DE202012101394U1

DE202012101394U1 - Berührungssensor für schmalbandige Berührungsdetektion

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Publication number: DE202012101394U1
Application number: DE202012101394U
Authority: DE
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-05-29
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: US20130106759A1; DE102012217976A1

Abstract

Vorrichtung umfassend:
einen Signalgenerator, der dazu eingerichtet ist, ein erstes Ansteuersignal zur Übertragung an eine oder an mehrere Ansteuerleitungen eines kapazitiven Berührungssensors zu erzeugen, wobei das erste Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer ersten vorbestimmten Frequenz umfasst;
eine Empfangseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Auslesesignal von einer oder von mehreren Ausleseleitungen des Berührungssensors zu empfangen, wobei das Auslesesignal zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch das erste Ansteuersignal bewirkt wird;
einen Bandpassfilter mit einer ersten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der ersten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, und der dazu eingerichtet ist, Komponenten des Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der ersten Mittenfrequenz zu filtern; und
eine Übertragungseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Durchlassbandsignal von dem Bandpassfilter an einen Prozessor zu übertragen, wobei das Durchlassbandsignal Komponenten des Auslesesignals umfasst, die innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz liegen.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Erfassung einer Interaktion mit einem Objekt.
Hintergrund
Ein Feld aus leitfähigen Ansteuer- und Ausleseelektroden kann einen Gegenkapazitätsberührungssensor bilden, der ein oder mehrere kapazitive Knoten aufweist. Eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode in dem Feld kann einen kapazitiven Knoten ausbilden. An der Kreuzungsstelle können sich die Ansteuer- und Ausleseelektroden nahe kommen, gehen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander ein. Stattdessen sind die Ausleseelektroden kapazitiv mit den Ansteuerelektroden gekoppelt. Eine gepulste oder eine alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren, und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen abhängen (wie z. B. von einer Annäherung oder einer Berührung durch ein Objekt). Wenn ein Objekt die Ansteuer- und Ausleseelektroden berührt oder in deren Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an dem kapazitiven Knoten auftreten und eine Steuereinheit kann die Kapazitätsänderung als Spannungsänderung messen. Durch Messen der Spannungsänderungen über das Feld hinweg, kann die Steuereinheit die Position der Berührung oder der Annäherung auch den Berührungssensor bestimmen.
Ein Feld von leitfähigen Elektroden einer einzigen Art (z. B. der Ansteuerelektroden) kann einen Eigenkapazitätsberührungssensor bilden. Jede der leitfähigen Elektroden in dem Feld kann einen kapazitiven Knoten bilden, und wenn ein Objekt die Elektrode berührt oder in deren Nähe kommt, kann eine Änderung in der Eigenkapazität an diesem kapazitiven Knoten auftreten und eine Steuereinheit kann die Kapazitätsänderung als Spannungsänderung oder als Änderung in der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen, messen. Wie bei den Gegenkapazitätsberührungsbildschirmen kann die Steuereinheit durch eine Messung der Spannungsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung auf dem Berührungssensor bestimmen.
In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann ein Berührungssensor es einem Benutzer ermöglichen, direkt mit dem auf der Anzeige unterhalb des Berührungssensors dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf, oder Bestandteil sein von, z. B. einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät, oder einem anderen geeigneten Gerät. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 illustriert ein beispielhaftes System zur Berührungserfassung mit einem Bandpassfilter.
2 illustriert ein beispielhaftes System zur Berührungserfassung mit einem Mischer.
3 illustriert beispielhafte Signalformen für das Beispielsystem aus 1.
4 illustriert ein beispielhaftes Verfahren zur Berührungserfassung.
