DE60202927T2 - Bestandteil zur Berührungsdetektion, Verfahren unter Verwendung eines solchen Bestandteiles zur Berührungsdetektion und Gerät, wobei ein solcher Bestandteil eingebaut ist - Google Patents

Bestandteil zur Berührungsdetektion, Verfahren unter Verwendung eines solchen Bestandteiles zur Berührungsdetektion und Gerät, wobei ein solcher Bestandteil eingebaut ist Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Systeme zur Berührungsdetektion, die einen Berührungskontakt über eine Welle erfassen, die zwischen mindestens einer Elektrode und Sensoren übertragen wird. Sie betrifft insbesondere Systeme, die mehrere Funktionsarten haben, sowie elektronische Geräte, die derartige Systeme enthalten.
  • Berührungsdetektionssysteme wurden bereits für tragbare Telekommunikationsterminals vorgeschlagen (siehe zum Beispiel US 6.088.585 ). Sie können eine Identifikationsoder Authentifikationsfunktion des Benutzers des Terminals durch Erkennen seines Fingerabdrucks sicherstellen.
  • Die internationale Patentanmeldung, die unter der Nr. WO 98/58342 veröffentlicht wurde, beschreibt eine Anordnung von Sensoren nach einer Linie, die es bei der Passage des Fingers eines Benutzers auf dieser Linie in eine im Wesentlichen zu dieser senkrechten Richtung erlauben, bestimmte Merkmale seines Fingerabdrucks wie ein Scanner zu erfassen, und den Benutzer so zu authentifizieren.
  • Ferner werden Berührungsdetektionssysteme geläufig zum Durchführen einer Zeige- oder einer Navigationsfunktion in Menüs verwendet, die auf einem Bildschirm angezeigt sind. Es geht dabei darum, Bewegungen eines Fingers auf einer Detektionsfläche zu erkennen sowie eventuell ein von dem Finger durchgeführtes Auswahlsignal zu erfassen, wie zum Beispiel einen schnell wiederholten Kontakt mit dieser Fläche.
  • Es gibt mehrere Berührungsdetektionssysteme, die unterschiedliche Detektionskonzepte verwenden. Die vorliegende Erfindung betrifft die Berührungsdetektionssysteme, bei welchen ein Finger eines Bedieners in Berührung mit einer Detektionsfläche durch die Übertragung durch diesen Finger einer Welle erkannt wird, die von mindestens einer Elektrode zumindest einem Sensor gesendet wird. Die Welle wird kontinuierlich oder quasikontinuierlich von der oder den Sendeelektroden gesendet, wird von den Sensoren jedoch nur bei einer Berührung des Fingers (auch digitaler Kontakt genannt) mit der Fläche erfasst, wobei diese Berührung gleichzeitig auf der Ebene einer der Sendeelektroden und auf der Ebene zumindest bestimmter der Sensoren auftritt.
  • Das Muster des Fingerabdrucks wird durch den Unterschied der Übertragung der Welle vom Finger zu bestimmten dieser Sensoren erfasst, je nach dem, ob sich diese Sensoren in der Senkrechten zu einem Tal oder zu einem Reliefpunkt der Fingerfläche befinden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung versteht man unter Berühren der Detektionsfläche mit einem Finger auch den Kontakt dieser Detektionsfläche mit einem beliebigen äußeren Element, zum Beispiel einem Zeigestift, der entsprechende Merkmale zum Anwenden der vorhergehenden Konzepte zur Berührungsdetektion und Ortung dieses äußeren Elements aufweist.
  • Ebenso versteht man gemäß der vorliegenden Erfindung unter Berührungskontakt zwischen der Detektionsfläche und dem äußeren Element auch ein Streifen oder ein Annähern ohne Berührung zwischen dem äußeren Element und der Detektionsfläche insofern als das Funktionieren der Detektionsvorrichtung noch sichergestellt werden kann.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Berührungsdetektionsvorrichtung durch Übertragung einer Welle bei einem Kontakt mit der Fläche zwischen mindestens einer diese Welle erzeugenden Elektrode und mindestens einem Sensor vorzuschlagen, die mindestens zwei getrennte Betriebsarten besitzt und einen geringen elektrischen Verbrauch ausweist.
