DE202012101769U1 - Berührungssensor mit einer Puls- oder Rahmenbasierten Kommunikation unter Verwendung eines aktiven Eingabestifts - Google Patents

Berührungssensor mit einer Puls- oder Rahmenbasierten Kommunikation unter Verwendung eines aktiven Eingabestifts Download PDF

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Abstract

System, das umfasst: einen Eingabestift mit einer Einrichtung zum Empfangen von Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren in oder an dem Eingabestift, wobei der Eingabestift eine oder mehrere Elektroden umfasst, ein Gerät mit einem Berührungssensor, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Trägersignals, eine Einrichtung zum Modulieren des Trägersignals, um die Sensordaten zu kommunizieren, und eine Einrichtung zum drahtlosen Senden des modulierten Trägersignals von dem Eingabestift zu dem Gerät über den Berührungssensor des Geräts.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Berührungssensoren.
  • Stand der Technik
  • Ein Berührungssensor kann das Vorhandensein und die Position einer Berührung oder die Nähe eines Objekts (wie etwa eines Fingers eines Benutzers oder eines Eingabestifts) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors erfassen, der zum Beispiel über einen Anzeigebildschirm gelegt ist. Bei einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung ermöglicht der Berührungssensor, dass ein Benutzer direkt mit dem Anzeigeinhalt auf dem Bildschirm anstatt indirekt über eine Maus oder ein Touchpad interagiert. Ein Berührungssensor kann an einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem PDA, einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienwiedergabegerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Infoterminal, einem Verkaufsautomaten oder einem anderen geeigneten Gerät angebracht oder als ein Teil desselben vorgesehen sein. Auch ein Steuerpaneel an einem Haushaltsgerät oder einem anderen Gerät kann einen Berührungssensor enthalten.
  • Es gibt verschiedene Typen von Berührungssensoren wie etwa resistive Berührungsbildschirme, akustische Oberflächenwellen-Berührungsbildschirme und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann sich auch auf einen Berührungsbildschirm beziehen und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche eines kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder sich derselben nähert, tritt eine Änderung in der Kapazität in dem Berührungsbildschirm an der Position der Berührung oder Näherung auf. Eine Berührungssensor-Steuereinrichtung kann die Änderung in der Kapazität verarbeiten, um deren Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Berührungssensor-Steuereinrichtung.
  • 2 zeigt das Äußere eines beispielhaften aktiven Eingabestifts.
  • 3 zeigt das Innere eines beispielhaften aktiven Eingabestifts.
  • 4 zeigt einen beispielhaften aktiven Eingabestift und ein Gerät mit einem Berührungssensor.
  • 5 zeigt einen beispielhaften berührungsempfindlichen Bereich eines Geräts mit einem Berührungssensor.
  • 6 zeigt ein beispielhaftes Verfahren für eine Kommunikation von einem aktiven Eingabestift zu einem Gerät mit einem Berührungssensor.
  • 7A zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Kommunizieren von modulierten Daten zwischen einem aktiven Eingabestift und einem Gerät.
  • 7B zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Kommunizieren von modulierten Daten zwischen einem aktiven Eingabestift und einem Gerät.
  • Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
  • 1 zeigt einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensor-Steuereinrichtung 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 können das Vorhandensein und die Position einer Berührung oder die Nähe eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 erfassen. Im Folgenden kann sich eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor sowohl auf den Berührungssensor als auch auf die assoziierte Berührungssensor-Steuereinrichtung beziehen. Entsprechend kann sich eine Bezugnahme auf eine Berührungssensor-Steuereinrichtung sowohl auf die Berührungssensor-Steuereinrichtung als auch auf den assoziierten Berührungssensor beziehen. Der Berührungssensor 10 kann einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche umfassen. Der Berührungssensor 10 kann eine Anordnung von Treiber- und Messelektroden (oder eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs) auf einem oder mehreren Substraten, die aus einem dielektrischen Material ausgebildet sein können, umfassen. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann sich sowohl auf die Elektroden des Berührungssensors als auch auf das oder die Substrate, auf denen die Elektroden angeordnet sind, beziehen. Alternativ dazu kann sich eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor auf die Elektroden des Berührungssensors, aber nicht auf das oder die Substrate, auf denen die Elektroden angeordnet sind, beziehen.
  • Eine Elektrode (wobei es sich um eine Erdungselektrode, eine Schutzelektrode, eine Treiberelektrode oder eine Messelektrode handeln kann) kann durch einen Bereich aus einem leitenden Material in einer Form wie etwa einem Kreis, einem Quadrat, einem Rechteck, einer dünnen Linie oder einer anderen geeigneten Form oder einer geeigneten Kombination aus denselben gebildet werden. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten des leitenden Materials können (wenigstens teilweise) die Form einer Elektrode bestimmen, wobei die Fläche der Form (wenigstens teilweise) durch diese Schnitte begrenzt werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche der Form einnehmen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) ausgebildet sein, wobei das ITO der Elektrode ungefähr 100% der Fläche der Form einnehmen kann (dies wird gelegentlich auch als 100%-Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode wesentlich weniger als 100% der Fläche der Form einnehmen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus dünnen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material (FLM) wie etwa Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberbasierten Material bestehen, wobei die dünnen Linien aus einem leitenden Material ungefähr 5% der Fläche der Form in einem schraffierten, netzartigen oder anderen geeigneten Muster einnehmen können. Eine Bezugnahme auf FLM kann sich auf ein derartiges Material beziehen. Es werden hier bestimmte Elektroden aus einem bestimmten leitenden Material beschrieben, die bestimmte Formen mit bestimmten Füllungsprozentsätzen in bestimmten Mustern bilden, wobei gemäß der Erfindung aber auch beliebige andere, geeignete Elektroden aus einem beliebigen, geeigneten leitenden Material verwendet werden können, die beliebige Formen mit beliebigen Füllungsprozentsätzen in beliebigen Mustern bilden können.
  • Dabei können die Formen der Elektroden (oder anderen Elemente) eines Berührungssensors ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors vollständig oder teilweise bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie etwa der leitenden Materialien, der Füllungen oder der Muster in den Formen) können ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors vollständig oder teilweise bilden. Ein oder mehrere der Makromerkmale eines Berührungssensors können eine oder mehrere Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen, und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors wie etwa die Durchlässigkeit, die Brechung oder die Reflexion bestimmen.
  • Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder die mehreren Substrate) und das leitende Material der Treiber- und Messelektroden des Berührungssensors 10 enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Kleber (OCA) unter einem Deckpaneel umfassen. Das Deckpaneel kann klar sein und kann aus einem elastischen Material ausgebildet sein, das für eine wiederholte Berührung geeignet ist, wobei es sich zum Beispiel um Glas, Polycarbonat oder Poly(methylmethacrylat) (PMMA) handeln kann. Gemäß der Erfindung kann ein beliebiges Deckpaneel aus einem beliebigen, geeigneten Material verwendet werden. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Deckpaneel und dem Substrat angeordnet sein, wobei das leitende Material die Treiber- oder Messelektroden bildet. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet ist, das demjenigen des Substrats mit dem leitenden Material für die Treiber- oder Messelektroden ähnlich ist) umfassen. Alternativ hierzu kann eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht aufgetragen werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitenden Material für die Treiber- oder Messelektroden und der dielektrischen Schicht angeordnet sein; und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt zu einem Display eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Deckpaneel eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweisen, kann die erste Schicht aus OCA eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen, kann das Substrat mit dem leitenden Material für die Treiber- und Messelektroden eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen, kann die zweite Schicht aus OCA eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen und kann die dielektrische Schicht eine Dicke von ungefähr 0,05 mm aufweisen. Es wird hier ein bestimmter mechanischer Stapel mit einer bestimmten Anzahl von bestimmten Schichten aus bestimmten Materialien und mit bestimmten Dicken beschrieben, wobei gemäß der Erfindung jedoch auch ein beliebiger anderer, geeigneter mechanischer Stapel mit einer beliebigen, geeigneten Anzahl von beliebigen, geeigneten Schichten aus beliebigen, geeigneten Materialien und mit beliebigen, geeigneten Dicken verwendet werden kann. Zum Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus einem Kleber oder einem dielektrischen Material anstelle der dielektrischen Schicht, der zweiten Schicht aus OCA und dem oben genannten Luftspalt vorgesehen sein, wobei in diesem Fall kein Luftspalt zu dem Display vorhanden ist.