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
1 illustriert ein Beispielsystem 100 zur schmalbandigen kapazitiven Berührungserfassung mit einem Bandpassfilter. In dem Beispiel aus 1 enthält das System 100 eine Steuereinheit 102 (die ein Mikrokontroller sein kann) und einen Berührungssensor 104. Die Steuereinheit 102 beinhaltet einen Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106, einen Bandpassfilter 108, eine Verarbeitungseinheit 110, einen Amplitudendetektor 114 und einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 112. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Anordnung spezifischer Komponenten für das System 100 beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Anordnungen aller geeigneten Komponenten für das System 100.
Die Steuereinheit 102 kann mit dem Berührungssensor 104 über eine oder mehrere Ausleseleitungen Y und eine oder mehrere Ansteuerleitungen X gekoppelt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann der Berührungssensor 104 ein Gegenkapazitätsberührungssensor 104 sein, der ein Feld von Ansteuerelektroden und Ausleseelektroden beinhaltet, die jeweils mit einer entsprechenden Ansteuerleitung X bzw. Ausleseleitung Y gekoppelt sind. Jede Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode bildet einen kapazitiven Knoten. In anderen konkreten Ausführungsformen kann der Berührungssensor ein Eigenkapazitätsberührungssensor sein. Der Eigenkapazitätsberührungssensor beinhaltet eine oder mehrere Elektroden, die jeweils mit einer entsprechenden Ausleseleitung Y gekoppelt sind. Der Eigenkapazitätsberührungssensor detektiert die Gegenwart eines Objekts als eine Interaktion zwischen einem Objekt (nicht dargestellt) und einem elektrischen Feld, das durch eine oder mehrere Elektroden des Eigenkapazitätsberührungssensors erzeugt wird.
Die Steuereinheit 102 kann Kapazitätsänderungen detektieren und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Steuereinheit 102 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder an mehrere andere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPU) oder digitale Signalprozessoren (DSP)) einer Vorrichtung übertragen, die auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch die Initiierung einer Funktion der Vorrichtung (oder einer auf der Vorrichtung laufenden Anwendung), die mit ihr verknüpft ist, antwortet. Die Steuereinheit 102 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. Universalmikroprozessoren, Mikrokontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Steuereinheit in dem beispielhaften System beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Steuereinheiten in dem Beispielsystem.
Der Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 kann dazu eingerichtet sein, ein Ansteuersignal an den Berührungssensor 104 über die Ansteuerleitungen X zu übertragen. In bestimmten Ausführungsformen kann das Ansteuersignal ein Funktionsmuster sein, z. B. trapezförmig oder sinusförmig, mit einer zugehörigen Frequenz. Ein trapezförmiges Funktionsmuster kann einen Anstiegsratenbegrenzer (nicht dargestellt) verwenden, wohingegen ein sinusförmiges Muster das Funktionsmuster daran hindern kann, harmonische Störungen zu verursachen. In anderen Ausführungsformen kann der Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 dazu eingerichtet sein, die mit dem erzeugten Funktionsmuster verbundene Frequenz zu ändern.
Das Ansteuersignal kann Ladungen auf einer oder auf mehreren Ausleseelektroden induzieren. Die induzierte Ladungsmenge auf einer oder auf mehreren Ausleseelektroden kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung, der Annäherung eines Objekts oder von Rauschquellen) abhängen. Beispielhafte Rauschquellen können Strahlungsquellen oder elektrische Ladegeräte umfassen, die Signale über ein vergleichsweise breites Spektrum von Frequenzen während des Ladevorgangs imitieren. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Ladegeräte für Smartphones Rauschen an dem Berührungssensor 104 eines Smartphones während des Ladevorgangs verursachen. Zusätzliche induzierte Ladungen von Rauschquellen können das Signal stören, das die Kapazitätsänderung auf den Ausleseleitungen Y des Berührungssensors 104 angibt. In manchen Fällen kann das Rauschen auf dem Signal, das die Ladungsänderung angibt, eine „falsche” Berührung registrieren, die eine Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und einem Objekt angibt, unabhängig davon, ob das Objekt tatsächlich gegenwärtig ist oder nicht.