  • Die vorliegende Erfindung hat einen Berührungsdetektionsbestandteil zum Gegenstand, der eine Detektionsfläche, einen leitenden Teil, eine erste und eine zweite Einheit von Sensoren, die auf der Ebene der Detektionsfläche angeordnet sind, eine erste und eine zweite Einheit Elektroden umfasst. Jede Elektrodeneinheit umfasst mindestens eine Elektrode, die sich parallel zu der Detektionsfläche erstreckt, wobei alle Elektroden selbst in Paaren elektrisch isoliert sind. Jeder Sensor jeweils der ersten oder der zweiten Einheit von Sensoren ist derart angeordnet, dass er ein von mindestens einer Elektrode der ersten oder zweiten Elektrodeneinheit gesendetes Signal erfasst, und das von mindestens einer der Sendeelektroden durch ein äußeres Element übertragen wird, welches mit der Detektionsfläche auf der Ebene dieses Detektors und auf der Ebene dieser Elektrode in Berührung kommt. Die erste und die zweite Elektrodeneinheit bilden jeweils eine Kapazität mit dem leitenden Teil des Berührungsdetektionsbestandteils. Erfindungsgemäß ist die Kapazität zwischen der zweiten Elektrodeneinheit und dem leitenden Teil geringer als die Kapazität zwischen der ersten Elektrodeneinheit und dem leitenden Teil.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie mit einem gleichen Berührungsdetektionsbestandteil zwei Detektionsmodi erlaubt, die die zwei Sensoreneinheiten und die zwei Elektrodeneinheiten in unterschiedlicher Art und Weise anwenden. Die zwei Detektionsmodi können daher unterschiedliche elektrische Verbrauchsmerkmale aufweisen. Das ist insbesondere geeignet für Berührungsdetektionsvorrichtungen, die in Geräte eingebaut sind, die mit Batterien funktionieren, wie zum Beispiel tragbare Funkkommunikationsterminals. In der Tat ist für diese Geräte der Stromverbrauch so weit wie möglich reduziert, um die Autonomie des Geräts zu vergrößern. Einer der Berührungsdetektionsmodi ist daher optimiert, um einen besonders niedrigen Stromverbrauch aufzuweisen.
  • Die Detektoren sind selbst elektrisch von jeder Elektrode und untereinander isoliert. Die Detektoren und die Elektroden sind auf der Ebene der Detektionsfläche derart angeordnet, dass jeder Detektor ausreichend nah an bestimmten Elektroden liegt, damit eine Kopplung zwischen jedem Detektor und bestimmten Elektroden bei der Berührung mit einem Fingers oder mit jedem anderen äußeren Element mit der Detektionsfläche auf der Ebene dieses Detektors und dieser Elektroden erstellt werden kann. Bei diesem Kontakt wird daher eine Welle von der Elektrode zum Sensor durch den Finger oder das äußere Element übertragen. Die Entfernung zwischen dem Detektor und der Elektrode kann gesteigert werden, wenn die Leistung der Welle in Wechselbeziehung angehoben wird, so dass eine effiziente Kopplung zwischen dem Detektor und der sendenden Elektrode bei Anwesenheit des Fingers oder des äußeren Elements gewahrt bleibt.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Berührungsdetektionsbestandteils ist der Abschnitt der Detektionsfläche, der von der zweiten Elektrodeneinheit belegt wird, kleiner als der Abschnitt der Detektionsfläche, die von der ersten Elektrodeneinheit belegt wird. Ferner können bestimmte Detektoren gleichzeitig zur ersten und zur zweiten Detektoreneinheit gehören.