  • Ein oder mehrere Teile des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet sein. Gemäß der Erfindung kann jedoch auch ein beliebiges anderes, geeignetes Substrat verwendet werden, in dem beliebige, geeignete Teile aus einem beliebigen, geeigneten Material ausgebildet sein können. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiber- oder Messelektroden in dem Berührungssensor 10 vollständig oder teilweise aus ITO ausgebildet sein. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiber- oder Messelektroden in dem Berührungssensor 10 aus dünnen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material ausgebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Teile des leitenden Materials aus Kupfer oder einem kupferbasierten Material ausgebildet sein und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Teile des leitenden Materials aus Silber oder einem silberbasierten Material ausgebildet sein und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen. Gemäß der Erfindung können aber auch beliebige andere, geeignete Elektroden aus einem beliebigen, geeigneten Material verwendet werden.
  • Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form von Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 eine Anordnung aus Treiber- und Messelektroden umfassen, die eine Anordnung von kapazitiven Knoten bilden. Eine Treiberelektrode und eine Messelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Treiber- und Messelektroden des kapazitiven Knotens können einander nahe kommen, stellen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander her. Statt dessen sind die Treiber- und Messelektroden über einen dazwischen liegenden Zwischenraum kapazitiv miteinander gekoppelt. Eine Puls- oder Wechselspannung, die an der Treiberelektrode (durch die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12) angelegt wird, kann eine Ladung an der Messelektrode induzieren, wobei die induzierte Ladungsmenge einem externen Einfluss (wie etwa einer Berührung oder der Nähe eines Objekts) unterliegen kann. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in die Nähe desselben gelangt, kann eine Kapazitätsänderung an dem kapazitiven Knoten auftreten, wobei die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Kapazitätsänderung messen kann. Durch das Messen von Kapazitätsänderungen über die gesamte Anordnung kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Position der Berührung oder Näherung in dem oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 bestimmen.
  • Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs umfassen, die jeweils einen kapazitiven Knoten bilden können. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in die Nähe desselben gelangt, kann eine Änderung in der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten, wobei die Steuereinrichtung 12 die Kapazitätsänderung zum Beispiel als eine Änderung der Ladungsmenge messen kann, die zum Heben der Spannung an dem kapazitiven Knoten um eine vorbestimmte Größe erforderlich ist. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann die Steuereinrichtung 12 durch das Messen von Kapazitätsänderungen über die gesamte Anordnung die Position der Berührung oder Näherung in dem oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 bestimmen. Gemäß der Erfindung kann aber auch eine beliebige andere, geeignete Form von kapazitiver Berührungserfassung verwendet werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Treiberelektroden gemeinsam eine Treiberleitung bilden, die sich horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen anderen, geeigneten Ausrichtung erstreckt. Entsprechend können eine oder mehrere Messelektroden gemeinsam eine Messleitung bilden, die sich horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen anderen, geeigneten Ausrichtung erstreckt. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiberleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Messleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Treiberleitung kann sich auch auf eine oder mehrere Treiberelektroden in der Treiberleitung beziehen oder umgekehrt. Entsprechend kann sich eine Bezugnahme auf eine Messleitung auch auf eine oder mehrere Messelektroden in der Messleitung beziehen oder umgekehrt.
  • Der Berührungssensor 10 kann Treiber- und Messelektroden aufweisen, die in einem Muster auf einer Seite eines einzelnen Substrats angeordnet sind. Bei einer derartigen Konfiguration kann ein Paar von Treiber- und Messelektroden, die über einen dazwischen liegenden Zwischenraum kapazitiv miteinander gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Für eine Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden eines einzelnen Typs in einem Muster auf einem einzelnen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den in einem Muster auf einer Seite eines einzelnen Substrats angeordneten Treiber- und Messelektroden kann der Berührungssensor 10 Treiberelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Messelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, umfassen. Außerdem kann der Berührungssensor 10 Treiberelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Messelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind, umfassen, Bei derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzung aus einer Treiberelektrode und einer Messelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Eine derartige Kreuzung kann eine Position sein, an der die Treiber- und die Messelektrode einander „kreuzen” oder sich in ihren jeweiligen Ebenen am nächsten kommen. Die Treiber- und Messelektroden stellen keinen elektrischen Kontakt miteinander her, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzung kapazitiv miteinander gekoppelt. Es werden hier bestimmte Konfigurationen von bestimmten Elektroden zum Bilden von bestimmten Knoten beschrieben, wobei gemäß der Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Konfiguration aus beliebigen, geeigneten Elektroden zum Bilden von beliebigen, geeigneten Knoten verwendet werden kann. Außerdem können gemäß der Erfindung beliebige, geeignete Elektroden verwendet werden, die auf einer beliebigen, geeigneten Anzahl von beliebigen, geeigneten Substraten in beliebigen, geeigneten Mustern angeordnet sind.
  • Wie oben beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- oder Näherungseingabe an der Position des kapazitiven Knotens angeben. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um das Vorhandensein und die Position der Berührungs- oder Näherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann dann Informationen bezüglich der Berührungs- oder Näherungseingabe zu einer oder mehreren anderen Komponenten (wie etwa einer oder mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts leiten, das einen Berührungssensor 10 und eine Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 umfasst, die auf die Berührungs- oder Näherungseingabe reagieren können, indem sie eine damit assoziierte Funktion des Geräts (oder eine auf dem Gerät ausgeführte Anwendung) einleiten. Es wird hier eine bestimmte Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer bestimmten Funktionalität mit Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschrieben, wobei gemäß der Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer beliebigen, geeigneten Funktionalität mit Bezug auf ein beliebiges, geeignetes Gerät und einen beliebigen, geeigneten Berührungssensor verwendet werden kann.
  • Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann eine oder mehrere integrierte Schaltkreise (ICs) wie etwa allgemeine Mikroprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare logische Einrichtungen (PLDs) oder programmierbare logische Anordnungen (PLAs) und anwendungsspezifische ICs (ASICs) umfassen. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 einen analogen Schaltungsaufbau, eine digitale Logik und einen digitalen, nicht-flüchtigen Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 auf einer flexiblen Leiterplatte (FPC) angeordnet, die wie weiter unten beschrieben mit dem Substrat des Berührungssensors 10 verbunden ist. Die FPC kann aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen sind mehrere Berührungssensor-Steuereinrichtungen 12 auf der FPC angeordnet. Die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 kann eine Prozessoreinheit, eine Treibereinheit, eine Messeinheit und eine Speichereinheit umfassen. Die Treibereinheit kann Treibersignale zu den Treiberelektroden des Berührungssensors 10 zuführen. Die Messeinheit kann die Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 messen und kann Messsignale, die die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten wiedergeben, zu der Prozessoreinheit führen. Die Prozessoreinheit kann die Zufuhr der Treibersignale zu den Treiberelektroden durch die Treibereinheit steuern und Messsignale von der Messeinheit verarbeiten, um das Vorhandensein und die Position einer Berührungs- oder Näherungseingabe innerhalb des oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 zu erfassen und zu verarbeiten. Die Prozessoreinheit kann außerdem Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Näherungseingabe innerhalb des oder den berührungsempfindlichen Bereichen des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann eine Programmierung für die Ausführung durch die Prozessoreinheit einschließlich einer Programmierung zum Steuern der Treibereinheit für das Zuführen von Treibersignalen zu den Treiberelektroden, einer Programmierung zum Verarbeiten von Messsignalen aus der Messeinheit und anderen geeigneten Programmierungen speichern. Es wird hier eine bestimmte Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer bestimmten Implementierung und bestimmten Komponenten beschrieben, wobei die Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Berührungssensor-Steuereinrichtung mit einer beliebigen, geeigneten Implementierung und beliebigen, geeigneten Komponenten verwenden kann.
  • Leiterbahnen 14 aus einem leitenden Material, die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind, können die Treiber- oder Messelektroden des Berührungssensors 10 mit Verbindungsinseln 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie weiter unten beschrieben, sorgen die Verbindungsinseln 16 für eine Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in und um (z. B. an den Rändern) der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Treiberverbindungen für eine Verbindung der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit den Treiberelektroden des Berührungssensors 10 vorsehen, über welche die Treibereinheit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 Treibersignale zu den Treiberelektroden zuführen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Messverbindungen für die Verbindung der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit den Messelektroden des Berührungssensors 10 vorsehen, über welche die Messeinheit der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 die Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 messen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus feinen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material ausgebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitende Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder ein kupferbasiertes Material sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger aufweisen. In einem anderen Beispiel kann das leitende Material der Leiterbahnen 14 Silber oder ein silberbasiertes Material sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 vollständig oder teilweise aus ITO zusätzlich oder alternativ zu den feinen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material ausgebildet sein. Es werden hier bestimmte Leiterbahnen aus bestimmten Materialien und mit bestimmten Breiten beschrieben, wobei die Erfindung jedoch auch beliebige andere, geeignete Leiterbahnen aus beliebigen, geeigneten Materialien und mit beliebigen, geeigneten Breiten verwenden kann. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 eine oder mehrere Erdungsleitungen umfassen, die an einem Erdungsanschluss (der eine Verbindungsinsel 16 sein kann) an einem Rand des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich wie die Leiterbahnen 14) enden.
