einer oder mehreren Ausführungsformen elektrisch leitfähige Stifte sein.
Wie in 3A gezeigt, beziehen sich eine oder mehrere Ausführungsformen allgemein auf ein kapazitives Erfassungssystem 300, das einen segmentierten Sensor 302 einschließt, der operativ mit einer Berührungssteuerung 330 gekoppelt ist. Die Anschlüsse des linken Segments 304 und des rechten Segments 306 können operativ mit Eingangs-/Ausgangs-Anschlüssen (E/A-Anschlüssen) der Berührungssteuerung 330 gekoppelt sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen können die E/A-Anschlüsse zum Beispiel elektrisch leitfähige Stifte, elektrisch leitfähiger Klebstoff oder ein anderes geeignetes elektrisch leitfähiges Material sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
Die Anschlüsse 308 und 312 der Langachsensensorleitungen des linken Segments 304 bzw. des rechten Segments 306 können operativ mit den unabhängigen Anschlüssen 332 und 334 der Berührungssteuerung 330 gekoppelt sein. Einige oder alle der Kurzachsenanschlüsse 310 und 314 der Kurzachsensensorleitungen des linken Segments 304 und des rechten Segments 306 können operativ parallel mit den Anschlüssen 336 der Berührungssteuerung 330 gekoppelt sein. Für die Kurzachsenanschlüsse 310 und 314 des linken Segments 304 und des rechten Segments 306, die operativ parallel mit Anschlüssen 336 der Berührungssteuerung 330 gekoppelt sind, sind mindestens ein Kurzachsenanschluss 310 des linken Segments 304 und mindestens ein Kurzachsenanschluss 314 des rechten Segments 306 operativ mit demselben Anschluss 336 der Berührungssteuerung 330 gekoppelt.
In einer oder mehreren Ausführungsformen können Erfassungsleitungen eines Sensors, die operativ mit demselben Anschluss einer Berührungssteuerung gekoppelt sind, hierin als „operativ parallel gekoppelt“ bezeichnet werden, und der Anschluss an der Steuerung, mit dem sie operativ gekoppelt sind, kann hierin als „paralleler Anschluss“ bezeichnet werden. Eine Erfassungsleitung eines Sensors, der operativ mit einem Anschluss einer Berührungssteuerung gekoppelt ist, und keine andere Erfassungsleitung operativ mit demselben Anschluss gekoppelt ist, kann hierin als „operativ unabhängig“ mit dem Anschluss gekoppelt bezeichnet werden, und der Anschluss an der Berührungssteuerung kann hierin als „unabhängiger Anschluss“ bezeichnet werden.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung ist keine spezifische Reihenfolge für die Anschlüsse zwischen Sensorleitungen (lange Achse und kurze Achse) und Anschlüssen einer Berührungssteuerung erforderlich. Zum Beispiel können aufeinanderfolgende Sensorleitungen operativ mit nicht aufeinanderfolgenden (d. h. nicht benachbarten) Anschlüssen der Berührungssteuerung gekoppelt sein, die auch als „Verschachtelung“ von Sensorleitungsverbindungen an einer Berührungssteuerung bezeichnet werden können.
Eine oder mehrere Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf ein kapazitives Erfassungssystem, das eine oder mehrere Berührungssteuerungen einschließt, die operativ mit einem segmentierten Sensor gekoppelt sind. In einer Ausführungsform kann die Verarbeitung von Sensorsignalen, die von einem segmentierten Sensor empfangen werden, durch zwei oder mehr Berührungssteuerungen verarbeitet werden. Jede geeignete Technik kann verwendet werden, um die Verarbeitung unter den Berührungssteuerungen aufzuteilen, einschließlich, ohne Einschränkung, nach Segment, nach Sensoranschlüssen, nach Art der Berührung (z.B. einzeln, mehrfach, Kraft usw.) und Kombinationen davon.
Eine oder mehrere Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf eine Berührungssteuerung, die konfiguriert ist, um zwischen erfassten Signalen von dem linken Segment und erfassten Signalen von dem rechten Segment zu unterscheiden, die hierin als linke erfasste Signale bzw. rechte erfasste Signale bezeichnet werden können.