Der Bandpassfilter 108 kann mit dem Berührungssensor 104 über die Ausleseleitungen Y gekoppelt sein. Signale von dem Berührungssensor 104 können über die Ausleseleitungen Y an den Bandpassfilter 108 übertragen werden. Wie oben stehend beschrieben wurde, kann ein Ausgangssignal von dem Berührungssensor 104 das Signal beinhalten, das die Kapazitätsänderung mit einer mit dem Funktionsmuster verbundenen Frequenz angibt, als auch eine breitbandige Rauschkomponente. Der Bandpassfilter 108 kann dazu eingerichtet sein, Komponenten eines Eingangssignals innerhalb eines um eine Mittenfrequenz oder Durchlassband-zentrierten Bereichs durchzulassen, wobei gleichzeitig Komponenten des Signals außerhalb des Durchlassbereichs abgeschwächt werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Mittenfrequenz durch eine Konfiguration aus einem Widerstand/Kondensatorfeld oder einem Filter mit geschalteten Kondensatoren des Bandpassfilters 108 festgelegt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann der Bandpassfilter 108 ein programmierbares Durchlassband haben. Der Bandpassfilter 108 kann dazu eingerichtet sein, die Mittenfrequenz mit einer Frequenz eines Ansteuerleitungsfunktionsmusters zu synchronisieren. Durch die Abschwächung der Signalkomponenten außerhalb des Durchlassbandes des Bandpassfilters 108 können die Komponenten des Beispielsystems 100 hinter dem Bandpassfilter 108 ein im Wesentlichen rauschfreies Durchlassbandsignal empfangen, das die Kapazitätsänderung des Berührungssensors 104 angibt.
Der Amplitudendetektor 114 kann mit einem Ausgang des Bandpassfilters 108 gekoppelt sein. Der Ausgang des Bandpassfilters 108 kann Komponenten des Durchlassbandsignals von dem Berührungssensor 104 innerhalb eines Bereichs um die Mittenfrequenz des Bandpassfilters 108 beinhalten. Der Amplitudendetektor 114 kann das Durchlassbandsignal von dem Bandpassfilter 108 abtasten und eine Spannung, die einer Spitzenamplitude des Passbandsignals entspricht, übertragen. Der Amplitudendetektor 114 kann auch die Spitzenamplitude speichern und wenn die Amplitude des Durchlassbandsignals über den gespeicherten Spitzenwert hinaus ansteigt, kann die Ausgangsspannung des Amplitudendetektors 114 auf die neue Spitzenamplitude ansteigen. In bestimmten Ausführungsformen kann der Amplitudendetektor 114 eine Diode beinhalten, die in Reihe mit einem Kondensator geschaltet ist. In anderen Ausführungsformen kann die Spitzenspannung des Durchlassbandsignals ein Indikator für die Qualität des Durchlassbandsignals sein. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Anordnung von konkreten Komponenten für den Amplitudendetektor 114 beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Anordnungen geeigneter Komponenten für den Amplitudendetektor 114.
Der Analog-Digital-Wandler 112 kann dazu eingerichtet sein, die Spitzenamplitude des Durchlassbandsignals von dem Amplitudendetektor 114 zu empfangen und abzutasten. Der ADC 112 quantisiert das Analogsignal des Amplitudendetektors 112, um eine digitale Darstellung des Analogsignals zu erzeugen. Die Verarbeitungseinheit 110 empfängt die digitale Darstellung des Signals von dem ADC 112. Die Verarbeitungseinheit 110 kann dazu eingerichtet sein, die digitale Darstellung des ADC 112 zu filtern oder weiterzuverarbeiten (z. B. zu formen). Die Verarbeitungseinheit 110 kann weiterhin dazu eingerichtet sein, die Erzeugung des Funktionsmusters durch den Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 zu steuern, oder die Mittenfrequenz des Bandpassfilters 108 zu programmieren. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Signal von der Verarbeitungseinheit 110 ein Widerstands/Kondensatorfeld oder eine Schaltfrequenz eines Filters mit geschalteten Kondensatoren konfigurieren, um die Mittenfrequenz des Bandpassfilters 108 zu programmieren. In anderen Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 110 eine CPU oder einem DSP beinhalten, die dazu eingerichtet sind, die digitale Darstellung von dem ADC 112 zu verarbeiten oder die Erzeugung des Funktionsmusters durch den Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 zu steuern.