  • Verbindungsinseln 16 können entlang einer oder mehrerer Ränder des Substrats außerhalb des oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie weiter oben beschrieben, kann die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Verbindungsinseln 16 können aus demselben Material wie die Leiterbahnen 14 ausgebildet sein und können unter Verwendung eines anisotropischen, leitenden Films (ACF) mit der FPC verbunden sein. Eine Verbindung 18 kann leitende Linien auf der FPC umfassen, die die Berührunssensor-Steuereinrichtung 12 mit Verbindungsinseln 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 mit den Leiterbahnen 14 und mit den Treiber- oder Messelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Verbindungsinseln 16 mit einem elektromechanischen Stecker (wie etwa einem Draht-Leiterplatten-Stecker, für den keine Einsteckkraft aufgewendet werden muss) verbunden werden, wobei in dieser Ausführungsform die Verbindung 18 keine FPC umfassen muss. Die Erfindung kann aber auch eine beliebige andere, geeignete Verbindung 18 zwischen der Berührungssensor-Steuereinrichtung 12 und dem Berührungssensor 10 verwenden.
  • 2 zeigt ein beispielhaftes Äußeres eines beispielhaften aktiven Eingabestifts 20. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Komponenten wie etwa Tasten 30 oder Schieberegler 32 und 34 umfassen, die in einem äußeren Körper 22 integriert sind. Diese externen Komponenten ermöglichen eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Benutzer oder aber zwischen einem Gerät und einem Benutzer. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Interaktionen eine Kommunikation zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Gerät umfassen, um eine Funktion des aktiven Eingabestifts 20 oder eines Geräts zu aktivieren oder zu ändern oder um eine Rückmeldung für einen oder mehrere Benutzer vorzusehen oder eine Eingabe von denselben anzunehmen. Das Gerät kann ein beliebiges, geeignetes Gerät wie zum Beispiel ein Desktop-Computer, ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein PDA, ein Smartphone, ein Satellitennavigationsgerät, ein tragbares Medienwiedergabegerät, eine tragbare Spielekonsole, ein Infoterminal, ein Verkaufsautomat oder ein anderes geeignetes Gerät sein. Es werden hier spezifische Beispiele von bestimmten Komponenten für die Bereitstellung von bestimmten Interaktionen beschrieben, wobei die Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Komponente verwenden kann, die konfiguriert ist, um eine beliebige, geeignete Interaktion bereitzustellen. Der aktive Eingabestift 20 kann beliebige, geeignete Dimensionen aufweisen, wobei der äußere Körper 22 aus einem beliebigen, geeigneten Material oder einer beliebigen, geeigneten Kombination von Materialien wie etwa Kunststoff und Metall ausgebildet sein kann. In bestimmten Ausführungsformen können äußere Komponenten (z. B. 30 oder 32) des aktiven Eingabestifts 20 mit internen Komponenten oder einer Programmierung des aktiven Eingabestifts 20 interagieren oder eine oder mehrere Interaktionen mit einem oder mehreren Geräten oder anderen aktiven Eingabestiften 20 einleiten.
  • Wie weiter oben beschrieben, kann durch das Betätigen einer oder mehrerer bestimmter Komponenten eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Benutzer oder zwischen dem Gerät und dem Benutzer eingeleitet werden. Die Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 können eine oder mehrere Tasten 30 oder einen oder mehrere Schieberegler 32 und 34 umfassen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Tasten 30 oder die Schieberegler 32 und 34 mechanisch oder kapazitiv sein und als Rolle, Trackball oder Rad funktionieren. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Schieberegler 32 oder 34 als ein vertikaler Schieberegler 34, der entlang einer Längsachse des aktiven Eingabestifts 20 ausgerichtet ist, funktionieren, während ein oder mehrere Radschieberegler 32 um den Umfang des aktiven Eingabestifts 20 herum ausgerichtet sein können. In bestimmten Ausführungsformen können kapazitive Schieberegler 32 und 34 oder Tasten 30 unter Verwendung von einem oder mehreren berührungsempfindlichen Bereichen implementiert werden. Die berührungsempfindlichen Bereiche können beliebige, geeignete Formen, Dimensionen und Positionen aufweisen und können aus einem beliebigen, geeigneten Material ausgebildet sein. Zum Beispiel können die Schieberegler 32 und 34 oder die Tasten 30 unter Verwendung von Bereichen eines flexiblen Netzes aus Linien eines leitenden Materials implementiert werden. In einem anderen Beispiel können die Schieberegler 32 und 34 oder die Tasten 30 unter Verwendung einer FPC implementiert werden.
  • Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Komponenten aufweisen, die konfiguriert sind, um eine Rückmeldung für einen Benutzer vorzusehen oder von demselben zu empfangen, wobei es sich zum Beispiel um eine taktile, visuelle oder akustische Rückmeldung handeln kann. Der aktive Eingabestift 20 kann einen oder mehrere Grate oder Rillen 24 an seinem äußeren Körper 22 umfassen. Die Grate oder Rillen 24 können beliebige, geeignete Dimensionen und einen beliebigen, geeigneten Abstand zwischen den Graten oder Rillen aufweisen und können in einem beliebigen, geeigneten Bereich an dem äußeren Körper 22 des aktiven Eingabestifts 20 angeordnet sein. Zum Beispiel können die Grate 24 die Griffigkeit für den Benutzer an dem äußeren Körper 22 des aktiven Eingabestifts 20 verbessern oder eine taktile Rückmeldung für den Benutzer vorsehen oder von demselben empfangen. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Audiokomponenten 38 enthalten, die Audiosignale senden und empfangen können. Zum Beispiel kann eine Audiokomponente 38 ein Mikrofon sein, das die Stimme eines oder mehrerer Benutzer aufzeichnen und übertragen kann. In einem anderen Beispiel kann die Audiokomponente 38 eine akustische Angabe zu dem Stromversorgungsstatus des aktiven Eingabestifts 20 vorsehen. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere visuelle Rückmeldungskomponenten 36 wie etwa eine LED-Anzeige umfassen. Zum Beispiel kann die visuelle Rückmeldungskomponente 36 den Stromversorgungsstatus des aktiven Eingabestifts 20 für den Benutzer angeben.
  • Ein oder mehrere modifizierte Oberflächenbereiche 40 können eine oder mehrere Komponenten an dem äußeren Körper 22 des aktiven Eingabestifts 20 bilden. Die Eigenschaften der modifizierten Oberflächenbereiche 40 können sich von den Eigenschaften der restlichen Oberfläche des äußeren Körpers 22 unterscheiden. Zum Beispiel kann der modifizierte Oberflächenbereich 40 derart modifiziert sein, dass er eine andere Struktur, Temperatur oder elektromagnetische Eigenschaft relativ zu den Oberflächeneigenschaften des restlichen äußeren Körpers 22 aufweist. Der modifizierte Oberflächenbereich 40 kann seine Eigenschaften dynamisch ändern, zum Beispiel unter Verwendung von haptischen Schnittstellen oder Renderingtechniken. Ein Benutzer kann mit dem modifizierten Oberflächenbereich 40 interagieren, um eine beliebige, geeignete Funktionalität vorzusehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann durch das Ziehen eines Fingers über den modifizierten Oberflächenbereich 40 eine Interaktion wie etwa eine Datenübertragung zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Gerät eingeleitet werden.
  • Eine oder mehrere Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 können konfiguriert sein, um Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät zu kommunizieren. Zum Beispiel kann der aktive Eingabestift 20 eine oder mehrere Spitzen 26 oder Nasen umfassen. Eine Spitze 26 kann eine oder mehrere Elektroden enthalten, die konfiguriert sind, um Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem oder mehreren Geräten oder anderen aktiven Eingabestiften zu kommunizieren. Die Spitze 26 kann aus einem beliebigen, geeigneten Material wie etwa einem leitenden Material ausgebildet sein und kann beliebige, geeignete Dimensionen wie etwa einen Durchmesser von 1 mm oder weniger am äußeren Ende aufweisen. Der aktive Eingabestift 20 kann einen oder mehrere Anschlüsse 28 umfassen, die an beliebigen, geeigneten Positionen an dem äußeren Körper 22 des aktiven Eingabestifts 20 angeordnet sein können. Ein Anschluss 28 kann konfiguriert sein, um Signale oder Informationen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem oder mehreren Geräten oder Stromquellen zu übertragen. Der Anschluss 28 kann Signale oder Informationen mittels einer beliebigen, geeigneten Technik wie etwa USB- oder Ethernet-Verbindungen übertragen. Es wird hier eine bestimmte Konfiguration bestimmter Komponenten mit bestimmten Positionen, Dimensionen, Aufbauten und Funktionen beschrieben, wobei die Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Konfiguration geeigneter Komponenten mit beliebigen, geeigneten Positionen, Dimensionen, Aufbauten und Funktionen für den aktiven Eingabestift 20 verwenden kann.