3B ist ein Diagramm eines Sensorleitungsrasters 340 mit Sensorleitungen, die segmentiert sind, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Sensorleitungsraster 340 für Anwendungen mit großem Aspektverhältnis konfiguriert sein, wie Sensor 302 (3A), und umfasst Zeilen von Langachsensensorleitungen 342 (Zeile 1 bis Zeile 12) und Spalten von Kurzachsensensorleitungen 344 (Spalte 1 bis Spalte 60). Ein inaktiver Bereich 350 teilt das Sensorleitungsraster 340 und definiert ein linkes Segment 346 und ein rechtes Segment 348 des Sensorleitungsrasters 340. Zur Erläuterung ist eine kapazitive Änderung an Position 352 des rechten Segments 348 gezeigt, die mit einem Berührungsereignis verbunden ist.
In einer Ausführungsform kann die Berührungssteuerung 330 (3A) einen Berührungsprozessor (nicht gezeigt) einschließen, der konfiguriert ist, um zwischen einem linken erfassten Signal und einem rechten erfassten Signal an parallelen Anschlüssen einer Berührungssteuerung 330 als Reaktion auf ein oder mehrere Ansteuersignale, die in einer gegenseitigen Kapazitätserfassungstechnik verwendet werden, zu unterscheiden. Insbesondere kann, wenn ein erfasstes Signal durch den Berührungsprozessor empfangen wird, der Berührungsprozessor konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob das erfasste Signal einem linken Segmentansteuersignal entspricht oder einem rechten Segmentansteuersignal entspricht. In einer Ausführungsform kann der Berührungsprozessor bestimmen, dass ein erfasstes Signal dem linken Segmentansteuersignal entspricht, wenn das erfasste Signal während einer ersten Erfassungsperiode eines gegenseitigen Kapazitätserfassungsvorgangs empfangen wird, und bestimmen, dass ein erfasstes Signal einem rechten Segmentansteuersignal entspricht, wenn das erfasste Signal während einer zweiten Erfassungsperiode eines gegenseitigen Kapazitätserfassungsvorgangs empfangen wird. Insbesondere kann ein gegenseitiger Kapazitätserfassungsvorgang über ein Erfassungsintervall erfolgen, und dieses Erfassungsintervall kann eine erste Erfassungsperiode und eine zweite Erfassungsperiode umfassen. Die erste Erfassungsperiode kann einem des linken oder rechten Segments zugeordnet sein, und die zweite Erfassungsperiode kann dem anderen Segment zugeordnet sein. Ein Erfassungsintervall kann einem Erfassungsvorgang zugeordnet sein.
In einer anderen Ausführungsform kann ein Erfassungsintervall viele Erfassungsperioden einschließen, wobei einige der Erfassungsperioden einem Segment zugeordnet sind und andere Erfassungsperioden dem anderen Segment zugeordnet sind. Die Erfassungsperioden, die einem Segment zugeordnet sind, können aufeinander folgen oder nicht, zum Beispiel wird angenommen, dass ein Erfassungsintervall vier Erfassungsperioden (P1 - P4) aufweist, wobei eine von vier Gruppen von Erfassungsleitungen jedes Segments jeder Erfassungsperiode zugeordnet ist, z.B. P1 (L1 und R4), P2 (L2 und R3), P3 (L3 und R2) und P4 (L4 und R1). Es wird auch angenommen, dass Gruppen von Erfassungsleitungen für jedes Segment operativ parallel an die Berührungssteuerung gekoppelt sind (z.B. Sind L1 und R1 operativ parallel gekoppelt, L2 und R2 sind operativ parallel gekoppelt, ohne darauf beschränkt zu sein). Gruppen von Erfassungsleitungen können während jeder Erfassungsperiode gleichzeitig und nahezu gleichzeitig erfasst werden. Das heißt, L1 und R4 können gleichzeitig erfasst werden, L2 und R3 können gleichzeitig erfasst werden usw. In dieser Konfiguration kann der Berührungsprozessor zwischen dem linken Segment und dem rechten Segment basierend auf einer Erfassungsperiode und Anschlüssen unterscheiden, die den Gruppen von Erfassungsleitungen zugeordnet sind.
In einer oder mehreren Ausführungsformen können das Erfassungsintervall und die Erfassungsperioden unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Technik messbar sein, einschließlich in Bezug auf Zeit, Ansteuerleitungen (z.B. eine erste angesteuerte Ansteuerleitung bis zu einer letzten angesteuerten Ansteuerleitung), Anzahl von Vorgängen, ohne Einschränkung.