2 illustriert ein beispielhaftes System 120 zur schmalbandigen kapazitiven Berührungsdetektion mit einem Mischer und einem Stift. In dem Beispiel aus 2 kann das Beispielsystem 120 wie in 1 aufgebaut sein, mit Ausnahme davon, dass der Bandpassfilter durch einen Mischer 124, der mit einer oder mit mehreren Ausleseleitungen Y des Berührungssensors 104 gekoppelt ist, ersetzt wurde. Wie oben stehend beschrieben, erzeugt und überträgt der Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 ein Funktionsmuster bei einer zugehörigen Frequenz an den Berührungssensor 104 über eine oder mehrere Ansteuerleitungen X. Ein Signal mit der Frequenz, die mit dem Ansteuerleitungsfunktionsmuster verknüpft ist, und die Kapazitätsänderung angibt, kann durch den Mischer 124 über die Ausleseleitungen Y empfangen werden. Der Mischer 124 kann Signalkomponenten multiplizieren, die die Kapazitätsänderung in einem Bereich angeben, der ungefähr um eine Frequenz eines periodischen Signals herum zentriert ist, das an einen lokalen Oszillatoranschluss (LO-Anschluss) des Mischers 124 übertragen wird. Der Mischer 124 kann die Frequenz des Signals, das die Kapazitätsänderung angibt, entweder herauf oder herabsetzen, in Übereinstimmung mit der Frequenz des periodischen Signals, das an dem LO-Anschluss angelegt ist. Ein Herabsetzen der Frequenz des Signals, das die Kapazitätsänderung angibt, kann Frequenzkomponenten außerhalb des Bereichs der Frequenz, die an den LO-Anschluss des Mischers 124 angelegt ist, deutlich abschwächen und eine Frequenzbandbreite des Signals, das an die Verarbeitungseinheit 110 übertragen wird, reduzieren. Eine Reduktion der Frequenzbandbreite des an die Verarbeitungseinheit 110 übertragenen Signals kann zu einer niedrigeren ADC-Abtastfrequenz führen.
In bestimmten Ausführungsformen kann das periodische Signal, das an den Mischer 124 übertragen wird, mit dem Ansteuerleitungsfunktionsmuster synchronisiert sein, das durch den Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 erzeugt wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Ansteuerleitungsfunktionsmuster gleichzeitig an den Mischer 124 und an die Ansteuerleitungen X übertragen werden. Signalkomponenten außerhalb des Durchlassbandes, das durch das an den Mischer 124 übertragene periodische Signal definiert ist, können deutlich abgeschwächt werden.
