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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Berührungspositionssensoren und insbesondere eine Vorrichtung, die eine Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts umfasst.
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Die Anmeldung beansprucht die Priorität der Anmeldung US 61/553.114, die hier durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
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Ein Berührungssensor kann die Anwesenheit und den Ort einer Berührung oder der Nähe eines Gegenstands (wie etwa des Fingers eines Nutzers oder eines Eingabestifts) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors, der z. B. über einem Anzeigebildschirm liegt, detektieren. In einer Anwendung für berührungsempfindliche Anzeigen kann der Berührungssensor ermöglichen, dass ein Nutzer mit der Anzeige auf dem Bildschirm direkt anstatt indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad zusammenwirkt. Ein Berührungssensor kann als Teil eines Desktopcomputers, eines Laptopcomputers, eines Tablettcomputers, eines Personal Digital Assistant (PDA), eines Smartphones, einer Satellitennavigationsvorrichtung, eines tragbaren Medienabspielgeräts, einer tragbaren Spielekonsole, eines Kioskcomputers, einer Kassenvorrichtung oder einer anderen geeigneten Vorrichtung befestigt oder vorgesehen sein. Ein Bedienfeld an einem Haushaltsgerät oder an einem einem anderen Gerät kann ebenfalls einen Berührungssensor enthalten.
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Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren wie etwa z. B. resistive Berührungsbildschirme, Oberflächenschallwellen-Berührungsbildschirme und kapazitive Berührungsbildschirme. Die Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls einen Berührungsbildschirm einschließen und umgekehrt. Wenn ein Gegenstand die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in ihre Nähe kommt, kann innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder Nähe eine Kapazitätsänderung auftreten. Ein Berührungssensorcontroller kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihre Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, die eine Spitze eines Eingabestifts, eines oder mehrere Substrate und mehrere Elektroden umfasst, nach Anspruch 1, bzw. durch ein System, das eine Vorrichtung, einen Eingabestift, einen oder mehrere Oberflächenbereiche und mehrere Elektroden umfasst, nach Anspruch 11. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
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1 einen beispielhaften Berührungssensor mit einem beispielhaften Berührungssensorcontroller;
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2 ein beispielhaftes Äußeres eines aktiven Eingabestifts;
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3 ein beispielhaftes Inneres eines aktiven Eingabestifts;
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4 einen beispielhaften aktiven Eingabestift mit Berührungssensorvorrichtung;
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5A eine beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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5B eine frontale Ansicht einer beispielhaften Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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6A eine beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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6B eine frontale Ansicht einer beispielhaften Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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6C eine beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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6D eine frontale Ansicht einer beispielhaften Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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7A eine beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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7B eine frontale Ansicht einer beispielhaften Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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7C eine beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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7D eine frontale Ansicht einer beispielhaften Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts;
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8A eine beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts; und
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8B eine weitere beispielhafte Mehrelektrodenspitze eines aktiven Eingabestifts.
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1 veranschaulicht einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einem beispielhaften Berührungssensorcontroller 12. Der Berührungssensor 10 und der Berührungssensorcontroller 12 können die Anwesenheit und den Ort einer Berührung oder der Nähe eines Gegenstands innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Die Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls sowohl den Berührungssensor als auch seinen Berührungssensorcontroller einschließen. Ähnlich kann die Bezugnahme auf einen Berührungssensorcontroller gegebenenfalls sowohl den Berührungssensorcontroller als auch seinen Berührungssensor einschließen. Der Berührungssensor 10 kann gegebenenfalls einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche enthalten. Der Berührungssensor 10 kann eine Anordnung von Ansteuer- und Erfassungselektroden (oder eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs) enthalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angeordnet sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Im Folgenden kann die Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls sowohl die Elektroden des Berührungssensors als auch das Substrat (die Substrate), auf dem (auf denen) sie angeordnet sind, einschließen. Alternativ kann die Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls die Elektroden des Berührungssensors, aber nicht das Substrat (die Substrate), auf dem (auf denen) sie angeordnet sind, einschließen.
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Eine Elektrode (gleich, ob eine Masseelektrode, eine Schutzelektrode, eine Ansteuerelektrode oder eine Erfassungselektrode) kann ein Bereich eines leitenden Materials sein, der eine Form wie etwa z. B. eine Scheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, eine andere geeignete Form oder eine geeignete Kombination von diesen bildet. Einer oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten des leitenden Materials können (wenigstens teilweise) die Form einer Elektrode erzeugen, und der Bereich der Elektrode kann (wenigstens teilweise) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode näherungsweise 100% des Bereichs mit seiner Form einnehmen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann eine Elektrode aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) bestehen und kann das ITO der Elektrode gegebenenfalls näherungsweise 100% des Bereichs mit seiner Form (gelegentlich als ein Füllgrad von 100% bezeichnet) einnehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode wesentlich weniger als 100% des Bereichs mit seiner Form einnehmen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann eine Elektrode aus feinen Linien aus Metall oder aus einem anderen leitenden Material (FLM) wie etwa z. B. Kupfer, Silber, einem Material auf Kupfer- oder Silbergrundlage bestehen und können die feinen Linien des leitenden Materials in einem schraffierten, netzförmigen oder anderen geeigneten Muster näherungsweise 5 des Bereichs mit seiner Form einnehmen. Die Bezugsnahme auf ein FLM schließt hier gegebenenfalls ein solches Material ein. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Elektroden beschreibt oder veranschaulicht, die aus einem bestimmten leitenden Material bestehen, das bestimmte Formen mit bestimmten Füllprozentsätzen bildet, die bestimmte Muster aufweisen, betrachtet diese Offenbarung beliebige geeignete Elektroden, die aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen, das beliebige geeignete Formen mit beliebigen geeigneten Füllprozentsätzen mit beliebigen geeigneten Mustern bildet.
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Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderen Elemente) eines Berührungssensors insgesamt oder teilweise eines oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Realisierung dieser Formen (wie etwa z. B. die leitenden Materialien, die Füllgrade oder die Muster innerhalb der Formen) können insgesamt oder teilweise eines oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Eines oder mehrere Makromerkmale eines Berührungssensors können eine oder mehrere Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen, und eines oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eines oder mehrere optische Merkmale des Berührungssensors wie etwa den Transmissionsgrad, den Brechungsindex oder den Reflexionsgrad bestimmen.