  • 3 zeigt beispielhafte interne Komponenten eines beispielhaften aktiven Eingabestifts 20. Der aktive Eingabestift 20 enthält eine oder mehrere interne Komponenten wie etwa eine Steuereinrichtung 50, Sensoren 42, einen Speicher 44 oder eine Stromquelle 48. In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere interne Komponenten konfiguriert sein, um eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Benutzer oder zwischen einem Gerät und einem Benutzer vorzusehen. In anderen bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere interne Komponenten in Verbindung mit einer oder mehreren der oben beschriebenen externen Komponenten konfiguriert sein, um eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Benutzer oder zwischen einem Gerät und einem Benutzer vorzusehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Interaktionen eine Kommunikation zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Gerät umfassen, um eine Funktion des aktiven Eingabestifts 20 oder eines Geräts zu aktivieren oder zu ändern oder um eine Rückmeldung für einen oder mehrere Benutzer vorzusehen oder eine Eingabe von denselben zu empfangen.
  • Die Steuereinrichtung 50 kann ein Mikrocontroller oder ein anderer Typ von Prozessor sein, der für das Steuern des Betriebs des aktiven Eingabestifts 20 geeignet ist. Die Steuereinrichtung 50 kann einen oder mehrere ICs wie etwa allgemeine Mikroprozessoren, Mikrocontroller, PLDs, PLAs oder ASICs umfassen. Die Steuereinrichtung 50 kann eine Prozessoreinheit, eine Treibereinheit, eine Messeinheit und eine Speichereinheit enthalten. Die Treibereinheit kann Signale zu den Elektroden der Spitze 26 durch den mittleren Schaft 41 zuführen. Die Treibereinheit kann auch Signale zu Steuer- oder Treibersensoren 42 oder zu einer oder mehreren externen Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 zuführen. Die Messeinheit kann durch die Elektroden der Spitze 26 empfangene Signale durch den mittleren Schaft 41 erfassen und Messsignale, die eine Eingabe von einem Gerät wiedergeben, zu der Prozessoreinheit führen. Die Messeinheit kann auch durch die Sensoren 42 oder eine oder mehrere der externen Komponenten erzeugte Signale erfassen und Messsignale, die eine Eingabe von einem Benutzer wiedergeben, zu der Prozessoreinheit führen. Die Prozessoreinheit kann die Zufuhr von Signalen zu den Elektroden der Spitze 26 steuern und Messsignale von der Messeinheit verarbeiten, um eine Eingabe von dem Gerät zu erfassen und zu verarbeiten. Die Prozessoreinheit kann außerdem Messsignale von Sensoren 42 oder einer oder mehreren externen Komponenten verarbeiten. Die Speichereinheit kann eine Programmierung für die Ausführung durch die Prozessoreinheit einschließlich einer Programmierung zum Steuern der Treibereinheit für das Zuführen von Signalen zu den Elektroden der Spitze 26, einer Programmierung zum Verarbeiten von Messsignalen von der Messeinheit in Entsprechung zu einer Eingabe von dem Gerät, einer Programmierung zum Verarbeiten von Messsignalen von Sensoren 42 oder externen Komponenten für das Einleiten einer durch den aktiven Eingabestift 20 oder das Gerät durchzuführenden vorbestimmten Funktion oder Geste und anderen geeigneten Programmierungen speichern. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die durch die Steuereinrichtung 50 ausgeführte Programmierung von der Messeinheit empfangene Signale elektronisch filtern. Es wird hier eine bestimmte Steuereinrichtung 50 mit einer bestimmten Implementierung und bestimmten Komponenten beschrieben, wobei die Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Steuereinrichtung mit einer beliebigen, geeigneten Implementierung und beliebigen, geeigneten Komponenten verwenden kann.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift 20 einen oder mehrere Sensoren 42 wie etwa Berührungssensoren, Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Kontaktsensoren oder andere Typen von Sensoren enthalten, die Daten zu der Umgebung, in welcher der aktive Eingabestift 20 betrieben wird, erfassen oder messen. Die Sensoren 42 können eine oder mehrere Eigenschaften des aktiven Eingabestifts 20 wie etwa die Beschleunigung oder Bewegung, die Ausrichtung, den Kontakt und den Druck an dem äußeren Körper 22, die auf die Spitze 26 wirkende Kraft, eine Vibration oder beliebige andere, geeignete Eigenschaften des aktiven Eingabestifts 20 erfassen und messen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Sensoren 42 mechanisch, elektronisch oder kapazitiv implementiert werden. Wie weiter oben beschrieben, können durch die Sensoren 42 erfasste oder gemessene Daten zu der Steuereinrichtung 50 geführt werden, um eine vorbestimmte Funktion oder Geste für die Ausführung durch den aktiven Eingabestift 20 oder das Gerät einzuleiten. In bestimmten Ausführungsformen können durch die Sensoren 42 erfasste oder empfangene Daten in dem Speicher 44 gespeichert werden. Der Speicher 44 kann ein beliebiger Speicher sein, der für das Speichern von Daten in dem aktiven Eingabestift 20 geeignet ist. In anderen Ausführungsformen kann die Steuereinrichtung 50 auf in dem Speicher 44 gespeicherte Daten zugreifen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Speicher 44 eine Programmierung für die Ausführung durch die Prozessoreinheit der Steuereinrichtung 50 speichern. In einem anderen Beispiel können durch die Sensoren 42 gemessene Daten durch die Steuereinrichtung 50 verarbeitet und in dem Speicher 44 gespeichert werden.
  • Die Stromquelle 48 kann eine beliebige Quelle gespeicherter Energie sein, wobei es sich um eine elektrische oder chemische Stromquelle handeln kann, die für eine Stromversorgung des Betriebs des aktiven Eingabestifts 20 geeignet ist. In bestimmten Ausführungsformen kann die Stromquelle 48 durch Energie von einem Benutzer oder Gerät geladen werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Stromquelle 48 eine wiederaufladbare Batterie sein, die durch eine an dem aktiven Eingabestift 20 induzierte Bewegung geladen werden kann. In anderen Ausführungsformen kann die Stromquelle 48 des aktiven Eingabestifts 20 Strom zu dem Gerät zuführen oder von denselben empfangen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann Strom induktiv zwischen der Stromquelle 48 und einer Stromquelle des Geräts übertragen werden.
  • 4 zeigt einen beispielhaften aktiven Eingabestift 20 mit einem beispielhaften Gerät 52, Das Gerät 52 kann ein Display (nicht gezeigt) und einen Berührungssensor mit einem berührungsempfindlichen Bereich 54 aufweisen. Das Display des Geräts kann ein Flüssigkristalldisplay (LCD), ein LED-Display, ein LCD mit einer LED-Rückbeleuchtung oder ein anderes, geeignetes Display sein und kann durch ein Deckpaneel und ein Substrat (mit den Treiber- und Messelektroden des daran angeordneten Berührungssensors) des Geräts 52 hindurch sichtbar sein. Es werden hier ein bestimmtes Gerätedisplay und bestimmte Displaytypen beschrieben, wobei die Erfindung aber auch ein beliebiges anderes, geeignetes Gerätedisplay und beliebige, geeignete Displaytypen verwenden kann.
  • Die Elektronik des Geräts 52 kann die Funktionalität des Geräts 52 bereitstellen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Elektronik des Geräts 52 einen Schaltungsaufbau und elektronische Komponenten für eine drahtlose Kommunikation zu oder von dem Gerät 52, zum Ausführen einer Programmierung auf dem Gerät 52, zum Erzeugen einer grafischen oder andersartigen Benutzeroberfläche (UI) für die Anzeige für einen Benutzer auf dem Display des Geräts 52, zum Verwalten der Stromzufuhr von einer Batterie oder einer anderen Stromquelle zu dem Gerät 52, zum Aufnehmen von Fotos, zum Aufzeichnen von Videos oder für andere geeignete Funktionen oder Kombinationen derselben enthalten. Es werden hier bestimmte Geräteelektroniken zum Bereitstellen von bestimmten Funktionen eines bestimmten Geräts beschrieben, wobei gemäß der Erfindung jedoch auch beliebige andere, geeignete Geräteelektroniken zum Bereitstellen von beliebigen, geeigneten Funktionen eines beliebigen, geeigneten Geräts verwendet werden können.