  • Der Berührungsdetektionsbestandteil umfasst ferner einen Elektrodencontroller, der angeordnet ist, um elektrische Verbindungen zwischen bestimmten Elektroden herzustellen und um die Detektoren in Abhängigkeit von den Detektoreneinheiten zu aktivieren. Zwei oder mehrere Elektroden, die derart elektrisch verbunden sind, senden gleichzeitig ein gleiches elektrisches Signal, das dazu bestimmt ist, zumindest zu einem Detektor durch das äußere Element übertragen zu werden, das einerseits mit einer beliebigen dieser Elektroden und andererseits mit diesem Detektor in Berührung kommt.
  • Bei einem ersten Berührungsdetektionsmodus wird der Elektrodencontroller derart gesteuert, dass ein Signal von mindestens einer Elektrode durch ein äußeres Element, das mit der Detektionsfläche in Berührung kommt, zumindest zu einem Detektor der ersten Detektoreneinheit übertragen wird. Der Elektrodencontroller kann ferner gesteuert werden, um bei diesem ersten Detektionsmodus eine erste elektrische Verbindung herzustellen, die eine Elektrode der ersten Elektrodeneinheit mit mindestens einer anderen Elektrode des Berührungsdetektionsbestandteils verbindet.
  • Bei einem zweiten Berührungsdetektionsmodus wird der Elektrodencontroller derart gesteuert, dass ein Signal von mindestens einer der Elektroden der zweiten Elektrodengruppe durch ein äußeres Element, das mit der Detektionsfläche in Berührung kommt, zumindest zu einem Detektor der zweiten Detektoreneinheit übertragen wird. Wenn diese zweite Elektrodeneinheit mindestens zwei Elektroden umfasst, kann der Elektrodencontroller ferner so gesteuert werden, dass er bei diesem zweiten Detektionsmodus eine zweite elektrische Verbindung erstellt, die die Elektroden der zweiten Elektrodeneinheit untereinander verbindet.
  • Der erste Berührungsdetektionsmodus entspricht zum Beispiel einer Identifikations- oder Authentifikationsfunktion gemäß bestimmten Merkmalen des Fingerabdrucks des Benutzers eines Geräts, das den Berührungsdetektionsbestandteil umfasst. Der zweite Berührungsdetektionsmodus entspricht zum Beispiel einer Zeigefunktion oder auch einer Navigationsfunktion.
  • Die Identifikationsfunktion des Benutzers kann das Aktivieren einer großen Anzahl von Sensoren erforderlich machen und daher zu einem relativ großen Stromverbrauch führen. Umgekehrt können die Zeige- und die Navigationsfunktion jeweils mit einer beschränkten Anzahl von Detektoren erzielt werden, die entsprechend auf der Ebene der Detektionsfläche angeordnet sind, so dass der Stromverbrauch in Zusammenhang mit dieser Funktion entsprechend verringert wird. Diese Unterscheidung zwischen den Detektionsmodi in Abhängigkeit von ihrem Stromverbrauch ist umso wichtiger als die Zeige- und die Navigationsfunktion im Allgemeinen während einer viel längeren Dauer aktiviert werden als die Identifikationsfunktion des Benutzers.
  • Eventuell kann ein erfindungsgemäßer Berührungsdetektionsbestandteil einen ersten Berührungsdetektionsmodus wie oben beschrieben aufweisen und zwei andere Modi, zweite unterschiedliche Berührungsdetektionsmodi genannt, wobei jeder dieser Detektionsmodi die Merkmale des zweiten oben beschriebenen Berührungsdetektionsmodus hat.
  • Der erste Berührungsdetektionsmodus entspricht zum Beispiel der Identifikations- oder Authentifikationsfunktion des Benutzers, und die zwei so genannten zweiten Berührungsdetektionsmodi entsprechen jeweils der Zeige- und der Navigationsfunktion.
  • Die Zeige- und Navigationsfunktion unterscheiden sich insbesondere durch die Anzahl und die Position der für jede von ihnen aktivierten Sensoren. Die Zeigefunktion benötigt eine im Wesentlichen viel komplettere und genauere Ortung der Position und der Bewegung des äußeren Elements auf der Detektionsfläche als die Navigationsfunktion. Die Navigationsfunktion kann nämlich auf das Orten von vier Kontaktpositionen mit der Detektionsfläche beschränkt werden, die zum Beispiel den vier Richtungen oben, unten, rechts und links entsprechen, sowie eventuell auf einen Auswahlvorgang durch Berührungskontakt.