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Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitende Material, das die Ansteuer- oder Erfassungselektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. Beispielhaft und nicht einschränkend kann der mechanische Stapel eine erste Schicht eines optisch durchsichtigen Haftmittels (OCA) unter einer Abdeckplatte enthalten. Die Abdeckplatte kann durchsichtig sein und aus einem elastischen Material, das für die wiederholte Berührung geeignet ist, wie etwa z. B. Glas, Polycarbonat oder Poly(methylmethacrylat) (PMMA) bestehen. Diese Offenbarung betrachtet eine beliebige geeignete Abdeckplatte, die aus einem beliebigen geeigneten Material besteht. Die erste Schicht OCA kann zwischen der Abdeckplatte und dem Substrat angeordnet sein, wobei das leitende Material die Ansteuer- oder Erfassungselektroden bildet. Außerdem kann der mechanische Stapel eine zweite Schicht OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder aus einem anderen geeigneten Material ähnlich dem Substrat bestehen kann, wobei das leitende Material die Ansteuer- oder Erfassungselektroden bildet) enthalten. Alternativ kann gegebenenfalls anstelle der zweiten Schicht OCA und der dielektrischen Schicht eine dünne Beschichtung eines dielektrischen Materials aufgetragen sein. Die zweite Schicht OCA kann zwischen dem Substrat angeordnet sein, wobei das leitende Material die Ansteuer- oder Erfassungselektroden und die dielektrische Schicht ergibt, und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht OCA und einem Luftspalt zu einer Anzeige der Vorrichtung, die den Berührungssensor 10 und den Berührungssensorcontroller 12 enthält, angeordnet sein. Nur beispielhaft und nicht einschränkend kann die Abdeckplatte eine Dicke von näherungsweise 1 mm aufweisen, kann die erste Schicht OCA eine Dicke von näherungsweise 0,05 mm aufweisen, kann das Substrat mit dem leitenden Material, das die Ansteuer- oder Erfassungselektroden bildet, eine Dicke von näherungsweise 0,05 mm aufweisen, kann die zweite Schicht OCA eine Dicke von näherungsweise 0,05 mm aufweisen und kann die dielektrische Schicht eine Dicke von näherungsweise 0,05 mm aufweisen. Obwohl diese Offenbarung einen bestimmten mechanischen Stapel mit einer bestimmten Anzahl bestimmter Schichten beschreibt, die aus bestimmten Materialien bestehen und bestimmte Dicken aufweisen, betrachtet diese Offenbarung einen beliebigen geeigneten mechanischen Stapel mit einer beliebigen geeigneten Anzahl beliebiger geeigneter Schichten, die aus beliebigen geeigneten Materialien bestehen und beliebige geeignete Dicken aufweisen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht Klebemittel oder Dielektrikum die dielektrische Schicht, die zweite Schicht OCA und den oben beschriebenen Luftspalt ersetzen, wobei es keinen Luftspalt zu der Anzeige gibt.
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Einer oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder aus einem anderen geeigneten Material bestehen. Diese Offenbarung betrachtet ein beliebiges geeignetes Substrat, wobei beliebige geeignete Abschnitte aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Erfassungselektroden im Berührungssensor 10 insgesamt oder teilweise aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Erfassungselektroden im Berührungssensor 10 aus feinen Linien aus Metall oder einem anderen leitenden Material bestehen. Beispielhaft und nicht einschränkend können einer oder mehrere Abschnitte des leitenden Materials Kupfer oder ein Material auf Kupfergrundlage sein und eine Dicke von näherungsweise höchstens 5 μm und eine Breite von näherungsweise höchstens 10 μm aufweisen. Als ein weiteres Beispiel können einer oder mehrere Abschnitte des leitenden Materials Silber oder ein Material auf Silbergrundlage sein und ähnlich eine Dicke von näherungsweise höchstens 5 μm und eine Breite von näherungsweise höchstens 10 μm aufweisen. Diese Offenbarung betrachtet beliebige geeignete Elektroden, die aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen.
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Mit dem Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung realisiert werden. In einer Gegenkapazitätsrealisierung kann der Berührungssensor 10 eine Anordnung aus Ansteuer- und Erfassungselektroden enthalten, die eine Anordnung kapazitiver Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Erfassungselektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und die Erfassungselektrode, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahe kommen, ohne einen elektrischen Kontakt zueinander herzustellen. Stattdessen können die Ansteuer- und die Erfassungselektrode über einen Zwischenraum zwischen sich kapazitiv miteinander gekoppelt sein.
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Eine (durch den Berührungssensorcontroller 12) an die Ansteuerelektrode angelegte Impuls- oder Wechselspannung kann auf der Erfassungselektrode eine Ladung erzeugen, wobei die Menge der erzeugten Ladung empfindlich für einen äußeren Einfluss (wie etwa eine Berührung oder die Nähe eines Gegenstands) sein kann. Wenn ein Gegenstand den kapazitiven Knoten berührt oder in seine Nähe gelangt, kann bei dem kapazitiven Knoten eine Kapazitätsänderung auftreten, wobei der Berührungssensorcontroller 12 die Kapazitätsänderung messen kann. Durch Messen der Kapazitätsänderungen über die gesamte Anordnung kann der Berührungssensorcontroller 12 die Position der Berührung oder Nähe innerhalb des einen oder der mehreren berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsrealisierung kann der Berührungssensor 10 eine Anordnung von Elektroden eines einzelnen Typs enthalten, die jeweils einen kapazitiven Knoten bilden können. Wenn ein Gegenstand den kapazitiven Knoten berührt oder in seine Nähe gelangt, kann bei dem kapazitiven Knoten eine Änderung der Eigenkapazität auftreten und kann der Controller 12 die Kapazitätsänderung z. B. als eine Änderung der zum Erhöhen der Spannung bei dem kapazitiven Knoten um einen vorgegebenen Betrag erforderlichen Ladungsmenge messen. Wie bei einer Gegenkapazitätsrealisierung kann der Controller 12 durch Messen von Kapazitätsänderungen über die gesamte Anordnung die Position der Berührung oder Nähe des einen oder der mehreren berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen. Diese Offenbarung betrachtet gegebenenfalls eine beliebige geeignete Form der kapazitiven Berührungserfassung.
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In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen geeigneten Orientierung verläuft. Ähnlich können eine oder mehrere Erfassungselektroden zusammen eine Erfassungsleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in einer beliebigen geeigneten Orientierung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Erfassungsleitungen verlaufen. Die Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann hier eine oder mehrere Ansteuerelektroden, die die Ansteuerleitung ergeben, und gegebenenfalls umgekehrt einschließen. Ähnlich kann die Bezugnahme auf eine Erfassungsleitung eine oder mehrere Erfassungselektroden, die die Erfassungsleitung ergeben, und gegebenenfalls umgekehrt einschließen.
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Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Erfassungselektroden aufweisen, die in einem Muster auf einer Seite eines einzelnen Substrats angeordnet sind. In einer solchen Konfiguration können ein Paar Ansteuer- und Erfassungselektroden, die über einen Zwischenraum zwischen sich kapazitiv miteinander gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Für eine Eigenkapazitätsrealisierung können Elektroden nur eines einzelnen Typs in einem Muster auf einem einzelnen Substrat angeordnet sein. Außerdem oder alternativ dazu, dass Ansteuer- und Erfassungselektroden in einem Muster auf einer Seite eines einzelnen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Erfassungselektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, aufweisen. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Erfassungselektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind, aufweisen. In solchen Konfigurationen kann ein Schnittpunkt einer Ansteuerelektrode und einer Erfassungselektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Ein solcher Schnittpunkt kann ein Ort sein, an dem sich die Ansteuerelektrode und die Erfassungselektrode ”kreuzen” oder in ihren jeweiligen Ebenen am nächsten kommen. Die Ansteuer- und die Erfassungselektroden bilden an dem Schnittpunkt keinen elektrischen Kontakt miteinander – stattdessen sind sie über ein Dielektrikum kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Konfigurationen bestimmter Elektroden beschreibt, die bestimmte Knoten bilden, betrachtet diese Offenbarung eine beliebige geeignete Konfiguration beliebiger geeigneter Elektroden, die beliebige geeignete Knoten bilden. Darüber hinaus betrachtet diese Offenbarung beliebige geeignete Elektroden, die in einer beliebigen geeigneten Anzahl auf beliebigen geeigneten Substraten in beliebigen geeigneten Mustern angeordnet sind.