  • In bestimmten Ausführungsformen können der aktive Eingabestift 20 und das Gerät 52 vor der Kommunikation von Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 synchronisiert werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der aktive Eingabestift 20 mit dem Gerät 52 synchronisiert werden, indem eine vorbestimmte Bitsequenz von dem Berührungssensor des Geräts 52 gesendet wird. In einem anderen Beispiel kann der aktive Eingabestift 20 mit dem Gerät synchronisiert werden, indem das durch die Treiberelektroden des Berührungssensors des Geräts 52 gesendete Treibersignal verarbeitet wird. Der aktive Eingabestift 20 kann mit dem Gerät 52 interagieren oder kommunizieren, wenn der aktive Eingabestift 20 in einen Kontakt mit dem berührungsempfindlichen Bereich 54 des Berührungssensors des Geräts 52 oder in die Nähe desselben gebracht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 kapazitiv oder induktiv sein. Wenn in einem nicht einschränkenden Beispiel der aktive Eingabestift 20 in einen Kontakt mit dem berührungsempfindlichen Bereich 54 des Geräts 52 oder in die Nähe desselben gebracht wird, können durch den aktiven Eingabestift 20 erzeugte Signale kapazitive Knoten des berührungsempfindlichen Bereichs des Geräts 52 beeinflussen oder umgekehrt. In einem anderen Beispiel kann eine Stromquelle des aktiven Eingabestifts 20 induktiv über den Berührungssensor des Geräts 52 oder umgekehrt geladen werden. Es werden hier bestimmte Interaktionen und Kommunikationen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 beschrieben, wobei gemäß der Erfindung aber auch beliebige andere, geeignete Interaktionen und Kommunikationen über beliebige, geeignete Mittel wie etwa mechanische Kräfte, Strom, Spannung oder elektromagnetische Felder verwendet werden können.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann das Messsignal von den Sensoren des aktiven Eingabestifts 20 Interaktionen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem oder mehreren Geräten 52 oder einem oder mehreren Benutzern wie oben beschrieben einleiten, bereitstellen oder beenden. Die Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 kann auftreten, wenn der aktive Eingabestift 20 das Gerät 52 kontaktiert oder in die Nähe desselben gebracht wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Benutzer eine Geste oder eine Abfolge von Gesten wie etwa ein Schütteln oder ein Umdrehen des aktiven Eingabestifts 20 durchführen, während der aktive Eingabestift 20 über dem berührungsempfindlichen Bereich 54 des Geräts 52 gehalten wird. Der aktive Eingabestift kann mit dem Gerät 52 auf der Basis der mit dem aktiven Eingabestift 20 durchgeführten Geste interagieren, um eine vorbestimmte Funktion wie etwa eine Authentifizierung eines mit dem aktiven Eingabestift 20 oder Gerät 52 assoziierten Benutzers einzuleiten. Es werden hier bestimmte Bewegungen zum Vorsehen von bestimmten Typen von Interaktionen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 beschrieben, wobei gemäß der Erfindung aber auch eine beliebige andere, geeignete Bewegung zum Beeinflussen einer beliebigen, geeigneten Interaktion auf beliebige, geeignete Weise verwendet werden kann.
  • Wie weiter oben mit Bezug auf 1 beschrieben, kann in bestimmten Ausführungsformen ein Berührungssensor (z. B. der Berührungssensor 10 von 1) eine Anordnung von Treiber- und Messelektroden oder eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs umfassen. Diese Elektroden können mit einer Steuereinrichtung (z. B. der Steuereinrichtung 12 von 1) über spezifische Leiterbahnen (z. B. die Leiterbahnen 14 von 1) gekoppelt sein. Die Treibereinheit der Steuereinrichtung kann Treibersignale über einige Leiterbahnen zu den Treiberelektroden zuführen, und die Messeinheit der Steuereinrichtung kann die Ladungen an den kapazitiven Knoten über andere Leiterbahnen messen. Die Elektroden können in verschiedenen Mustern angeordnet sein, wobei gemäß der Erfindung beliebige, geeignete Muster für die Elektrodenanordnungen verwendet werden können. Zum Beispiel zeigt 5 eine beispielhafte Anordnung von Elektroden, die in einem X-Y-Gittermuster angeordnet sind. In bestimmten Ausführungsformen können die Treiberelektroden entlang von einem Satz von Leitungen (z. B. den X-Leitungen: X1 bis Xn) angeordnet sein und können die Messelektroden entlang von einem anderen Satz von Leitungen (z. B. den Y-Leitungen: Y1 bis Yn) angeordnet sein. Die kapazitiven Knoten befinden sich an einer oder mehreren Kreuzungen der X- und Y-Leitungen. Ein berührungsempfindlicher Bereich 500 kann mit diesen Elektroden bestückt sein.
  • Um in bestimmten Ausführungsformen die Position eines Objekts wie etwa eines Eingabestifts oder eines Fingers eines Benutzers innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs (z. B. des berührungsempfindlichen Bereichs 500) zu bestimmen, können die Elektroden oder Koordinaten innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs abgetastet werden (z. B. können innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs 500 die Treiberelektroden getrieben werden und können die kapazitiven Knoten abgetastet werden). In einigen Implementierungen werden die Treiberelektroden jeweils leitungsweise getrieben. Insbesondere wird eine Anzahl von Pulsen (z. B. 3 oder 4 Pulse) über jede Leitung der Treiberelektroden (z. B. die X-Leitung) gesendet, wobei für jeden Puls eine Anzahl von Signalabtastungen (z. B. 1 oder 2 Abtastungen) gelesen wird, indem die entsprechenden kapazitiven Knoten abgetastet werden. Zum Beispiel können in 5 zuerst die Treiberelektroden entlang der Leitung X1 getrieben werden, wobei die Ladung durch die kapazitive Kopplung zwischen den Treiber- und Messleitungen übertragen wird und die entsprechenden kapazitiven Knoten entlang der Y-Leitungen (z. B. Y1 bis Yn) abgetastet werden können, um die Signalabtastungen vorzunehmen. Dann werden als nächstes die Treiberelektroden entlang der Leitung X2 getrieben, wobei die Ladung wiederum durch die kapazitive Kopplung zwischen den Treiber- und Messleitungen übertragen wird und die entsprechenden kapazitiven Knoten entlang der Y-Leitungen abgetastet werden, um die Signalabtastungen vorzunehmen. Und so weiter, bis die Elektroden der letzten Leitung Xn getrieben werden und die entsprechenden kapazitiven Knoten entlang der Y-Leitungen abgetastet werden, um die Signalabtastungen vorzunehmen. Die Abtastungen können digital quantisiert werden (z. B. über einen Analog-Digital-Wandler (ADW)). Die digitalen Abtastungen werden dann in einzelnen Rahmen übertragen. In bestimmten Ausführungsformen enthält ein Rahmen eine vollständige Abtastung einiger oder aller kapazitiver Knoten innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs. In dem Beispiel von 5 enthält ein Rahmen [M×N] Abtastungen, wobei N die Anzahl der X-Leitungen (d. h. der Treiberleitungen) wiedergibt und M die Anzahl der Empfangsleitungen wiedergibt.
  • In bestimmten Ausführungsformen empfängt der aktive Eingabestift das oder die Signale von einer oder mehreren Treiberleitungen (z. B. den benachbarten X-Leitungen) des Geräts 52. Der Eingabestift (z. B. der aktive Eingabestift 20) kann dann das empfangene Signal verarbeiten, um ein weiteres Signal zu erzeugen und zurück zu dem Gerät 52 zu senden. In einem Beispiel kann der Eingabestift eine (lineare oder nichtlineare) Funktion des empfangenen Signals senden, die dann mit einer Verstärkung multipliziert wird und zu einem Versatzwert addiert werden kann. Wenn also R das an dem aktiven Eingabestift 20 (z. B. von dem Gerät 52) empfangene Signal ist, T das durch den aktiven Eingabestift 20 (z. B. zurück zu dem Gerät 52) gesendete Signal ist, f eine (lineare oder nicht-lineare) Funktion ist, A ein Verstärkungsfaktor ist und B ein Versatz ist, kann das gesendete Signal T wie folgt ausgedrückt werden: T = A·f(R) + B
  • Das durch den Eingabestift empfangene Signal R kann die Reihe von Pulsen sein, die über jede Treiberleitung gesendet werden und durch den aktiven Eingabestift erfasst werden kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das durch den Eingabestift gesendete Signal T ebenfalls eine Reihe von Pulsen sein. Das gesendete Signal T erzeugt eine Ladungsübertragung durch die kapazitive Kopplung zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und den Messleitungen (z. B. Y1 bis Yn) des berührungsempfindlichen Bereichs 500. Das Gerät 52 und in bestimmten Ausführungsformen die Berührungs-Steuereinrichtung 12 können dann Abtastungen des gesendeten Signals T durch das Abtasten der Knoten entlang der Messleitungen des berührungsempfindlichen Bereichs 500 empfangen. Wie zuvor beschrieben, können diese Abtastungen digital quantisiert und in einzelnen Rahmen gesendet werden (wobei jeder Rahmen zum Beispiel eine vollständige Abtastung der kapazitiven Knoten in dem berührungsempfindlichen Bereich 500 enthält).