Ein Stift 122 kann Eingaben für den Berührungssensor 104 liefern. In bestimmten Ausführungsformen kann der Stift 122 ein „aktiver Stift” 122 sein, der dazu eingerichtet ist, ein Funktionsmuster mit einer zugehörigen Frequenz zu erzeugen. Das Funktionsmuster des Stifts 122 kann mit dem Berührungssensor 104 über eine kapazitive Kopplung zwischen dem Stift 122 und dem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 104 interagieren. Die Frequenz des von dem Stift 122 erzeugten Funktionsmusters kann sich von der Frequenz, die mit dem Ansteuerleitungsfunktionsmuster verbunden ist, unterscheiden. Das durch den Stift 122 erzeugte Funktionsmuster kann ein Ausgangssignal induzieren, das eine Frequenz hat, die mit dem Funktionsmuster des Stifts 122 verbunden ist und eine Kapazitätsänderung angibt, die durch eine Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und dem Stift 122 verursacht wird. Die Verarbeitungseinheit 110 kann den Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 so einrichten, dass er ein periodisches Signal mit der Funktionsmusterfrequenz des Stifts 122 an den Mischer 124 überträgt. Da die Frequenz des Funktionsmusters des Funktionsgenerators 106 sich von der Frequenz des Funktionsmusters des Stifts 122 unterscheiden kann, kann der Mischer 124 die Signale, die durch eine Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und dem Stift 122 verursacht wurden, von den Signalen trennen, die durch eine Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und einem Objekt verursacht wurden, und zwar auf Basis der Frequenz, die an den Mischer 124 übertragen wurde. Signale, die durch eine Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und dem Stift 122 verursacht wurden, können daher durch den Amplitudendetektor 114 detektiert werden, ohne Synchronisation zwischen dem Stift 122 und dem Berührungssensor 104 oder der Verarbeitungseinheit 110. In bestimmten Ausführungsformen kann die Verarbeitungseinheit 110 den Ansteuerleitungsfunktionsgenerator 106 dazu anweisen, abwechselnd das dem Funktionsmuster des Stifts 122 entsprechende periodische Signal und das dem Ansteuerleitungsfunktionsmuster entsprechende periodische Signal zu übertragen. Die Verarbeitungseinheit 110 kann Eingaben entweder von dem Stift 122 oder einem Objekt (z. B. einem Finger) empfangen und der Mischer 124 kann jede Eingabe auf Basis der Frequenz des periodischen Signals zu einem bestimmten Zeitpunkt filtern.
In einer anderen Ausführungsform kann jede Ansteuerleitung X des Berührungssensors 104 ein Ansteuerungsleitungsfunktionsmuster mit einer eindeutigen Frequenz empfangen, die durch den Ansteuerungsleitungsfunktionsgenerator 106 über eine vergleichsweise kurze Zeitdauer übertragen wird. Ein periodisches Signal mit den eindeutigen Frequenzen der Ansteuerungsleitungsfunktionsmuster kann an den Mischer 124 übertragen werden, und die Signale der Ausleseleitungen Y können gleichzeitig abgetastet werden. Durch Einstellen des Durchlassbandes des Mischers 124 auf die jeweiligen eindeutigen Frequenzen kann die Steuereinheit 102 zwischen den Durchlassbandsignalkomponenten, die mit den jeweiligen Ausleseleitungen Y verknüpft sind, unterscheiden. Eine gleichzeitige Abtastung aller Ausleseleitungen Y kann die Abtastzeit des Beispielsystems 120 deutlich verringern.
Wie oben stehend beschrieben, kann der Amplitudendetektor 114 ein gefiltertes Signal von dem Mischer 124 empfangen, das Komponenten von der Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und einem Objekt oder eine Komponente von einer Interaktion zwischen dem Berührungssensor 104 und dem Stift 122 enthält. Der Amplitudendetektor 114 kann das Durchlassbandsignal abtasten und die Spitzenamplitude des Durchlassbandsignals an den ADC 112 übertragen. Das gefilterte Signal von dem Mischer 124 kann durch den ADC 112 in eine digitale Darstellung konvertiert werden und die digitale Darstellung kann an die Verarbeitungseinheit 110 zur Verarbeitung übertragen werden.