4A zeigt ein Flussdiagramm eines Berührungsverarbeitungsprozesses 400 für einen segmentierten Sensor gemäß einem oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung. Bei Vorgang 402 werden ein oder mehrere Erfassungssignale empfangen, die einem parallel gekoppelten Anschluss einer Berührungssteuerung zugeordnet sind. Bei Vorgang 404 werden Zeitinformationen der erfassten Signale mit einem oder mehreren Zeiträumen eines Erfassungsvorgangs verglichen. Die Zeiträume können Ansteuersignalen zugeordnet sein, die an einem Berührungssensor aktiviert werden. Bei Vorgang 406 wird als Reaktion auf den Vergleich ein Sensorsegment identifiziert. Das Sensorsegment kann eines von einem linken Segment oder einem rechten Segment sein. Bei Vorgang 408 wird eine Sensorposition als Reaktion auf das identifizierte Sensorsegment und eine Segmentposition, die als Reaktion auf die erfassten Signale identifiziert wird, bestimmt. In einer anderen Ausführungsform kann eine Sensorposition als Reaktion auf das identifizierte Sensorsegment und die erfassten Signale bestimmt werden.
Die Verwendung der Begriffe „Ansteuerleitungen“ und/oder „Erfassungsleitungen“ in dieser Offenbarung soll keine spezifische Technik zum kapazitiven Erfassen erfordern, wie Eigenkapazität oder gegenseitige Kapazität, sofern nicht spezifisch angegeben.
Obwohl in einigen Beispielen Ansteuerleitungen oder Erfassungsleitungen Langachsenleitungen und Kurzachsenleitungen zugeordnet sind, ist dies keine Anforderung. Ansteuerleitungen können Kurzachsenleitungen zugeordnet sein, und Erfassungsleitungen können Langachsenleitungen zugeordnet sein.
In einer anderen Ausführungsform schließt die Berührungssteuerung einen Berührungsprozessor (nicht gezeigt) ein, der konfiguriert ist, um als Reaktion auf erfasste Signale, die während eines Eigenkapazitätserfassungsvorgangs empfangen werden, zwischen einem linken erfassten Signal und einem rechten Erfassungssignal zu unterscheiden. Während der Eigenkapazitätserfassung empfängt der Berührungsprozessor in der Regel erfasste Signale von einer oder mehreren Langachsensensorleitungen und einer oder mehreren Kurzachsensensorleitungen. Der Berührungsprozessor kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, ob ein erfasstes Signal einem linken Segment oder einem rechten Segment entspricht, als Reaktion auf ein erfasstes Signal, das von einer Kurzachsensensorleitung empfangen wird. Genauer kann der Berührungsprozessor konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass ein erfasstes Signal an einem oder mehreren Stiften empfangen wird, die einer oder mehreren Längsachsensensorleitungen zugeordnet sind.
4B zeigt ein Flussdiagramm eines Berührungsverarbeitungsprozesses 410 für einen segmentierten Sensor gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung. Bei Vorgang 412 werden Erfassungssignale empfangen, die einem parallel gekoppelten Anschluss einer Berührungssteuerung zugeordnet sind. Bei Vorgang 414 werden Anschlusszuordnungsinformationen als Reaktion auf die empfangenen Erfassungssignale bestimmt. In einer Ausführungsform können Anschlusszuordnungsinformationen Anschlüsse der Steuerung identifizieren, die operativ mit Anschlüssen (und daher Erfassungsleitungen) von Sensorsegmenten gekoppelt sind. Jede geeignete Granularitätsstufe kann verwendet werden, zum Beispiel können Anschlusszuweisungsinformationen die Kopplung auf einer Anschluss-/Erfassungsebene und/oder einer Anschluss-/Segmentebene beschreiben. Zum Beispiel können Anschlusszuordnungsinformationen einen oder mehrere Anschlüsse einer Berührungssteuerung einem ersten Segment, einem zweiten Segment oder beiden Segmenten zuordnen (z.B. im Fall paralleler Verbindungen).