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Wie oben beschrieben wurde, kann eine Kapazitätsänderung bei einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- oder Näheeingabe an der Position des kapazitiven Knotens angeben. Der Berührungssensorcontroller 12 kann die Kapazitätsänderung detektieren und verarbeiten, um die Anwesenheit und den Ort der Berührungs- oder Näheeingabe zu bestimmen. Daraufhin kann der Berührungssensorcontroller 12 Informationen über die Berührungs- oder Näheeingabe an eine oder mehrere andere Komponenten (wie etwa eine oder mehrere Zentraleinheiten (CPUs)) einer Vorrichtung, die den Berührungssensor 10 und den Berührungssensorcontroller 12 enthält, übermitteln, die auf die Berührungs- oder Näheeingabe durch Initiieren einer Funktion der Vorrichtung (oder einer in der Vorrichtung ausgeführten Anwendung) ansprechen kann. Obwohl diese Offenbarung einen bestimmten Berührungssensorcontroller mit einer bestimmten Funktionalität in Bezug auf eine bestimmte Vorrichtung und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, betrachtet diese Offenbarung einen beliebigen geeigneten Berührungssensorcontroller mit einer beliebigen geeigneten Funktionalität in Bezug auf eine beliebige geeignete Vorrichtung und einen beliebigen geeigneten Berührungssensor.
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Der Berührungssensorcontroller 12 kann eine oder mehrere integrierte Schaltungen (ICs) wie etwa z. B. Universalmikroprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare Logikvorrichtungen (PLDs) oder programmierbare Logikanordnungen (PLAs) oder anwendungsspezifische ICs (ASICs) sein. In bestimmten Ausführungsformen umfasst der Berührungssensorcontroller 12 eine analoge Schaltungsanordnung, eine digitale Logik und einen digitalen nicht flüchtigen Arbeitsspeicher. In bestimmten Ausführungsformen ist der Berührungssensorcontroller 12 auf einer flexiblen Leiterplatte (FPC) angeordnet, die wie im Folgenden beschrieben mit dem Substrat des Berührungssensors 10 kontaktiert ist. Die FPC kann gegebenenfalls aktiv oder passiv sein.
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In bestimmten Ausführungsformen sind mehrere Berührungssensorcontroller 12 auf der FPC angeordnet. Der Berührungssensorcontroller 12 kann eine Prozessoreinheit, eine Ansteuereinheit, eine Erfassungseinheit und eine Speichereinheit enthalten. Die Ansteuereinheit kann den Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 Ansteuersignale zuführen. Die Erfassungseinheit kann die Ladung bei den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und an die Prozessoreinheit Messsignale liefern, die die Kapazitäten bei den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Prozessoreinheit kann die Zufuhr von Ansteuersignalen zu den Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Erfassungseinheit verarbeiten, um die Anwesenheit und den Ort einer Berührungs- oder Näheeingabe innerhalb des einen oder der mehreren berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Außerdem kann die Prozessoreinheit Änderungen der Position einer Berührungs- oder Näheeingabe innerhalb des einen oder der mehreren berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 nachführen. Die Speichereinheit kann Programme für die Ausführung durch die Prozessoreinheit einschließlich Programmen zum Steuern der Ansteuereinheit zum Zuführen von Ansteuersignalen zu den Ansteuerelektroden, Programmen zum Verarbeiten von Messsignalen von der Erfassungseinheit und gegebenenfalls andere geeignete Programme speichern. Obwohl diese Offenbarung einen bestimmten Berührungssensorcontroller mit einer bestimmten Realisierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, betrachtet diese Offenbarung einen beliebigen geeigneten Berührungssensorcontroller mit einer beliebigen geeigneten Realisierung mit beliebigen geeigneten Komponenten.
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Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Bahnen 14 aus leitendem Material können die Ansteuer- oder Erfassungselektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen 16 koppeln, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie im Folgenden beschrieben ist, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Kopplung der Bahnen 14 mit dem Berührungssensorcontroller 12. Die Bahnen 14 können in oder um den einen oder die mehreren berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 (z. B. an deren Kanten) verlaufen. Bestimmte Bahnen 14 können Ansteuerverbindungen zum Koppeln des Berührungssensorcontrollers 12 mit Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 bereitstellen, über die die Ansteuereinheit des Berührungssensorcontrollers 12 den Ansteuerelektroden Ansteuersignale zuführen kann. Andere Bahnen 14 können Erfassungsverbindungen zum Koppeln des Berührungssensorcontrollers 12 mit Erfassungselektroden des Berührungssensors 10 bereitstellen, über die die Erfassungseinheit des Berührungssensorcontrollers 12 die Ladung bei den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Bahnen 14 können aus feinen Linien aus Metall oder aus einem anderen leitenden Material bestehen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann das leitende Material der Bahnen 14 Kupfer oder ein Material auf Kupfergrundlage sein und eine Breite von näherungsweise höchstens 100 μm aufweisen. Als ein weiteres Beispiel kann das leitende Material der Bahnen 14 Silber oder ein Material auf Silbergrundlage sein und eine Breite von näherungsweise höchstens 100 μm aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen können die Bahnen 14 zusätzlich oder alternativ zu feinen Linien aus Metall oder aus einem anderen leitenden Material insgesamt oder teilweise aus ITO bestehen. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Bahnen beschreibt, die aus bestimmten Materialien mit bestimmten Breiten bestehen, betrachtet diese Offenbarung beliebige geeignete Bahnen, die aus beliebigen geeigneten Materialien mit beliebigen geeigneten Breiten bestehen, Zusätzlich zu den Bahnen 14 kann der Berührungssensor 10 eine oder mehrere Masseleitungen enthalten, die (ähnlich den Bahnen 14) an einem Rand des Substrats des Berührungssensors 10 bei einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) enden.
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Die Anschlussflächen 16 können außerhalb des einen oder der mehreren berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 entlang einem oder mehrerer Ränder des Substrats angeordnet sein. Wie oben beschrieben ist, kann der Berührungssensorcontroller 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus demselben Material wie die Bahnen 14 bestehen und unter Verwendung einer anisotropen leitenden Lage (ACF) mit der FPC kontaktiert sein. Die Verbindung 18 kann leitende Linien auf der FPC, die den berührungsempfindlichen Controller 12 mit den Anschlussflächen 16 koppen, die den Berührungssensorcontroller 12 wiederum mit den Bahnen 14 und mit den Ansteuer- oder Erfassungselektroden des Berührungssensors 10 koppeln, enthalten. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie etwa einem kraftfrei einzuführenden Draht-Platinen-Verbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform braucht die Verbindung 18 keine FPC zu enthalten. Diese Offenbarung betrachtet eine beliebige geeignete Verbindung 18 zwischen dem Berührungssensorcontroller 12 und dem Berührungssensor 10.