  • Der aktive Eingabestift 20 kann zusätzliche Daten zu dem Gerät 52 oder der Berührungs-Steuereinrichtung 12 mittels der Pulse des gesendeten Signals T senden. Zum Beispiel kann der aktive Eingabestift 20 Daten bezüglich des Eingabestiftstatus oder Daten von den Sensoren 42 (z. B. Druckdaten, Berührungsdaten, Beschleunigungsmesserdaten oder Gyroskopdaten), der Stromquelle 48 (z. B. den Batteriestand), den Elektroden in der aktiven Eingabestiftspitze 26, dem Speicher 44, der Steuereinrichtung 50, den Tasten 30 (z. B. ob eine Taste gedrückt wurde), den Schiebereglern 32 oder von beliebigen anderen Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 senden.
  • Der Eingabestift kann diese Daten zu dem Gerät 52 oder der Berührungs-Steuereinrichtung 12 senden, indem er die Daten auf die Pulse des gesendeten Signals T moduliert. Die Modulation der Daten kann zum Beispiel in der Steuereinrichtung 50 vorgenommen werden und kann über den mittleren Schaft 41 und durch die Elektroden in der aktiven Eingabestiftspitze 26 gesendet werden. In einer beispielhaften Datenmodulation kann der aktive Eingabestift 20 die Amplitude (Amplitudenmodulation einschließlich einer Ein/Aus-Modulation), die Phase (Phasenmodulation) oder die Frequenz (Frequenzmodulation) der gesendeten Pulse ändern, um Informationen zu übertragen. In bestimmten Ausführungsformen kann diese Modulation der Daten das Ändern der Amplitude durch das Ändern der zum Erzeugen des gesendeten Signals T verwendeten Verstärkung A umfassen. In weiteren Ausführungsformen kann die Modulation der Daten das Ändern der Amplitude durch das Ändern des für das Erzeugen des gesendeten Signals T verwendeten Versatzes umfassen. In weiteren Ausführungsformen kann die Modulation der Daten das Ändern der Frequenz oder der Phase durch das Ändern der für das Erzeugen des gesendeten Signals T verwendeten Funktion f umfassen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift 20 modulierte Daten auf einer Puls-für-Puls-Basis senden. Zum Beispiel kann der Eingabestift Informationen zu den von einem Drucksensor gesammelten Druckdaten senden. Der Eingabestift kann diese Druckinformationen unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers (ADW) digitalisieren. Die Bits des digitalisierten Druckinformationswerts können durch den Eingabestift derart gesendet werden, dass ein Bit der Daten pro Puls gesendet wird. Wenn in diesem Beispiel der Eingabestift eine Amplitudenmodulation für die Modulation der Daten verwendet, dann passt der Eingabestift bei jedem Puls die Amplitude des Pulses zu einem von zwei vorgegebenen Amplitudenwerten an. Bei einer Ein/Aus-Modulation steht der Amplitudenwert 0 für den binären Wert „0” und steht der zweite Amplitudenwert für den binären Wert „1”. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann die vorgegebenen Werte kennen und kann mit diesen Informationen den durch die Reihe von Pulsen gesendeten Bitstrom demodulieren und die Druckdaten wiederherstellen. Auf diese Weise können die Bits, die den Wert der Druckinformationen codieren, jeweils einzeln mit einem Bit pro Puls unter Verwendung von Variationen in den Amplituden der Pulse gesendet werden.
  • 6 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Datenübertragung von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 auf einer Puls-für-Puls-Basis unter Verwendung einer Ein/Aus-Modulation. Die Pulse 611 und 612 weisen jeweils eine Amplitude von ,a' auf, die den binären Wert „0” wiedergeben kann. Die Pulse 622 und 623 weisen jeweils eine Amplitude von ,b' auf, die den binären Wert „1” wiedergeben kann. Der Bitstrom von 6 transportiert also die Bits „0”, „0”, „0”, „1”, „1”, „1”, „0”, „0”, „0” von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12. Die Amplitudenwerte ,a' und ,b' bilden den Satz der sowohl für den aktiven Eingabestift als auch für die Berührungs-Steuereinrichtung 12 bekannten zwei Amplitudenwerte, sodass das Signal durch die Berührungs-Steuereinrichtung 12 demoduliert werden kann.
  • Vorstehend wurde ein Beispiel mit einer digitalen Modulation von Daten auf einer Puls-für-Puls-Basis beschrieben, wobei aber auch analoge Daten auf einer Puls-für-Puls-Basis moduliert werden können. Zum Beispiel können auch nicht digitalisierte Druckdaten von dem Eingabestift zu dem Gerät 52 oder der Steuereinrichtung 12 unter Verwendung von Amplitudenänderungen in den Pulsen transportiert werden. In diesem Beispiel kann der Wert der analogen Druckdaten zu dem Standardversatzwert B für jeden Puls addiert werden. Auf diese Weise kann die Amplitude jedes Pulses den tatsächlichen analogen Wert der Druckdaten transportieren. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann in bestimmten Ausführungsformen den Wert der Druckdaten wiederherstellen, indem sie den Wert B zuvor kennt (und B von der Amplitude des von dem Eingabestift empfangenen Pulses subtrahiert). In diesem Beispiel transportiert also jeder Puls nicht nur ein Informationsbit, sondern den tatsächlichen Wert der Druckdaten. In bestimmten Ausführungsformen kann der Wert der Druckdaten quantisiert werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift 20 modulierte Daten auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis senden. Zum Beispiel kann der Eingabestift Informationen zu den von einem Drucksensor gesammelten Druckdaten übertragen. Der Eingabestift kann diese Druckinformationen unter Verwendung eines Analog-Digital-Wandlers (ADW) digitalisieren. Die Bits des digitalisierten Druckinformationswerts können durch den Eingabestift derart gesendet werden, dass ein Datenbit pro Rahmen gesendet wird. Wenn also die Rahmenrate bei 200 Hz liegt, beträgt die Datenrate (bei einem Bit pro Rahmen) 200 Bit pro Sekunde. Wenn in diesem Beispiel der Eingabestift eine Amplitudenmodulation für die Modulation der Daten verwendet, dann wählt der Eingabestift in jedem Rahmen einen von zwei vorgegebenen Amplitudenwerten für jeden in diesem Rahmen gesendeten Puls. Bei einer Ein/Aus-Modulation steht der Amplitudenwert 0 für den binären Wert „0” und steht der zweite Amplitudenwert für den binären Wert „1”. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann die vorgegebenen Werte kennen und kann mit diesen Informationen den durch die Reihe von Rahmen (d. h. die sich von Rahmen zu Rahmen ändernden Pulsamplituden) gesendeten Bitstrom demodulieren und die Druckdaten wiederherstellen. Auf diese Weise können die Bits, die den Wert der Druckinformationen codieren, jeweils einzeln mit einem Bit pro Rahmen unter Verwendung von Variationen in den Amplituden der Pulse gesendet werden.
  • Vorstehend wurde ein Beispiel für die digitale Modulation von Daten auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis beschrieben, wobei aber auch analoge Daten auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis moduliert werden können. Zum Beispiel können auch nicht digitalisierte Druckdaten von dem Eingabestift zu dem Gerät 52 oder der Steuereinrichtung 12 unter Verwendung von Amplitudenänderungen in den Pulsen transportiert werden. In diesem Beispiel kann der Wert der analogen Druckdaten zu dem Standardversatzwert B für jeden Puls in einem Rahmen addiert werden. Auf diese Weise kann die Amplitude der Pulse in einem Rahmen den tatsächlichen analogen Wert der Druckdaten transportieren. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann in bestimmten Ausführungsformen den Wert der Druckdaten wiederherstellen, indem sie den Wert B zuvor kennt (und B von der Amplitude der in einem Rahmen von dem Eingabestift empfangenen Pulse subtrahiert). In diesem Beispiel transportiert also jeder Rahmen nicht nur ein Informationsbit, sondern den tatsächlichen Wert der Druckdaten. In bestimmten Ausführungsformen kann der Wert der Druckdaten quantisiert werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann jede Datentransporteinheit (wobei es sich um einen Rahmen oder einen Puls handeln kann) Daten transportieren oder alternativ Daten in einer Differentialform durch einen Vergleich mit vorausgehenden (oder zukünftigen) Dateneinheiten transportieren. In einem Beispiel kann der aktive Eingabestift 20 analoge Druckdaten auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis unter Verwendung einer Amplitudenmodulation senden. Der aktive Eingabestift 20 kann in jedem Rahmen den analogen Druckdatenwert transportieren, indem er diesen Wert zu der Amplitude jedes Pulses in dem Rahmen addiert (z. B. den Wert zu dem Versatz B addiert, der ein für die Berührungs-Steuereinrichtung 12 bekannter Wert ist), um die Druckdaten direkt zu transportieren. Alternativ hierzu kann der aktive Eingabestift 20 die Druckdaten differentiell transportieren, indem er den Druckdatenwert zu dem Wert der Amplitude der Pulse in dem vorausgehenden Rahmen addiert und diesen neuen Amplitudenwert für alle Pulse in dem aktuellen Rahmen verwendet. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann den Druckdatenwert (ohne dass hierfür eine Referenzinformation wie etwa B erforderlich ist) wiederherstellen, indem sie einfach die Amplitude eines Pulses des aktuellen Rahmens von der Amplitude eines Pulses des vorausgehenden Rahmens subtrahiert. Die Wahl einer Rahmen-basierten oder Puls-basierten Datenübertragung kann in bestimmten Ausführungsformen von dem Typ der übertragenen Daten abhängen. Zum Beispiel können Druckdaten auf einer Puls-für-Puls-Basis übertragen werden, während Batteriestandinformationen oder Eingaben von Tasten auf einer Rahmen-für-Rahmen-Basis übertragen werden können.