Bei Vorgang 416 wird ein Segment als Reaktion auf die bestimmten Anschlusszuordnungsinformationen identifiziert. In einer Ausführungsform kann ein Segment als Reaktion auf eine Nachschlagetabelle identifiziert werden, die durch Anschlusszuweisungsinformationen durchsuchbar ist und eine Segmentkennung als Reaktion auf durchsuchte Anschlusszuweisungsinformationen zurückgibt. Bei Vorgang 418 wird eine Sensorposition als Reaktion auf das identifizierte Segment und die Erfassungssignale bestimmt. In einer Ausführungsform kann eine Segmentposition als Reaktion auf die Erfassungssignale identifiziert werden, und eine Sensorposition kann als Reaktion auf das identifizierte Segment und die identifizierte Segmentposition identifiziert werden.
Abhängig von der Konfiguration eines Berührungsprozessors können Positionsinformationen einer Berührung für ein linkes Segment oder ein rechtes Segment bestimmt werden, jedoch ist eine weitere Verarbeitung erforderlich, um die bestimmte Position für den segmentierten Sensor als Ganzes anzupassen. Wenn, zum Beispiel, eine Berührung an der Position 352 (3A) identifiziert wird, die der Mitte des rechten Segments 348 entspricht, jedoch aufgrund der parallelen Verbindung an einigen der Anschlüsse einer Berührungssteuerung, der Berührungsprozessor möglicherweise nicht „erkennen“ kann, dass sich die Stelle tatsächlich im rechten Drittel des Sensors und nicht in der Mitte des rechten Segments 348 befindet. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Position korrigiert werden, wenn die Position zuerst basierend auf dem Segment, in dem die Berührung aufgetreten ist, und den erfassten Signalen bestimmt wird. Wenn, zum Beispiel, erfasste Signale empfangen werden, die einer Zeile 10 Spalte 25 oder einer Zeile 10 Spalte 55 eines segmentierten Sensors entsprechen könnten, dann kann der Berührungsprozessor die Spalte nach dem Bestimmen des Segments bestimmen. In einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kann der Berührungsprozessor einen oder mehrere Positionsversätze einschließen, die den Unterschied zwischen einer Position auf einem segmentierten Berührungssensor und einer Position auf dem linken oder rechten Segment des Berührungssensors anzeigen. Der Berührungsprozessor kann konfiguriert sein, um eine segmentierte Sensorposition als Reaktion auf eine Segmentposition und einen Versatz, der dieser Segmentposition zugeordnet ist, zu bestimmen.
5 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer Berührungssteuerung 500 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Offenbarung. In einer Ausführungsform kann die Berührungssteuerung 500 einen Berührungsprozessor 506, E/A-Treiber 504 und eine periphere Schnittstelle 502 einschließen. Der Berührungsprozessor 506 kann konfiguriert sein, um einen oder mehrere Aspekte von Erfassungsvorgängen durchzuführen, einschließlich des Verarbeitens erfasster Signale (und in einigen Fällen Ansteuersignalen) und des Bestimmens von Berührungsinformationen, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, der Sensor- und Segmentpositionen, die Berührungen zugeordnet sind. Die E/A-Treiber 504 können konfiguriert sein, um einen oder mehrere Anschlüsse, einschließlich, ohne Einschränkung, Allzweck-Eingabe-Ausgabe-Stifte, der Berührungssteuerung 500 zu steuern. Die Anschlüsse können so konfiguriert sein, dass sie operativ mit kapazitiven Sensorleitungen gekoppelt sind. Die periphere Schnittstelle 502 kann konfiguriert sein, um mit oder über einen Datenbus zu kommunizieren, wie beispielsweise einen UART, USART, I²C usw.
Viele der Funktionsbeschreibungen in dieser Spezifikation können als Module, Threads Schritten, oder andere Segregationen eines Programmiercodes, 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 implementiert werden, die auf einem physischen Speichermedium (z. B. einem computerlesbaren Medium), in einem Speicher (z. B. nichtflüchtigen Speichermedien, die als Systemspeicher verwendet werden) oder einer Kombination davon zur Ausführung durch verschiedene Arten von Prozessoren gespeichert sind.
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 Software-Abschnitte in einem nichtflüchtigen Zustand gespeichert, sodass die Softwareabschnitte oder Darstellungen davon für einen Zeitraum an derselben physischen Position 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.