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2 veranschaulicht ein beispielhaftes Äußeres eines beispielhaften aktiven Eingabestifts 20. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Komponenten wie etwa Druckknöpfe 30 oder Schiebeelemente 32 und 34, die mit einem Außenkörper 22 integriert sind, enthalten. Diese Außenkomponenten können eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Nutzer oder zwischen einer Vorrichtung und einem Nutzer bereitstellen. Beispielhaft und nicht einschränkend können Interaktionen die Kommunikation zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer Vorrichtung, die die Funktionalität des aktiven Eingabestifts 20 oder einer Vorrichtung freigibt oder ändert oder eine Rückkopplung zu einem oder mehreren Nutzern liefert oder eine Eingabe von ihnen annimmt, enthalten. Die Vorrichtung kann eine beliebige geeignete Vorrichtung wie etwa z. B. und nicht einschränkend ein Desktopcomputer, ein Laptopcomputer, ein Tablettcomputer, ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Smartphone, eine Satellitennavigationsvorrichtung, ein tragbares Medienabspielgerät, eine tragbare Spielekonsole, ein Kioskcomputer, eine Kassenvorrichtung oder eine andere geeignete Vorrichtung sein. Obwohl diese Offenbarung spezifische Beispiele bestimmter Komponenten bereitstellt, die zum Bereitstellen bestimmter Interaktionen konfiguriert sind, betrachtet diese Offenbarung eine beliebige geeignete Komponente, die zum Bereitstellen einer beliebigen geeigneten Interaktion konfiguriert ist. Der aktive Eingabestift 20 kann beliebige geeignete Dimensionen aufweisen, wobei der Außenkörper 22 aus einem beliebigen geeigneten Material oder aus einer beliebigen geeigneten Kombination von Materialien wie etwa z. B. und nicht einschränkend Kunststoff oder Metall bestehen kann. In bestimmten Ausführungsformen können die Außenkomponenten (z. B. 30 oder 32) des aktiven Eingabestifts 20 mit Innenkomponenten oder mit Programmen des aktiven Eingabestifts 20 zusammenwirken oder eine oder mehrere Interaktionen mit einer oder mehreren Vorrichtungen oder anderen aktiven Eingabestiften 20 initiieren.
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Wie oben beschrieben wurde, kann das Betätigen einer oder mehrerer bestimmter Komponenten eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Nutzer oder zwischen der Vorrichtung und dem Nutzer initiieren. Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 können einen oder mehrere Druckknöpfe 30 oder ein oder mehrere Schiebeelemente 32 und 34 enthalten. Beispielhaft und nicht einschränkend können die Druckknöpfe 30 oder die Schiebeelemente 32 und 34 mechanisch oder kapazitiv sein und als eine Rolle, als ein Trackball oder als ein Rad fungieren. Als ein weiteres Beispiel können ein oder mehrere Schiebeelemente 32 oder 34 als ein vertikales Schiebeelement 34 fungieren, das entlang einer Längsachse ausgerichtet ist, während ein oder mehrere Radschiebeelemente 32 entlang des Umfangs des aktiven Eingabestifts 20 ausgerichtet sein können. In bestimmten Ausführungsformen können kapazitive Schiebeelemente 32 und 34 oder Druckknöpfe 30 unter Verwendung einer oder mehrerer berührungsempfindlicher Bereiche realisiert sein. Die berührungsempfindlichen Bereiche können eine beliebige geeignete Form, beliebige geeignete Dimensionen, einen beliebigen geeigneten Ort aufweisen oder aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen. Beispielhaft und nicht einschränkend können die Schiebeelemente 32 und 34 oder die Druckknöpfe 30 unter Verwendung von Bereichen aus einem flexiblen Gitter realisiert sein, das unter Verwendung von Linien aus einem leitenden Material gebildet ist. Als ein weiteres Beispiel können die Schiebeelemente 32 und 34 oder die Druckknöpfe 30 unter Verwendung einer FPC realisiert sein.
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Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Komponenten aufweisen, die dafür konfiguriert sind, eine Rückkopplung wie etwa beispielhaft und nicht einschränkend eine Tastrückkopplung, eine Sichtrückkopplung oder Hörrückkopplung für einen Nutzer bereitzustellen oder von ihm anzunehmen. Der aktive Eingabestift 20 kann an seinem Außenkörper 22 eine oder mehrere Erhöhungen oder Rillen 24 enthalten. Die Erhöhungen oder Rillen 24 können beliebige geeignete Dimensionen aufweisen, einen beliebigen geeigneten Abstand zwischen den Erhöhungen oder Rillen aufweisen oder sich an einem beliebigen geeigneten Bereich an dem Außenkörper 22 des aktiven Eingabestifts 20 befinden. Beispielhaft und nicht einschränkend können die Erhöhungen 24 die Griffigkeit eines Nutzers an dem Außenkörper 22 des aktiven Eingabestifts 20 verbessern oder einer Tastrückkopplung für den Nutzer bereitstellen oder eine Tasteingabe von ihm annehmen. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Audiokomponenten 38 enthalten, die Audiosignale senden oder empfangen können. Beispielhaft und nicht einschränkend kann die Audiokomponente 38 ein Mikrophon enthalten, das die Stimmen eines oder mehrerer Nutzer aufzeichnen oder senden kann. Als ein weiteres Beispiel kann die Audiokomponente 38 eine hörbare Angabe eines Stromversorgungsstatus des aktiven Eingabestifts 20 bereitstellen. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Sichtrückkopplungskomponenten 36 wie etwa einen Lichtemitterdiodenindikator (LED-Indikator) enthalten. Beispielhaft und nicht einschränkend kann die Sichtkopplungskomponente 36 einen Stromversorgungsstatus des aktiven Eingabestifts 20 für den Nutzer angeben.
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Einer oder mehrere modifizierte Oberflächenbereiche 40 können eine oder mehrere Komponenten an dem Außenkörper 22 des aktiven Eingabestifts 20 bilden. Die Eigenschaften der modifizierten Oberflächenbereiche 40 können sich von den Eigenschaften der restlichen Oberfläche des Außenkörpers 22 unterscheiden. Beispielhaft und nicht einschränkend kann der modifizierte Oberflächenbereich 40 in der Weise modifiziert sein, dass er gegenüber den Oberflächeneigenschaften des Rests des Außenkörpers 22 andere Textureigenschaften, Temperatureigenschaften oder elektromagnetische Eigenschaften aufweist. Der modifizierte Oberflächenbereich 40 kann seine Eigenschaften z. B. unter Verwendung haptischer Schnittstellen oder von Rendering-Techniken dynamisch ändern. Ein Nutzer kann mit dem modifizierten Oberflächenbereich 40 zusammenwirken, um eine beliebige geeignete Funktionalität bereitzustellen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann das Ziehen eines Fingers über den modifizierten Oberflächenbereich 40 eine Interaktion wie etwa eine Datenübertragung zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer Vorrichtung initiieren.