3 illustriert beispielhafte Signalformen für das Beispielsystem aus 1. In dem Beispiel aus 3 beinhalten die Beispielsignalformen ein Ansteuerleitungssignal 150, ein Signal auf den Ausleseleitungen 152 und ein Durchlassbandsignal 154. Wie oben stehend beschrieben, kann der Ansteuerleitungsfunktionsgenerator ein Ansteuersignal 150 erzeugen und an die Ansteuerleitungen des Berührungssensors übertragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Mittenfrequenz des Bandpassfilters mit der Frequenz der Ansteuersignale 150 synchronisiert sein. Das Signal auf den Ausleseleitungen 152 des Berührungssensors kann eine Komponente enthalten, die Kapazitätsänderungen auf Grund einer Interaktion zwischen dem Berührungssensor und einem Objekt angibt, als auch eine Rauschkomponente auf Grund eines vergleichsweise breitbandigen Rauschens von einer oder von mehreren Rauschquellen beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann das Signal auf den Ausleseleitungen 152 eine Komponente von einem aktiven Stift mit einer zugehörigen Frequenz enthalten, die sich von der Frequenz des Ansteuersignals 150 unterscheidet. Wie oben stehend beschrieben, kann das Signal auf den Ausleseleitungen 152 an den Bandpassfilter des Beispielsystems aus 1 übertragen werden. Komponenten des empfangenen Signals auf den Ausleseleitungen 152 außerhalb eines Bereichs, der um die Mittenfrequenz des Bandpassfilters zentriert ist, können abgeschwächt werden. Im Ergebnis kann ein Durchlassbandsignal 154 des Bandpassfilters Rauschkomponenten außerhalb der Mittenfrequenz des Bandpassfilters deutlich reduzieren. In bestimmten Ausführungsformen kann das Durchlassbandsignal 154 verwendet werden, um Eingaben, die durch ein Objekt (z. B. einen Finger) bei einer Frequenz geliefert werden, von Eingaben zu unterscheiden, die durch einen aktiven Stift bei einer anderen Frequenz geliefert werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung beispielhafte Signalformen für eine bestimmte Anordnung bestimmter Komponenten in dem Beispielsystem aus 1 beschreibt und illustriert, sind die beispielhaften Signalformen auch auf das Beispielsystem aus 2 anwendbar.
4 illustriert ein Beispielverfahren zur schmalbandigen Berührungserfassung. Das Verfahren beginnt im Schritt 200, in dem ein Funktionsmuster bei einer vorbestimmten Frequenz erzeugt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das Funktionsmuster ein sinusförmiges Muster sein, das durch einen Funktionsgenerator erzeugt wird und an einen Berührungssensor übertragen wird. Im Schritt 202 kann eine Mittenfrequenz des Bandpassfilters mit der vorbestimmten Frequenz des Funktionsmusters synchronisiert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die vorbestimmte Frequenz an den Bandpassfilter übertragen werden. In anderen Ausführungsformen kann der Bandpassfilter mit einer anderen vorbestimmten Frequenz als Reaktion auf Rauschen an der anfänglichen vorbestimmten Frequenz synchronisiert werden. Im Schritt 204 wird eine Änderung eines Kapazitätssignals von einer Interaktion zwischen einem Objekt und dem Berührungssensor empfangen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Interaktion eine kapazitive Kopplung zwischen einem Stift, der ein Funktionsmuster bei einer zweiten vorbestimmten Frequenz überträgt, und dem Berührungssensor sein. In einer anderen Ausführungsform enthält die Änderung des Kapazitätssignals Komponenten, die durch eine Rauschquelle verursacht werden. Im Schritt 206 können Signalkomponenten außerhalb der vorbestimmten Frequenz gefiltert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Durchlassband des Bandpassfilters durch die vorbestimmte Frequenz des Ansteuerleitungsfunktionsmusters oder die vorbestimmte Frequenz des Funktionsmusters des Stifts definiert werden. In anderen Ausführungsformen kann die Filterung durch ein periodisches Signal mit der vorbestimmten Frequenz erfolgen, das an einen Mischer übertragen wird, der mit den Ausleseleitungen des Berührungssensors gekoppelt ist. Im Schritt 208 kann das Durchlassbandsignal an einen Prozessor übertragen werden, womit das Verfahren endet. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Schritte des Verfahrens aus 4 in einer bestimmten Reihenfolge beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Schritte des Verfahrens aus 4 in jeder geeigneten Reihenfolge. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Komponenten beschreibt und illustriert, die konkrete Schritte des Verfahrens aus 4 ausführen, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Kombinationen aller geeigneten Komponenten, die irgendwelche geeigneten Schritte aus dem Verfahren aus 4 ausführen.
Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium umfasst hier ein oder mehrere nichttransitorische, nichtflüchtige Strukturen mit einem computerlesbaren Speichermedium. In einem nicht einschränkenden Beispiel, kann ein computerlesbares Speichermedium einen halbleiterbasierten oder einen anderen IC (wie z. B. ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder ein ASIC), eine Festplatte, eine HDD, eine Hybridfestplatte (HHD), eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Plattenlaufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Laufwerk, oder ein anderes geeignetes computerlesbares Speichermedium oder eine Kombination aus zwei oder mehreren derselben enthalten. Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium schließt alle Medien aus, die nach 35 U. S. C. § 101 von der Patentierbarkeit ausgeschlossen sind. Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium schließt flüchtige Formen der Signalübertragung (wie Z. B. ein sich ausbreitendes elektrisches oder elektromagnetisches Signal als solches) in dem Maße aus, als dass sie nach 35 U. S. C. § 101 von der Patentierbarkeit ausgeschlossen sind. Ein computerlesbares nichttransitorisches Speichermedium kann flüchtig, nichtflüchtig, oder eine Kombination aus flüchtig und nichtflüchtig sein.
Der Begriff „oder” bedeutet hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet hier also „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet hier daher „A und B, sowohl einzeln als auch insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
Die Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen der hier angegebenen beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. In ähnlicher Weise umfassen die beigefügten Ansprüche alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den hier angegebenen beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst ein Bezug in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System, oder diese Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert ist, eingeschaltet ist oder entsperrt ist, solange die Vorrichtung, das System oder die Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.

Claims

Vorrichtung umfassend: einen Signalgenerator, der dazu eingerichtet ist, ein erstes Ansteuersignal zur Übertragung an eine oder an mehrere Ansteuerleitungen eines kapazitiven Berührungssensors zu erzeugen, wobei das erste Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer ersten vorbestimmten Frequenz umfasst; eine Empfangseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Auslesesignal von einer oder von mehreren Ausleseleitungen des Berührungssensors zu empfangen, wobei das Auslesesignal zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch das erste Ansteuersignal bewirkt wird; einen Bandpassfilter mit einer ersten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der ersten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, und der dazu eingerichtet ist, Komponenten des Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der ersten Mittenfrequenz zu filtern; und eine Übertragungseinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Durchlassbandsignal von dem Bandpassfilter an einen Prozessor zu übertragen, wobei das Durchlassbandsignal Komponenten des Auslesesignals umfasst, die innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste vorbestimmte Frequenz programmierbar und die erste Mittenfrequenz einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Abtasteinheit, die dazu eingerichtet ist, eine Amplitude des Durchlassbandsignals abzutasten, um eine Qualität des Durchlassbandsignals zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, des Weiteren umfassend einen Analog-Digital-Wandler, der dazu eingerichtet ist, die Amplitude des Durchlassbandsignals in eine digitale Darstellung für die Abtastung umzuwandeln.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bandpassfilter unter Verwendung eines Mischers implementiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Empfangseinheit des Weiteren dazu eingerichtet ist, ein anderes Auslesesignal zu empfangen, das zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch ein zweites Ansteuersignal von einem Stift bewirkt wird, wobei das zweite Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz umfasst; und der Bandpassfilter dazu eingerichtet ist, mit einer zweiten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der zweiten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, Komponenten des anderen Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der zweiten Mittenfrequenz zu filtern.
Vorrichtung nach Anspruch 6, die dazu eingerichtet ist, Komponenten des Auslesesignals innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz von Komponenten des anderen Auslesesignals innerhalb des Bereichs der zweiten Mittenfrequenz zu entkoppeln.