Jede Charakterisierung, die in dieser Offenbarung als „typisch“, „herkömmlich“ oder „bekannt“ bezeichnet wird, bedeutet nicht notwendigerweise, dass sie nach dem Stand der Technik offenbart ist oder dass die erörterten Aspekte nach dem Stand der Technik anerkannt werden. Es bedeutet auch nicht notwendigerweise, dass es auf dem betreffenden Gebiet weithin bekannt und wohlverstanden ist oder routinemäßig verwendet wird.
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 veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang 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 innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung enthalten sind, wie er vom Erfinder in Betracht gezogen wird.
Zusätzliche, nicht einschränkende Ausführungsformen der Offenbarung schließen ein:

Ausführungsform 1: Kapazitives Erfassungssystem, umfassend: einen segmentierten Sensor, der Zeilen von Erfassungsleitungen und Spalten von Erfassungsleitungen umfasst; und eine oder mehrere Berührungssteuerungen, die operativ mit dem segmentierten Sensor gekoppelt sind.
Ausführungsform 2: System gemäß Ausführungsform 1, wobei eine Berührungssteuerung der einen oder mehreren Berührungssteuerungen Folgendes umfasst: eine erste Gruppe von Anschlüssen und eine zweite Gruppe von Anschlüssen, und wobei: die Spalten von Erfassungsleitungen unabhängig mit der ersten Gruppe von Anschlüssen wirkgekoppelt sind; und mindestens einige der Reihen von Erfassungsleitungen operativ parallel mit der zweiten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind.
Ausführungsform 3: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 und 2, wobei einige Anschlüsse der ersten Gruppe von Anschlüssen einem ersten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind und andere Anschlüsse der ersten Gruppe von Anschlüssen einem zweiten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind.
Ausführungsform 4: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 3, wobei einige Anschlüsse der Anschlüsse der zweiten Gruppe dem ersten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind und dem zweiten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind.
Ausführungsform 5: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 4, wobei: das erste Segment erste Reihen von Erfassungsleitungen der Reihen von Sensorleitungen des segmentierten Sensors umfasst; und das zweite Segment zweite Reihen von Erfassungsleitungen der Reihen von Sensorleitungen des segmentierten Sensors umfasst, und wobei die ersten Reihen von Erfassungsleitungen von den Erfassungsleitungen der zweiten Reihen elektrisch isoliert sind.
Ausführungsform 6: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 5, wobei eine Berührungssteuerung der einen oder mehreren Berührungssteuerungen Folgendes umfasst: eine erste Gruppe von Anschlüssen und eine zweite Gruppe von Anschlüssen, und wobei: die Reihen von Erfassungsleitungen operativ unabhängig mit der ersten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind; und mindestens einige der Spalten von Erfassungsleitungen operativ parallel mit der zweiten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind.
Ausführungsform 7: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 6, wobei die Zeilen von Erfassungsleitungen und Spalten von Erfassungsleitungen nicht aufeinanderfolgend mit dem Berührungssensor gekoppelt sind.
Ausführungsform 8: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 7, wobei das System für eine gegenseitige Kapazitätserfassung konfiguriert ist.
Ausführungsform 9: System gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 8, wobei das System zur Eigenkapazitätserfassung konfiguriert ist.
Ausführungsform 10: Kapazitiver Sensor, umfassend: ein erstes Raster von Sensorleitungen; ein zweites Raster von Sensorleitungen; und einen Isolierbereich, der zwischen dem ersten Raster von Sensorleitungen und dem zweiten Raster von Sensorleitungen definiert ist.
Ausführungsform 11: Kapazitiver Sensor gemäß Ausführungsform 10, wobei mindestens ein Teil des Isolierbereichs einen Luftspalt definiert.
Ausführungsform 12: Kapazitiver Sensor gemäß einer der Ausführungsformen 10 und 11, wobei mindestens ein Teil des Isolierbereichs ein elektrisch isolierendes Material umfasst.
Ausführungsform 13: Kapazitiver Sensor gemäß einer der Ausführungsformen 10 bis 12, ferner umfassend: erste Anschlüsse, die operativ mit einer oder mehreren Sensorleitungen des ersten Rasters gekoppelt sind; und zweite Anschlüsse, die operativ mit einer oder mehreren Sensorleitungen des zweiten Rasters gekoppelt sind.