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Eine oder mehrere Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 können so konfiguriert sein, dass sie zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und der Vorrichtung Daten übermitteln. Beispielhaft kann der aktive Eingabestift 20 eine oder mehrere Spitzen 26 oder Nasen enthalten. Die Spitze 26 kann eine oder mehrere Elektroden enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer oder mehreren Vorrichtungen oder anderen aktiven Eingabestiften Daten übermitteln. Die Spitze 26 kann aus einem beliebigen geeigneten Material wie etwa aus einem leitenden Material bestehen und beliebige geeignete Dimensionen wie etwa z. B. einen Durchmesser an ihrem Ende von höchstens 1 mm aufweisen. Der aktive Eingabestift 20 kann einen oder mehrere Anschlüsse 28 enthalten, die sich an einem beliebigen geeigneten Ort an dem Außenkörper 22 des aktiven Eingabestifts 20 befinden. Der Anschluss 28 kann so konfiguriert sein, dass er Signale oder Informationen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer oder mehrerer Vorrichtungen oder Leistungsquellen überträgt. Der Anschluss 28 kann durch eine beliebige geeignete Technologie wie etwa z. B. über einen Universal Serial Bus (USB) oder über Ethernet-Verbindungen Signale oder Informationen übertragen. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Konfiguration bestimmter Komponenten mit bestimmten Orten, bestimmten Dimensionen, einer bestimmten Zusammensetzung und einer bestimmten Funktionalität beschreibt und veranschaulicht, betrachtet diese Offenbarung eine beliebige geeignete Konfiguration geeigneter Komponenten mit beliebigen geeigneten Orten, beliebigen geeigneten Dimensionen, einer beliebigen geeigneten Zusammensetzung und einer beliebigen geeigneten Funktionalität in Bezug auf den aktiven Eingabestift 20.
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3 veranschaulicht beispielhafte Innenkomponenten eines beispielhaften aktiven Eingabestifts 20. Der aktive Eingabestift 20 kann eine oder mehrere Innenkomponenten wie etwa einen Controller 50, Sensoren 42, einen Arbeitsspeicher 44 oder eine Leistungsquelle 48 enthalten. In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Innenkomponenten so konfiguriert sein, dass sie eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Nutzer oder zwischen einer Vorrichtung und einem Nutzer bereitstellen. In anderen bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Innenkomponenten zusammen mit einer oder mehreren oben beschriebenen Außenkomponenten dafür konfiguriert sein, eine Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einem Nutzer oder zwischen einer Vorrichtung und einem Nutzer bereitzustellen. Beispielhaft und nicht einschränkend können die Interaktionen eine Kommunikation zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer Vorrichtung enthalten, die die Funktionalität des aktiven Eingabestifts 20 oder einer Vorrichtung ermöglicht oder ändert oder eine Rückkopplung für einen oder mehrere Nutzer bereitstellt oder eine Eingabe von einem oder mehreren Nutzern annimmt.
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Der Controller 50 kann ein Mikrocontroller oder ein beliebiger anderer zum Steuern des Betriebs des aktiven Eingabestifts 20 geeigneter Prozessortyp sein. Der Controller 50 kann eine oder mehrere ICs wie etwa beispielhaft Universalmikroprozessoren, Mikrocontroller, PLDs, PLAs oder ASICs sein. Der Controller 50 kann eine Prozessoreinheit, eine Ansteuereinheit, eine Erfassungseinheit und eine Speichereinheit enthalten. Die Ansteuereinheit kann den Elektroden der Spitze 26 über einen Mittelschaft 41 Signale zuführen. Die Ansteuereinheit kann ebenfalls Signale zum Steuern oder Ansteuern von Sensoren 42 oder einer oder mehrerer externer Komponenten des aktiven Eingabestifts 20 zuführen. Die Erfassungseinheit kann durch die Elektroden der Spitze 26 empfangene Signale über den Mittelschaft 41 erfassen und Messsignale, die eine Eingabe von einer Vorrichtung repräsentieren, an die Prozessoreinheit liefern. Die Erfassungseinheit kann außerdem durch die Sensoren 42 oder durch eine oder mehrere externe Komponenten erzeugte Signale erfassen und an die Prozessoreinheit Messsignale liefern, die eine Eingabe von einem Nutzer repräsentieren. Die Prozessoreinheit kann die Zufuhr von Signalen zu den Elektroden der Spitze 26 steuern und Messsignale von der Erfassungseinheit verarbeiten, um eine Eingabe von der Vorrichtung zu detektieren und zu verarbeiten. Außerdem kann die Prozessoreinheit Messsignale von den Sensoren 42 oder von einer oder von mehreren externen Komponenten verarbeiten. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Prozessoreinheit einschließlich Programmen zum Steuern der Ansteuereinheit zum Zuführen von Signalen zu den Elektroden der Spitze 26, Programme zum Verarbeiten von Messsignalen von der Erfassungseinheit, die einer Eingabe von der Vorrichtung entsprechen, Programme für die Verarbeitung von Messsignalen von den Sensoren 42 oder von externen Komponenten zum Initiieren einer vorgegebenen Funktion oder einer durch den aktiven Eingabestift 20 oder durch die Vorrichtung auszuführenden Geste oder gegebenenfalls andere geeignete Programme speichern. Beispielhaft und nicht einschränkend können die durch den Controller 50 ausgeführten Programme von der Erfassungseinheit empfangene Signale elektronisch filtern. Obwohl diese Offenbarung einen bestimmten Controller 50 mit einer bestimmten Realisierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, betrachtet diese Offenbarung einen beliebigen geeigneten Controller mit einer beliebigen geeigneten Realisierung mit beliebigen geeigneten Komponenten.
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In bestimmten Ausführungsformen kann der aktive Eingabestift 20 einen oder mehrere Sensoren 42 wie etwa Berührungssensoren, Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Kontaktsensoren oder einen beliebigen anderen Sensortyp, der Daten über die Umgebung, in der der aktive Eingabestift 20 arbeitet, detektieren oder messen kann, enthalten. Die Sensoren 42 können eine oder mehrere Eigenschaften des aktiven Eingabestifts 20 wie etwa eine Beschleunigung oder Bewegung, eine Orientierung, einen Kontakt, einen Druck auf den Außenkörper 22, eine Kraft auf die Spitze 26, eine Schwingung oder eine beliebige andere geeignete Eigenschaft des aktiven Eingabestifts 20 detektieren und messen. Beispielhaft und nicht einschränkend können die Sensoren 42 mechanisch, elektronisch oder kapazitiv realisiert sein. Wie oben beschrieben ist, können die durch die Sensoren 42 detektierten oder gemessenen und an den Controller 50 übermittelten Daten eine vorgegebene Funktion oder Geste initiieren, die durch den aktiven Eingabestift 20 oder durch die Vorrichtung ausgeführt werden soll. In bestimmten Ausführungsformen können die durch die Sensoren 42 detektierten oder empfangenen Daten im Arbeitsspeicher 44 gespeichert werden. Der Arbeitsspeicher 44 kann eine beliebige zum Speichern von Daten im aktiven Eingabestift 20 geeignete Form eines Arbeitsspeichers sein. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann der Controller 50 auf im Arbeitsspeicher 44 gespeicherte Daten zugreifen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann der Arbeitsspeicher 44 Programme zur Ausführung durch die Prozessoreinheit des Controllers 50 speichern. Als ein weiteres Beispiel können durch die Sensoren 42 gemessene Daten durch den Controller 50 verarbeitet und im Arbeitsspeicher 44 gespeichert werden.