Ein oder mehrere computerlesbare nichttransitorische Speichermedien mit einer Logik, die dazu eingerichtet ist, bei der Ausführung: ein erstes Ansteuersignal zur Übertragung an eine oder an mehrere Ansteuerleitungen eines kapazitiven Berührungssensors zu erzeugen, wobei das Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer ersten vorbestimmten Frequenz umfasst; ein Auslesesignal von einer oder von mehreren Ausleseleitungen des Berührungssensors zu empfangen, wobei das Auslesesignal zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch das erste Ansteuersignal bewirkt wird; durch einen Bandpassfilter mit einer ersten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der ersten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, Komponenten des Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der ersten Mittenfrequenz zu filtern; und ein Durchlassbandsignal, das Komponenten des Auslesesignals innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz von dem Bandpassfilter an einen Prozessor zu überfragen.
Medium nach Anspruch 8, wobei die erste vorbestimmte Frequenz programmierbar und die erste Mittenfrequenz einstellbar ist.
Medium nach Anspruch 8, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, eine Amplitude des Durchlassbandsignals abzutasten, um eine Qualität des Durchlassbandsignals zu bestimmen.
Medium nach Anspruch 10, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, die Amplitude des Durchlassbandsignals in eine digitale Darstellung für die Abtastung umzuwandeln.
Medium nach Anspruch 8, wobei der Bandpassfilter unter Verwendung eines Mischers implementiert ist.
Medium nach Anspruch 8, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist: ein anderes Auslesesignal zu empfangen, das zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch ein zweiten Ansteuersignal von einem Stift bewirkt wird, wobei das zweite Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz umfasst; und mit dem Bandpassfilter mit einer zweiten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der zweiten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, Komponenten des anderen Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der zweiten Mittenfrequenz zu filtern.
Medium nach Anspruch 13, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, Komponenten des Auslesesignals innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz von Komponenten des anderen Auslesesignals innerhalb des Bereichs der zweiten Mittenfrequenz zu entkoppeln.
Vorrichtung umfassend: einen kapazitiven Berührungssensor; und ein oder mehrere computerlesbare nichttransitorische Speichermedien mit einer Logik, die dazu eingerichtet ist, bei der Ausführung: ein erstes Ansteuersignal zur Übertragung an eine oder an mehrere Ansteuerleitungen eines kapazitiven Berührungssensors zu erzeugen, wobei das Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer ersten vorbestimmten Frequenz umfasst; ein Auslesesignal von einer oder von mehreren Ausleseleitungen des Berührungssensors zu empfangen, wobei das Auslesesignal zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch das erste Ansteuersignal bewirkt wird; mit einem Bandpassfilter mit einer ersten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der ersten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, Komponenten des Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der ersten Mittenfrequenz zu filtern; und ein Durchlassbandsignal, das Komponenten des Auslesesignals innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz umfasst, von dem Bandpassfilter an einen Prozessor zu übertragen.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die erste vorbestimmte Frequenz programmierbar und die erste Mittenfrequenz einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, eine Amplitude des Durchlassbandsignals abzutasten, um eine Qualität des Durchlassbandsignals zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, die Amplitude des Durchlassbandsignals in eine digitale Darstellung für die Abtastung umzuwandeln.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist: ein anderes Auslesesignal zu empfangen, das zumindest zum Teil von einer Ladungsübertragung herrührt, die durch ein zweites Ansteuersignal von einem Stift bewirkt wird, wobei das zweite Ansteuersignal ein Funktionsmuster mit einer zweiten vorbestimmten Frequenz umfasst; und durch einen Bandpassfilter mit einer zweiten Mittenfrequenz, die im Wesentlichen mit der zweiten vorbestimmten Frequenz synchronisiert ist, Komponenten des anderen Auslesesignals außerhalb eines Bereichs der zweiten Mittenfrequenz zu filtern.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Logik des Weiteren dazu eingerichtet ist, Komponenten des Auslesesignals innerhalb des Bereichs der ersten Mittenfrequenz von Komponenten des anderen Auslesesignals innerhalb des Bereichs der zweiten Mittenfrequenz zu entkoppeln.