Ausführungsform 14: Kapazitiver Sensor gemäß einer der Ausführungsformen 10 bis 14, wobei das erste Raster von Sensorleitungen erste Reihen von Sensorleitungen und erste Spalten von Sensorleitungen umfasst und das zweite Raster von Sensorleitungen zweite Reihen von Sensorleitungen und zweite Spalten von Sensorleitungen umfasst.
Ausführungsform 15: Kapazitiver Sensor gemäß einer der Ausführungsformen 10 bis 14, wobei mindestens die ersten Reihen von Sensorleitungen von den zweiten Reihen von Sensorleitungen elektrisch isoliert sind.
Ausführungsform 16: Eine Berührungssteuerung, umfassend: einen Prozessor; und ein nichtflüchtiges Speichermedium, wobei auf dem nichtflüchtigen Speichermedium maschinenlesbare Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, dazu ausgelegt sind, den Prozessor zu Folgendem zu befähigen: Bestimmen von Berührungspositionsinformationen als Reaktion auf ein oder mehrere erfasste Signale, wobei die Berührungspositionsinformationen einer Position an einem segmentierten Sensor entsprechen.
Ausführungsform 17: Berührungssteuerung gemäß Ausführungsform 16, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um dem Prozessor zu ermöglichen, zwischen ersten erfassten Signalen, die einem ersten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind, und zweiten erfassten Signalen, die einem zweiten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind, zu unterscheiden. Ausführungsform 18: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 und 17, ferner Anschlüsse umfassend, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um dem Prozessor zu ermöglichen, eine erste Gruppe der Anschlüsse einem ersten Segment des segmentierten Sensors zuzuordnen und eine zweite Gruppe der Anschlüsse einem zweiten Segment des segmentierten Sensors zuzuordnen.
Ausführungsform 19: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 18, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um dem Prozessor zu ermöglichen, einige Anschlüsse der ersten Gruppe von Anschlüssen sowohl dem ersten Segment als auch dem zweiten Segment des segmentierten Sensors zuzuordnen.
Ausführungsform 20: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 19, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um es dem Prozessor zu ermöglichen, ein erfasstes Signal des einen oder der mehreren erfassten Signale einem ersten Segment des segmentierten Sensors oder einem zweiten Segment des segmentierten Sensors als Reaktion auf eine Anschlusszuweisung zuzuordnen, wobei die Anschlusszuweisung für einen Anschluss ist, der konfiguriert ist, um einzeln mit einer Erfassungsleitung des ersten Segments oder des zweiten Segments operativ gekoppelt zu werden.
Ausführungsform 21: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 20, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um es dem Prozessor zu ermöglichen, ein erfasstes Signal des einen oder der mehreren erfassten Signale einem ersten Segment des segmentierten Sensors oder einem zweiten Segment des segmentierten Sensors als Reaktion auf eine Anschlusszuweisung zuzuordnen, wobei die Anschlusszuweisung für einen Anschluss ist, der konfiguriert ist, um operativ parallel mit einer Erfassungsleitung des ersten Segments und einer Erfassungsleitung des zweiten Segments gekoppelt zu werden.
Ausführungsform 22: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 21, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um dem Prozessor zu ermöglichen, die Berührungspositionsinformationen als Reaktion auf ein Segment des segmentierten Sensors, das dem einen oder den mehreren erfassten Signalen zugeordnet ist, zu ändern.
Ausführungsform 23: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 22, wobei das Ändern der Berührungspositionsinformationen Folgendes umfasst: Bestimmen des Segments des segmentierten Sensors, das den Berührungspositionsinformationen zugeordnet ist; Bestimmen eines Versatzes als Reaktion auf das Segment; und Bestimmen einer angepassten Berührungsposition als Reaktion auf den bestimmten Versatz.
Ausführungsform 24: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 23, wobei die Berührungssteuerung umfasst: eine erste Gruppe von Anschlüssen und eine zweite Gruppe von Anschlüssen, und wobei: die erste Gruppe von Anschlüssen konfiguriert ist, um operativ mit Spalten von Erfassungsleitungen gekoppelt zu werden; und die zweite Gruppe von Anschlüssen konfiguriert ist, um operativ parallel mit mindestens einigen Reihen von Erfassungsleitungen gekoppelt zu werden.