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Die Leistungsquelle 48 kann ein beliebiger Typ einer Quelle für gespeicherte Energie einschließlich elektrischer oder chemischer Energiequellen, die für die Stromversorgung des Betriebs des aktiven Eingabestifts 20 geeignet sind, sein. In bestimmten Ausführungsformen kann die Leistungsquelle 48 durch Energie von einem Nutzer oder von einer Vorrichtung geladen werden. Beispielhaft und nicht einschränkend kann die Leistungsquelle 48 eine nachladbare Batterie sein, die durch am aktiven Eingabestift 20 erzeugte Bewegung geladen werden kann. In anderen bestimmten Ausführungsformen kann die Leistungsquelle 48 des aktiven Eingabestifts 20 Leistung an die Vorrichtung liefern oder von ihr empfangen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann Leistung zwischen der Leistungsquelle 48 und einer Leistungsquelle der Vorrichtung induktiv übertragen werden.
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4 veranschaulicht einen beispielhaften aktiven Eingabestift 20 mit einer beispielhaften Vorrichtung 52. Die Vorrichtung 52 kann eine Anzeige (nicht gezeigt) und einen Berührungssensor mit einem berührungsempfindlichen Bereich 54 aufweisen. Die Anzeige der Vorrichtung 52 kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine LED-Anzeige, eine LCD mit LED-Hintergrundbeleuchtung oder eine andere geeignete Anzeige sein und kann durch eine Abdeckplatte und durch ein Substrat (und durch die Ansteuer- und Erfassungselektroden des auf ihr angeordneten Berührungssensors) der Vorrichtung 52 sichtbar sein. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Vorrichtungsanzeige und bestimmte Anzeigetypen beschreibt, betrachtet sie eine beliebige geeignete Vorrichtungsanzeige und beliebige geeignete Anzeigetypen.
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Die Elektronik der Vorrichtung 52 kann die Funktionalität der Vorrichtung 52 bereitstellen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann die Elektronik der Vorrichtung 52 eine Schaltungsanordnung oder andere Elektronik zur drahtlosen Kommunikation zu oder von der Vorrichtung 52, zum Ausführen von Programmen in der Vorrichtung 52, zum Erzeugen graphischer oder anderer Nutzerschnittstellen (UIs) für die Anzeige der Vorrichtung 52 zum Anzeigen für einen Nutzer, zum Managen der Leistung für die Vorrichtung 52 von einer Batterie oder anderen Leistungsquelle, zum Aufnehmen von Standbildern, zum Aufzeichnen von Video, eine andere geeignete Funktionalität oder eine beliebige geeignete Kombination von diesen enthalten. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Vorrichtungselektronik beschreibt, die eine bestimmte Funktionalität einer bestimmten Vorrichtung bereitstellt, betrachtet diese Offenbarung eine beliebige geeignete Vorrichtungselektronik, die eine beliebige geeignete Funktionalität einer beliebigen geeigneten Vorrichtung bereitstellt.
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In bestimmten Ausführungsformen können der aktive Eingabestift 20 und die Vorrichtung 52 vor der Übermittlung von Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und der Vorrichtung 52 synchronisiert werden. Beispielhaft und nicht einschränkend kann der aktive Eingabestift 20 über eine vorgegebene Bitsequenz, die durch den Berührungssensor der Vorrichtung 52 gesendet wird, mit der Vorrichtung synchronisiert werden. Als ein weiteres Beispiel kann der aktive Eingabestift 20 durch Verarbeiten des durch die Ansteuerelektroden des Berührungssensors der Vorrichtung 52 gesendeten Ansteuersignals mit der Vorrichtung synchronisiert werden. Der aktive Eingabestift 20 kann mit der Vorrichtung 52 zusammenwirken oder kommunizieren, wenn er mit dem berührungsempfindlichen Bereich 54 des Berührungssensors der Vorrichtung 52 in Kontakt oder in seine Nähe gebracht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und der Vorrichtung 52 kapazitiv oder induktiv erfolgen. Beispielhaft und nicht einschränkend können durch den aktiven Eingabestift 20 erzeugte Signale kapazitive Knoten des berührungsempfindlichen Bereichs der Vorrichtung 52 beeinflussen oder umgekehrt, wenn der aktive Eingabestift 20 mit dem berührungsempfindlichen Bereich 54 der Vorrichtung 52 in Kontakt oder in seine Nähe gebracht wird. Als ein weiteres Beispiel kann die Leistungsquelle des aktiven Eingabestifts 20 über den Berührungssensor der Vorrichtung 52 induktiv geladen werden oder umgekehrt. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Interaktionen und Kommunikationen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und der Vorrichtung 52 beschreibt, betrachtet sie beliebige geeignete Interaktionen und Kommunikationen über beliebige geeignete Mittel wie etwa mechanische Kräfte, Strom, Spannung oder elektromagnetische Felder.
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In bestimmten Ausführungsformen kann das Messsignal von den Sensoren des aktiven Eingabestifts 20 wie oben beschrieben Interaktionen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer oder mehreren Vorrichtungen 52 oder einem oder mehreren Nutzern initiieren, bereitstellen oder beenden. Die Interaktion zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und der Vorrichtung 52 kann stattfinden, wenn der aktive Eingabestift 20 mit der Vorrichtung 52 in Kontakt oder in ihrer Nähe ist. Beispielhaft und nicht einschränkend kann ein Nutzer eine Geste oder Folge von Gesten wie etwa das Schütteln oder Umdrehen des aktiven Eingabestifts 20, während dieser über dem obigen berührungsempfindlichen Bereich 54 der Vorrichtung 52 schwebt, ausführen. Der aktive Eingabestift 20 kann auf der Grundlage der mit ihm ausgeführten Geste mit der Vorrichtung 52 zusammenwirken, um eine vorgegebene Funktion wie etwa das Authentisieren eines dem aktiven Eingabestift 20 oder der Vorrichtung 52 zugeordneten Nutzers zu initiieren. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Bewegungen beschreibt, die bestimmte Typen von Interaktionen zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und der Vorrichtung 52 bereitstellen, betrachtet diese Offenbarung eine beliebige geeignete Bewegung, die eine beliebige geeignete Interaktion auf eine beliebige geeignete Weise beeinflusst.