  • Vorstehend wurden spezifische Beispiele erläutert, die die Verwendung einer Ein/Aus-Modulation oder Amplitudenmodulation zeigen, wobei der aktive Eingabestift 20 auch eine Frequenzmodulation, eine Phasenmodulation oder ein anderes geeignetes Datenmodulationsschema verwenden kann, um (digitale oder analoge) Daten auf einer Puls-für-Puls-Basis oder einer Rahmen-für-Rahmen-Basis zu übertragen. In bestimmten Ausführungsformen können sowohl Rahmen-basierte als auch Pulsbasierte Kommunikationsschemata gleichzeitig durch den aktiven Eingabestift 20 und das Gerät 52 verwendet werden. Der aktive Eingabestift 20 kann die Daten (z. B. unter Verwendung von Fehlerkorrekturcodes) codieren oder einen Paketheader, der den Inhalt oder die Codierung des Datenpakets beschreibt, hinzufügen, bevor er die Daten zu dem Gerät 52 oder der Berührungs-Steuereinrichtung 12 sendet. Die Daten können aber auch in anderen Gruppen als Pulsen oder Rahmen gesendet werden und können den gesamten Bereich des Berührungssensors umfassen. Zum Beispiel können die Daten auf der Basis eines Bruchteils eines Rahmens gesendet werden. Die Datenübertragung kann in bestimmten Ausführungsformen in derselben Kommunikationsschicht (z. B. physikalischen Schicht) unabhängig davon erfolgen, ob die Daten pro Rahmen oder pro Bruchteil eines Rahmens gesendet werden. Verschiedene Typen von Daten (z. B. Druck oder Batteriestand) können in einer zeitgemultiplexten Weise zwischen Pulsen oder Rahmen kommuniziert werden. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann dieselbe Logik wie der aktive Eingabestift 20 für das Senden oder Empfangen von Daten unter Verwendung eines der oben beschriebenen Kommunikationsschemata aufweisen.
  • 7A zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Kommunizieren von modulierten Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 mit der darin enthaltenen Berührungs-Steuereinrichtung 12. Das Verfahren beginnt in Schritt 710, in dem der aktive Eingabestift 20 Sensordaten von den Sensoren 42 erhält. In Schritt 720 wartet der aktive Eingabestift 20 darauf, ein Trägersignal von der Berührungs-Steuereinrichtung 12 zu empfangen. In Schritt 730 wird ein Trägersignal durch die Berührungs-Steuereinrichtung 12 erzeugt und zu dem aktiven Eingabestift 20 gesendet. In Schritt 740 wird das Trägersignal durch den aktiven Eingabestift 20 moduliert, sodass es die Sensordaten enthält und die Sensordaten von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 kommuniziert werden können. In Schritt 750 wird das modulierte Trägersignal mit den darin enthaltenen Sensordaten von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 gesendet. In bestimmten Ausführungsformen können die Schritte 710, 720, 740 und 750 in der Steuereinrichtung 50 des aktiven Eingabestifts 20 ausgeführt werden. In Schritt 760 empfängt die Berührungs-Steuereinrichtung 12 das modulierte Trägersignal einschließlich der Sensordaten. In Schritt 770 demoduliert die Berührungs-Steuereinrichtung 12 das Trägersignal und extrahiert die Sensordaten. In bestimmten Ausführungsformen können die Schritte von 7A (mit einer beliebigen Anzahl von Wiederholungen) wiederholt werden. Zum Beispiel kann während einer zweiten Wiederholung ein zweites Trägersignal mit (gleichen oder anderen) Sensordaten moduliert werden. Das zweite Signal kann dann in Schritt 750 gesendet werden. Es werden hier bestimmte Schritte des Verfahrens von 7A in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben und gezeigt, wobei gemäß der Erfindung beliebige, geeignete Schritte des Verfahrens von 7A in einer beliebigen, geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden können. Außerdem werden hier bestimmte Komponenten, Geräte oder Systeme für die Ausführung von bestimmten Schritten des Verfahrens von 7A beschrieben und gezeigt, wobei gemäß der Erfindung auch eine beliebige andere, geeignete Kombination von beliebigen, geeigneten Komponenten, Geräten oder Systemen für die Ausführung von beliebigen, geeigneten Schritten des Verfahrens von 7A verwendet werden kann.
  • 7B zeigt ein anderes beispielhaftes Verfahren zum Kommunizieren von modulierten Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und dem Gerät 52 mit der darin enthaltenen Berührungs-Steuereinrichtung 12. Das Verfahren kann in Schritt 715 beginnen, in dem der aktive Eingabestift 20 Sensordaten von den Sensoren 42 erhält. In Schritt 725 erzeugt der aktive Eingabestift 20 ein Trägersignal. In Schritt 735 wird das Trägersignal durch den aktiven Eingabestift 20 moduliert, sodass es die Sensordaten enthält und die Sensordaten von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 kommuniziert werden können. In Schritt 745 wird das modulierte Trägersignal einschließlich der Sensordaten von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 gesendet. In bestimmten Ausführungsformen können die Schritte 715745 in der Steuereinrichtung 50 des aktiven Eingabestifts 20 ausgeführt werden. In Schritt 755 empfängt die Berührungs-Steuereinrichtung 12 das modulierte Trägersignal einschließlich der Sensordaten. In Schritt 765 demoduliert die Berührungs-Steuereinrichtung 12 das Trägersignal und extrahiert die Sensordaten. In bestimmten Ausführungsformen können die Schritte von 7B (mit einer beliebigen Anzahl von Wiederholungen) wiederholt werden. Zum Beispiel kann während einer zweiten Wiederholung ein zweites Trägersignal mit (gleichen oder anderen) Sensordaten moduliert werden. Das zweite Signal kann dann in Schritt 745 gesendet werden. Es werden hier bestimmte Schritte des Verfahrens von 7B in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben und gezeigt, wobei gemäß der Erfindung beliebige, geeignete Schritte des Verfahrens von 7B in einer beliebigen, geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden können. Außerdem werden hier bestimmte Komponenten, Geräte oder Systeme für die Ausführung von bestimmten Schritten des Verfahrens von 7B beschrieben und gezeigt, wobei gemäß der Erfindung auch eine beliebige andere, geeignete Kombination von beliebigen, geeigneten Komponenten, Geräten oder Systemen für die Ausführung von beliebigen, geeigneten Schritten des Verfahrens von 7B verwendet werden kann.