Ausführungsform 25: Berührungssteuerung gemäß einer der Ausführungsformen 16 bis 24, wobei die Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, um dem Prozessor Folgendes zu ermöglichen: Identifizieren eines ersten Segments des segmentierten Sensors, das einem ersten erfassten Signal zugeordnet ist, als Reaktion auf eine erste Anschlusszuweisung, die einem ersten Anschluss zugeordnet ist; und Identifizieren eines zweiten Segments des segmentierten Sensors, das einem zweiten erfassten Signal zugeordnet ist, als Reaktion auf eine zweite Anschlusszuweisung, die einem zweiten Anschluss zugeordnet ist, wobei der erste Anschluss und der zweite Anschluss aufeinanderfolgend angeordnet sind und das erste Segment und das zweite Segment unterschiedliche Segmente des segmentierten Sensors sind.

Claims

Ein kapazitives Erfassungssystem, umfassend: einen segmentierten Sensor, der Zeilen von Erfassungsleitungen und Spalten von Erfassungsleitungen umfasst; und eine oder mehrere Berührungssteuerungen, die operativ mit dem segmentierten Sensor gekoppelt sind.
System nach Anspruch 1, wobei eine Berührungssteuerung der einen oder mehreren Berührungssteuerungen Folgendes umfasst: eine erste Gruppe von Anschlüssen und eine zweite Gruppe von Anschlüssen, und wobei: die Spalten von Erfassungsleitungen operativ unabhängig mit der ersten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind; und mindestens einige der Reihen von Erfassungsleitungen operativ parallel mit der zweiten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind.
System nach Anspruch 2, wobei einige Anschlüsse der ersten Gruppe von Anschlüssen einem ersten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind und andere Anschlüsse der ersten Gruppe von Anschlüssen einem zweiten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind.
System nach Anspruch 3, wobei einige Anschlüsse der zweiten Gruppe von Anschlüssen dem ersten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind und dem zweiten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind.
System nach Anspruch 4, wobei: das erste Segment erste Reihen von Erfassungsleitungen der Reihen von Erfassungsleitungen des segmentierten Sensors umfasst; und das zweite Segment zweite Reihen von Erfassungsleitungen der Reihen von Erfassungsleitungen des segmentierten Sensors umfasst, und wobei die ersten Reihen von Erfassungsleitungen von den zweiten Reihen von Erfassungsleitungen elektrisch isoliert sind.
System nach Anspruch 1, wobei eine Berührungssteuerung der einen oder mehreren Berührungssteuerungen Folgendes umfasst: eine erste Gruppe von Anschlüssen und eine zweite Gruppe von Anschlüssen, und wobei: die Zeilen von Erfassungsleitungen operativ unabhängig mit der ersten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind; und mindestens einige der Spalten von Erfassungsleitungen operativ parallel mit der zweiten Gruppe von Anschlüssen gekoppelt sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Zeilen von Erfassungsleitungen und Spalten von Erfassungsleitungen nicht aufeinanderfolgend mit einem Berührungssensor gekoppelt sind.
System nach Anspruch 1, wobei das System für eine gegenseitige Kapazitätserfassung konfiguriert ist.
System nach Anspruch 1, wobei das System zur Eigenkapazitätserfassung konfiguriert ist.
Kapazitiver Sensor, umfassend: ein erstes Raster von Sensorleitungen; ein zweites Raster von Sensorleitungen; und einen Isolierbereich, der zwischen dem ersten Raster von Sensorleitungen und dem zweiten Raster von Sensorleitungen definiert ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 10, wobei mindestens ein Teil des Isolierbereichs einen Luftspalt definiert.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 10, wobei mindestens ein Teil des Isolierbereichs ein elektrisch isolierendes Material umfasst.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 10, ferner umfassend: erste Anschlüsse, die operativ mit einer oder mehreren Sensorleitungen des ersten Rasters gekoppelt sind; und zweite Anschlüsse, die operativ mit einer oder mehreren Sensorleitungen des zweiten Rasters gekoppelt sind.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 10, wobei das erste Raster von Sensorleitungen erste Reihen von Sensorleitungen und erste Spalten von Sensorleitungen umfasst und das zweite Raster von Sensorleitungen zweite Reihen von Sensorleitungen und zweite Spalten von Sensorleitungen umfasst.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 14, wobei mindestens die ersten Reihen von Sensorleitungen von den zweiten Reihen von Sensorleitungen elektrisch isoliert sind.