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5A veranschaulicht eine beispielhafte Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. Die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts kann eine oder mehrere Elektroden 60, 62 und 64 enthalten, die zum Übermitteln von Daten zwischen dem aktiven Eingabestift 20 und einer oder mehreren Vorrichtungen oder anderen aktiven Eingabestiften konfiguriert sind. Die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts kann weitere Komponenten oder weitere Funktionalität enthalten, die in den 5, 6, 7 oder 8 nicht dargestellt sind. Beispielhaft kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts einen oder mehrere mechanische Schalter enthalten, die betätigt werden können, um die Konnektivität einer oder mehrerer Elektroden in der Spitze physikalisch zu schalten. Als ein weiteres Beispiel kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts eine Logik einschließlich z. B. eines Multiplexers enthalten. Als ein abermals weiteres Beispiel kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts elektrische oder elektronische Schaltungselemente einschließlich beispielsweise eines Operationsverstärkers enthalten.
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Beispielhaft und nicht einschränkend kann eine Elektrode in einer Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts eine Masseelektrode, eine Schutzelektrode, eine Ansteuerelektrode oder eine Erfassungselektrode sein. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts aus leitendem Material oder aus resistivem Material bestehen. Die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts können jeweils ein Bereich aus leitendem Material sein, der eine Form wie etwa beispielsweise eine Scheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, andere geeignete Formen oder eine geeignete Kombination von diesen bildet. Einer oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten aus leitendem Material können (wenigstens teilweise) die Form einer Elektrode erzeugen, wobei der Bereich der Form (wenigstens teilweise) durch diese Schnitte begrenzt sein kann. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode näherungsweise 100% des Bereichs mit seiner Form einnehmen.
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Beispielhaft und nicht einschränkend kann eine Elektrode aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) bestehen und kann das ITO der Elektrode gegebenenfalls näherungsweise 100% des Bereichs mit seiner Form einnehmen. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitende Material einer Elektrode wesentlich weniger als 100% des Bereichs mit seiner Form einnehmen. Beispielhaft und nicht einschränkend kann eine Elektrode aus feinen Linien aus Metall oder aus einem anderen leitenden Material (wie etwa z. B. Kupfer, Silber oder einem Material auf Kupfer- oder Silbergrundlage) bestehen und können die feinen Linien aus leitendem Material in einem Schraffur-, Gitter- oder anderen geeigneten Muster wesentlich weniger als 100% des Bereichs mit seiner Form einnehmen. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts auf einer Oberfläche der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts oder in einem Gebiet in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts angeordnet sein. In bestimmten Ausführungsformen können die Elektroden auf einem oder auf mehreren Substraten der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts angeordnet sein. Beispielhaft kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts mehrere Substrate enthalten, wobei jedes Substrat eine auf ihm angeordnete Elektrode aufweisen kann. Als ein weiteres Beispiel kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts mehrere Substrate enthalten, wobei jedes Substrat mehrere auf ihm angeordnete Elektroden aufweisen kann. Die Substrate können in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts auf eine beliebige geeignete Weise angeordnet sein, einschließlich dessen, dass die Substrate jeweils eine (auf anderen Substraten oder Schichten liegende) Schicht auf der Oberfläche der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts sein können. Als ein weiteres Beispiel kann eine Elektrode in einem Substrat angeordnet (z. B. darin eingebettet) sein. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Elektroden beschreibt oder veranschaulicht, die aus einem bestimmten leitenden Material bestehen, das bestimmte Formen mit bestimmten Füllgraden mit bestimmten Mustern aufweist, betrachtet diese Offenbarung beliebige geeignete Elektroden, die aus einem beliebigen leitenden Material bestehen, das beliebige geeignete Formen mit beliebigen geeigneten Füllgraden mit beliebigen geeigneten Mustern aufweist. Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderen Elemente) der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts insgesamt oder teilweise eines oder mehrere Makromerkmale der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Realisierung dieser Formen (wie etwa z. B. der leitenden Materialien, der Füllgrade oder der Muster innerhalb der Formen) können insgesamt oder teilweise eines oder mehrere Mikromerkmale der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts bilden. Eines oder mehrere Makromerkmale einer Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts können eine oder mehrere Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und eines oder mehrere Mikromerkmale der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts können eines oder mehrere optische Merkmale der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts wie etwa den Transmissionsgrad, den Brechungsindex oder den Reflexionsgrad bestimmen.
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In der in 5A dargestellten beispielhaften Ausführungsform enthält die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts eine oder mehrere Elektroden einschließlich der Elektroden 60, 62 und 64. Die Elektroden sind auf einer Oberfläche der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts angeordnet und liegen auf der Oberfläche in der Weise übereinander, dass der Bereich, den die Elektrode 62 umfasst, angrenzend an die und über der Elektrode 60, und der Bereich, den die Elektrode 64 umfasst, angrenzend an die und über der Elektrode 62 auf der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts liegt. In dieser Ausführungsform umfassen die Elektroden jeweils ein horizontales Segment der Oberfläche der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. 5B veranschaulicht eine alternative Ansicht der in 5A dargestellten beispielhaften Ausführungsform der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In 5B ist die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts frontal zu sehen, so dass jedes horizontale Segment der Spitze in 5A einem kreisförmigen oder ringförmigen Gebiet in 5B entspricht.
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6A veranschaulicht eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In diesem Beispiel enthält die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts eine oder mehrere Elektroden einschließlich der Elektroden 160, 162 und 164. In bestimmten Ausführungsformen einschließlich der in 6A dargestellten verlaufen eine oder mehrere der Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts entlang eines Abschnitts der Länge der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts, jedoch nicht entlang der gesamten Länge der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In weiteren Ausführungsformen verlaufen die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts jeweils entlang der Länge der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. Die Elektroden in der in 6A dargestellten Ausführungsform umfassen jeweils ein vertikales Segment der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. 6B veranschaulicht eine alternative Ansicht der beispielhaften Ausführungsform der in 6A dargestellten Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In 6B ist die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts frontal zu sehen, so dass jedes vertikale Segment der Spitze in 6A einem streifenförmigen Gebiet in 6B entspricht. 6C veranschaulicht eine nochmals weitere Ausführungsform, in der die Elektroden (einschließlich der Elektroden 170, 172 und 174) vertikale Segmente der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts umfassen, die von dem Mittelschaft 41 in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts radial nach außen verlaufen. 6D veranschaulicht eine alternative Ansicht der beispielhaften Ausführungsform der in 6C dargestellten Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In 6D ist die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts frontal zu sehen, so dass jedes vertikale Segment der Spitze in 6C einem radialen Segment in 6D entspricht.