  • In bestimmten Ausführungsformen können modulierte Daten auch von dem Gerät 52 mit der darin enthaltenen Berührungs-Steuereinrichtung 12 zu dem aktiven Eingabestift 20 kommuniziert werden. Zum Beispiel kann die Berührungs-Steuereinrichtung 12 Daten (wie etwa Steuerdaten oder Befehlsdaten) von dem Gerät 52 (wie etwa von dem berührungsempfindlichen Bereich 500) erhalten, ein Trägersignal modulieren, um die Daten einzufügen, und die Daten zu dem aktiven Eingabestift 20 senden. In bestimmten Ausführungsformen kann das Trägersignal durch den aktiven Eingabestift 20 erzeugt und zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 gesendet werden, um durch die Berührungs-Steuereinrichtung 12 moduliert zu werden. In anderen Ausführungsformen kann das Trägersignal durch die Berührungs-Steuereinrichtung 12 erzeugt und moduliert werden. In weiteren Ausführungsformen können der aktive Eingabestift 20 und die Berührungs-Steuereinrichtung 12 das Trägersignal für die Modulation erzeugen. Außerdem kann der aktive Eingabestift 20 das modulierte Trägersignal empfangen, das Trägersignal demodulieren und die Daten in dem Signal extrahieren. Das Trägersignal kann in bestimmten Ausführungsformen durch den aktiven Eingabestift 20 und/oder die Berührungs-Steuereinrichtung 12 moduliert werden. In weiteren Ausführungsformen können zwei oder mehr Trägersignale durch den aktiven Eingabestift 20 und die Berührungs-Steuereinrichtung 12 entweder gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten erzeugt oder moduliert werden, um eine Frequenz- oder Phasenmodulation zu implementieren. Alle hier erläuterten Variationen oder beispielhaften Ausführungsformen für das Senden von modulierten Daten von dem aktiven Eingabestift 20 zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12 (einschließlich des Typs des Modulationsschemas) können auf das Senden von modulierten Daten von der Berührungs-Steuereinrichtung 12 zu dem aktiven Eingabestift 20 und umgekehrt angewendet werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen arbeitet der aktive Eingabestift 20 synchron zu der Berührungs-Steuereinrichtung 12. In diesen Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift 20 ein Treibersignal von den Treiberleitungen des berührungsempfindlichen Bereichs 500 erfassen und der Berührungs-Steuereinrichtung 12 innerhalb eines Berührungserfassungs-Zeitfensters der Berührungs-Steuereinrichtung 12 antworten. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann den berührungsempfindlichen Bereich 500 abtasten, bis sie den aktiven Eingabestift 20 erfasst. Und sobald die Berührungs-Steuereinrichtung 12 den aktiven Eingabestift 20 erfasst hat, kann sie einen „Handshake” für eine Bestätigung vor dem Senden der Daten zu dem aktiven Eingabestift 20 verwenden. Die Berührungs-Steuereinrichtung 12 kann den Eingabestift auf der Basis der Beschaffenheit des Antwortsignals von dem Eingabestift (einschließlich von zum Beispiel Nebenkeulen der Antwort von dem Eingabestift aufgrund der nicht-linearen Verstärkung an dem Eingabestift) erfassen oder eine Synchronisation mit dem Eingabestift einleiten. Sobald der aktive Eingabestift 20 erfasst wurde, kann die Berührungs-Steuereinrichtung 12 eine variable Anzahl von extra Pulsen über eine oder mehrere Treiberleitungen (z. B. die X-Leitungen in 5) des berührungsempfindlichen Bereichs 500 senden. Der aktive Eingabestift 20 kann nach dem Erfassen dieser extra Pulse auf vorbestimmte Weise (z. B. mit einer Signatur oder einem Code) antworten. Nach diesem Handshake beendet die Berührungs-Steuereinrichtung 12 das Treiben der X-Leitungen und fährt damit fort, auf Sendungen von dem aktiven Eingabestift 20 zu warten. Der aktive Eingabestift 20 kann dann Daten unter Verwendung eines der zuvor beschriebenen Datenkommunikationsschemata senden. Der Eingabestift kann einen Zähler mit Daten zu zuvor von dem Gerät 52 (einschließlich des berührungsempfindlichen Bereichs 500 oder der Berührungs-Steuereinrichtung 12) empfangenen Pulsen oder den zuvor gesendeten Pulsen aufrechterhalten. Sobald der aktive Eingabestift 20 die Datenübertragung abgeschlossen hat, kann er ein Stoppbit senden, um der Berührungs-Steuereinrichtung 12 mitzuteilen, dass diese das normale Abtasten oder Treiben des berührungsempfindlichen Bereichs 500 wiederaufnehmen kann.
  • Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann sich auch auf einen halbleiterbasierten oder anderen integrierten Schaltkreis (IC) (wie zum Beispiel ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder einen anwendungsspezifischen IC (ASIC)), eine Festplatte, ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein hybrides Laufwerk (HHD), eine optische Platte, ein optisches Laufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Diskette, ein Diskettenlaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SECURE DIGITAL-Karte, ein SECURE DIGITAL-Laufwerk, ein anderes geeignetes computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium oder eine geeignete Kombination aus zwei oder mehr derselben beziehen. Ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann ein flüchtiges Speichermedium, ein nicht-flüchtiges Speichermedium oder eine Kombination aus denselben sein.
  • Die Konjunktion „oder” ist inklusiv und nicht exklusiv zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird. Unter „A oder B” ist also „A, B oder beide” zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird. Weiterhin ist die Konjunktion „und” sowohl kombinierend als auch aufzählend zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird. Unter „A und B” ist hier also „A und B in dieser Kombination oder jeweils einzeln” zu verstehen, außer wenn dies durch den Kontext eigens anders angegeben wird.
  • Die Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen und Modifikationen an den hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen, die für den Fachmann nachvollziehbar sind. Wenn in den folgenden Ansprüchen auf eine Vorrichtung, auf ein System oder auf eine Komponente in einer Vorrichtung oder einem System Bezug genommen wird, die ausgebildet, angeordnet, befähigt, konfiguriert, aktiviert, betriebsfähig oder operativ sind, um eine bestimmte Funktion auszuführen, bezieht sich dies auf die Vorrichtung, das System oder die Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder freigegeben ist, solange die Vorrichtung, das System oder die Komponente derart ausgebildet, angeordnet, befähigt, konfiguriert, aktiviert, betriebsfähig oder operativ sind.

Claims (20)

  1. System, das umfasst: einen Eingabestift mit einer Einrichtung zum Empfangen von Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren in oder an dem Eingabestift, wobei der Eingabestift eine oder mehrere Elektroden umfasst, ein Gerät mit einem Berührungssensor, eine Einrichtung zum Erzeugen eines Trägersignals, eine Einrichtung zum Modulieren des Trägersignals, um die Sensordaten zu kommunizieren, und eine Einrichtung zum drahtlosen Senden des modulierten Trägersignals von dem Eingabestift zu dem Gerät über den Berührungssensor des Geräts.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Modulieren des Trägersignals ausgebildet ist, um eine Amplitudenmodulation, eine Frequenzmodulation oder eine Phasenmodulation anzuwenden.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal durch den Eingabestift oder durch eine Steuereinrichtung des Geräts erzeugt wird.
  4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal durch den Eingabestift oder eine Steuereinrichtung des Geräts moduliert wird.
  5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten analog sind.
  6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten digital sind.
  7. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Trägersignal in einem einzelnen elektrischen Puls gesendet wird.
  8. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Trägersignal in einer Vielzahl von elektrischen Pulsen gesendet wird.
  9. System nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch: eine Einrichtung zum Vergleichen des modulierten Trägersignals mit einem zweiten modulierten Trägersignal, um die Sensordaten zu erhalten.
  10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal sowohl durch den Eingabestift als auch durch die Steuereinrichtung des Geräts moduliert wird.
  11. Ein oder mehrere computerlesbare, nicht-transitorische Speichermedien, die eine Logik verkörpern, die bei einer Ausführung betrieben werden kann zum: Empfangen von Sensordaten von einem oder mehreren Sensoren in oder an einem Eingabestift, wobei der Eingabestift eine oder mehrere Elektroden und die Speichermedien umfasst, Erzeugen eines Trägersignals, Modulieren des Trägersignals, um die Sensordaten zu kommunizieren, und drahtlosen Senden des modulierten Trägersignals von dem Eingabestift zu einem Gerät über einen Berührungssensor des Geräts.
  12. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Logik bei einer Ausführung betrieben werden kann, um das Trägersignal zu modulieren, um die Sensordaten zu kommunizieren unter Verwendung von: einer Amplitudenmodulation, einer Frequenzmodulation, oder einer Phasenmodulation.
  13. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal durch den Eingabestift oder eine Steuereinrichtung des Geräts erzeugt wird.
  14. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal durch den Eingabestift oder eine Steuereinrichtung des Geräts moduliert wird.
  15. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten analog sind.
  16. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensordaten digital sind.
  17. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Trägersignal in einem einzelnen elektrischen Puls gesendet wird.
  18. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Trägersignal in einer Vielzahl von elektrischen Pulsen gesendet wird.
  19. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät weiterhin ein oder mehrere computerlesbare, nicht-transitorische Speichermedien umfasst, die eine zweite Logik verkörpern, die bei einer Ausführung betrieben werden kann, um das modulierte Trägersignal mit einem zweiten modulierten Trägersignal zu vergleichen, um die Sensordaten zu erhalten.
  20. Speichermedien nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersignal sowohl durch den Eingabestift als auch durch die Steuereinrichtung des Geräts moduliert wird.
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