Berührungssteuerung, umfassend: einen Prozessor; und ein nichtflüchtiges Speichermedium, wobei auf dem nichtflüchtigen Speichermedium maschinenlesbare Anweisungen gespeichert sind, die, wenn sie von dem Prozessor ausgeführt werden, dazu ausgelegt sind, den Prozessor zu Folgendem zu befähigen: Bestimmen von Berührungspositionsinformationen als Reaktion auf ein oder mehrere erfasste Signale, wobei die Berührungspositionsinformationen einer Position an einem segmentierten Sensor entsprechen.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, dem Prozessor zu ermöglichen, zwischen ersten erfassten Signalen, die einem ersten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind, und zweiten erfassten Signalen, die einem zweiten Segment des segmentierten Sensors zugeordnet sind, zu unterscheiden.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, ferner umfassend Anschlüsse, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, dem Prozessor zu ermöglichen, eine erste Gruppe von Anschlüssen einem ersten Segment des segmentierten Sensors zuzuordnen und eine zweite Gruppe der Anschlüsse einem zweiten Segment des segmentierten Sensors zuzuordnen.
Berührungssteuerung nach Anspruch 18, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, dem Prozessor zu ermöglichen, einige Anschlüsse einer ersten Gruppe von Anschlüssen sowohl dem ersten Segment als auch dem zweiten Segment des segmentierten Sensors zuzuordnen.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, dem Prozessor zu ermöglichen, ein erfasstes Signal des einen oder der mehreren erfassten Signale einem ersten Segment des segmentierten Sensors oder einem zweiten Segment des segmentierten Sensors als Reaktion auf eine Anschlusszuweisung zuzuordnen, wobei die Anschlusszuweisung für einen Anschluss ist, der konfiguriert ist, um einzeln mit einer Erfassungsleitung des ersten Segments oder des zweiten Segments operativ gekoppelt zu werden.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, dem Prozessor zu ermöglichen, ein erfasstes Signal des einen oder der mehreren erfassten Signale einem ersten Segment des segmentierten Sensors oder einem zweiten Segment des segmentierten Sensors als Reaktion auf eine Anschlusszuweisung zuzuordnen, wobei die Anschlusszuweisung für einen Anschluss ist, der konfiguriert ist, um operativ parallel mit einer Erfassungsleitung des ersten Segments und einer Erfassungsleitung des zweiten Segments gekoppelt zu werden.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner angepasst sind, dem Prozessor zu ermöglichen, die Berührungspositionsinformationen als Reaktion auf ein Segment des segmentierten Sensors, das dem einen oder den mehreren erfassten Signalen zugeordnet ist, zu ändern.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei das Ändern der Berührungspositionsinformationen Folgendes umfasst: Bestimmen eines Segments des segmentierten Sensors, das den Berührungspositionsinformationen zugeordnet ist; Bestimmen eines Versatzes als Reaktion auf das Segment; und Bestimmen einer angepassten Berührungsposition als Reaktion auf den bestimmten Versatz.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei die Berührungssteuerung umfasst: eine erste Gruppe von Anschlüssen und eine zweite Gruppe von Anschlüssen, und wobei: die erste Gruppe von Anschlüssen konfiguriert ist, um operativ mit Spalten von Erfassungsleitungen gekoppelt zu werden; und die zweite Gruppe von Anschlüssen konfiguriert ist, um operativ parallel mit mindestens einigen Reihen von Erfassungsleitungen gekoppelt zu werden.
Berührungssteuerung nach Anspruch 16, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, ferner dazu angepasst sind, um dem Prozessor Folgendes zu ermöglichen: Identifizieren eines ersten Segments des segmentierten Sensors, das einem ersten erfassten Signal zugeordnet ist, als Reaktion auf eine erste Anschlusszuweisung, die einem ersten Anschluss zugeordnet ist; und Identifizieren eines zweiten Segments des segmentierten Sensors, das einem zweiten erfassten Signal zugeordnet ist, als Reaktion auf eine zweite Anschlusszuweisung, die einem zweiten Anschluss zugeordnet ist, wobei der erste Anschluss und der zweite Anschluss aufeinanderfolgend angeordnet sind und das erste Segment und das zweite Segment unterschiedliche Segmente des segmentierten Sensors sind.