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7A veranschaulicht eine nochmals weitere beispielhafte Ausführungsform der Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In diesem Beispiel enthält die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts eine oder mehrere Elektroden einschließlich der Elektroden 260, 262 und 264. Die in 7A gezeigte Ausführungsform zeigt ein Gitter einzelner Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. Das Gitter besteht aus der Teilung der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts sowohl in horizontale als auch in vertikale Segmente. Somit umfasst jede Elektrode einschließlich der Elektroden 260, 262 und 264 innerhalb der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts einen vertikal und horizontal begrenzten Bereich. 7B veranschaulicht eine alternative Ansicht der beispielhaften Ausführungsform der in 7A dargestellten Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In 7B ist die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts frontal zu sehen, so dass jedes horizontale Segment der Spitze in 7A einem kreisförmigen oder ringförmigen Gebiet in 7B entspricht und jedes vertikale Segment der Spitze in 7A einem streifenförmigen Gebiet in 7B entspricht. 7C veranschaulicht eine nochmals weitere Ausführungsform, in der die Elektroden (einschließlich der Elektroden 270, 272 und 274) in einer Gitterformation angeordnet sind. Das Gitter in 7C ist durch Teilen der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts sowohl in horizontale als auch in vertikale Segmente gebildet, wobei jedes vertikale Segment von dem Mittelschaft 41 in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts radial nach außen verläuft. 7D veranschaulicht eine alternative Ansicht der in 7C dargestellten beispielhaften Ausführungsform der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In 7D ist die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts frontal zu sehen, so dass jede Elektrode in der Gitterformation aus 7C einem Abschnitt eines radialen Segments in 7D entspricht. In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Elektroden innerhalb der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts von weiteren Elektroden innerhalb der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts umgeben sein.
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8A und 8B veranschaulichen eine nochmals weitere beispielhafte Ausführungsform der Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts. In diesem Beispiel enthält die Spitze eines aktiven Eingabestifts eine oder mehrere Elektroden einschließlich der Elektroden 360 und 362. Die Elektrode 362 ist von der Elektrode 360 umgeben. In der in 8A und 8B dargestellten Ausführungsform umfassen die Elektroden 362 und 360 Bereiche, die einen Zylinder und einen konzentrischen Zylinderring innerhalb der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts annähern. In der Schnittdarstellung der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts entlang der gedachten Linie 66 würde der Querschnitt der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts wie in 8B dargestellt erscheinen, wobei er einen Kreis und einen konzentrischen Ring annähert.
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Obwohl bestimmte beispielhafte Ausführungsformen der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts beschrieben worden sind, können die mehreren Elektroden der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts in einer beliebigen Konfiguration angeordnet sein oder eine für den Betrieb des aktiven Eingabestifts 20 erwünschte beliebige Form bilden. Beispielhaft können die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts so angeordnet sein, dass sie eine eindeutige Identifizierungssignatur für den aktiven Eingabestift 20 erzeugen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts ein Nasengebiet aufweisen und können die Elektroden in diesem Nasengebiet so angeordnet sein, dass ein gewünschtes Ergebnis wie etwa die Fähigkeit zum Erfassen von Druckunterschieden auf die Nase erzielt wird. Beispielhaft können die Elektroden in dem Nasengebiet in einem übereinanderliegenden Muster angeordnet sein, um Druckänderungen zu detektieren. Außerdem kann die Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts in bestimmten Ausführungsformen eine austauschbare Spitze sein.
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Die mehreren Elektroden der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts können jeweils in der Lage sein, ohne Einschränkung Signale von anderen Komponenten des aktiven Eingabestifts 20, von einem Nutzer oder von einer Vorrichtung 52 zu empfangen oder an sie zu senden. In bestimmten Ausführungsformen einschließlich der in 5, 6, 7 und 8 Gezeigten, können die Elektroden der Spitzen 26 eines aktiven Eingabestifts jeweils Signale über den Mittelschaft 41 empfangen und senden. Beispielhaft können die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts jeweils über den Mittelschaft 41 Signale vom Controller 50 empfangen. In bestimmten Ausführungsformen kann eine Ansteuereinheit im Controller 50 über den Mittelschaft 41 jeder der Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabeschafts Signale zuführen. Außerdem können die mehreren Elektroden der Spitze 26 eines aktiven Eingabeschafts über den Mittelschaft 41 Signale an den Controller 50 senden. Beispielhaft können die Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts jeweils über den Mittelschaft 41 Signale an eine Erfassungseinheit im Controller 50 senden. In anderen Ausführungsformen kann ein Prozessor im Controller 50 den Betrieb der Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts entweder über eine Ansteuer- oder über eine Erfassungseinheit oder direkt steuern. In bestimmten Ausführungsformen können die mehreren Elektroden der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts jeweils in der Lage sein, Signale von einer Logik (z. B. von einem Multiplexer), von mechanischen Schaltern, von elektrischen oder elektronischen Schaltungen oder Schaltungselementen (einschließlich beispielsweise Operationsverstärkern) zu empfangen oder an sie zu senden.
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Jede der mehreren Elektroden in der Spitze 26 eines aktiven Eingabestifts kann beispielhaft und nicht einschränkend eine Ansteuerelektrode, eine Erfassungselektrode, eine Schutzelektrode oder eine Masseelektrode sein.
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Eine Bezugnahme auf ein nicht temporäres computerlesbares Speichermedium umfasst hier eine integrierte Schaltung (IC) auf Halbleitergrundlage oder eine andere integrierte Schaltung (IC) (wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FGPA) oder eine anwendungsspezifische IC (ASIC)), eine Festplatte, ein HDD, ein Hybridfestplattenlaufwerk (HHD), eine optische Platte, ein Laufwerk für optische Platten (ODD), eine magnetooptische Platte, ein Laufwerk für magnetooptische Platten, eine Diskette, ein Diskettenlaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Solid-State-Laufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SECURE-DIGITAL-Karte, ein SECURE-DIGITAL-Laufwerk oder ein anderes geeignetes nicht flüchtiges computerlesbares Speichermedium oder gegebenenfalls eine Kombination von zwei oder mehr von ihnen. Ein nicht temporäres computerlesbares Speichermedium kann flüchtig, nicht flüchtig oder gegebenenfalls eine Kombination aus flüchtig und nicht flüchtig sein.
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Sofern nicht explizit oder auf andere Weise durch den Kontext etwas Anderes angegeben ist, kann hier ”oder” inklusiv und nicht inklusiv sein. Sofern nicht explizit oder auf andere Weise durch den Kontext etwas Anderes angegeben ist, bedeutet hier somit ”A oder B” ”A, B, oder beide”. Sofern nicht explizit oder auf andere Weise durch den Kontext etwas Anderes angegeben ist, bedeutet hier darüber hinaus ”und” sowohl zusammen als auch einzeln. Sofern nicht explizit oder auf andere Weise durch den Kontext etwas Anderes angegeben ist, bedeutet hier somit ”A und B” ”A und B, zusammen oder einzeln”.
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Diese Offenbarung umfasst alle für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verständlichen Änderungen, Ersetzungen, Veränderungen, Abwandlungen und Modifikationen an den vorliegenden beispielhaften Ausführungsformen. Darüber hinaus umfasst die Bezugnahme auf eine Vorrichtung oder auf ein System oder auf eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die bzw. das dafür ausgelegt, angeordnet, fähig, konfiguriert, freigegeben, betreibbar oder funktional ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, in den beigefügten Ansprüchen diese Vorrichtung, dieses System, diese Komponente, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente so ausgelegt, angeordnet, fähig, konfiguriert, freigegeben, betreibbar oder funktional ist, unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist.