  • Die Anordnung der Sendeelektroden kann daher zwischen diesen zwei Funktionen ebenfalls unterschiedlich sein. Daher kann der Stromverbrauch des Berührungsdetektionsmodus, der mit der Navigationsfunktion verbunden ist, geringer sein als der des mit der Zeigefunktion verbundenen Detektionsmodus. Es ist daher vorteilhaft, zwei unterschiedliche Berührungsdetektionsmodi vorzusehen, die den zwei Funktionen Zeigen und Navigation zugewiesen sind.
  • Die oben stehende Zuweisung des ersten und des zweiten (der zweiten) Berührungsdetektionsmodi zu den jeweiligen Funktionen Benutzeridentifikation, Zeigen und/oder Navigation wird nur beispielhaft gegeben. Eine weitere Anwendung der Erfindung kann darin bestehen, den ersten Berührungsdetektionsmodus der Zeigefunktion und den zweiten Berührungsdetektionsmodus der Navigationsfunktion zu zuweisen.
  • Der erfindungsgemäße Berührungsdetektionsbestandteil kann auch einen dritten Berührungsdetektionsmodus umfassen, der zum Beispiel ein Standbymodus sein kann, bei dem die Funktionalitäten des elektronischen Geräts, das den Berührungsdetektionsbestandteil enthält, nicht in Betrieb sind, und von welchem ausgehend sie in Betrieb versetzt werden. Bei diesem dritten Modus wird der Elektrodencontroller gesteuert, um einen Kontakt eines äußeren Elements mit der Detektionsfläche auf der Ebene von zwei Elektroden durch das Ändern bei dem Kontakt einer Impedanz zwischen diesen beiden Elektronen zu erfassen. Für einen Berührungsdetektionsbestandteil, der mindestens drei Elektroden umfasst, kann der Elektrodencontroller gesteuert werden, um mindestens eine elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden herzustellen. Daher erlaubt es eine entsprechende Verteilung der Einheit der Elektroden in zwei elektrisch voneinander isolierte Elektrodengruppen, die die Detektionsfläche entsprechend decken, die Detektion des Kontakts eines äußeren Elements mit einem beliebigen Teil der Detektionsfläche zu verbessern.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren nach Anspruch 9.
  • Der erste Berührungsdetektionsmodus kann ferner das Erstellen einer ersten elektrischen Verbindung umfassen, die eine Elektrode der ersten Elektrodeneinheit mit mindestens einer anderen Elektrode des Berührungsdetektionsbestandteils verbindet.
  • Ferner kann der zweite Berührungsdetektionsmodus für Berührungsdetektionsbestandteile, deren zweite Elektrodeneinheit mindestens zwei Elektroden umfasst, ferner das Erstellen einer zweiten elektrischen Verbindung umfassen, welche die Elektroden dieser zweiten Elektrodeneinheit untereinander verbindet.
  • Das erfindungsgemäße Berührungsdetektionsverfahren kann noch einen dritten Berührungsdetektionsmodus umfassen, bei dem ein Kontakt eines äußeren Elements mit der Detektionsfläche auf der Ebene der zwei Elektroden durch die Änderung einer Impedanz zwischen diesen zwei Elektroden erfasst wird. Umfasst der Berührungsdetektionsbestandteil mindestens drei Elektroden, kann dieser dritte Berührungsdetektionsmodus das Erstellen mindestens einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Elektroden umfassen.
  • Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Gerät, das einen wie oben beschriebenen Berührungsdetektionsbestandteil umfasst.
  • Weitere Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, in welchen:
  • 1 eine Schnittansicht eines Berührungsdetektionsbestandteils ist, auf welchen die vorliegende Erfindung angewandt wird;
  • 2 ein Verteilungsbeispiel der Detektoren auf der Ebene der Detektionsfläche des vorhergehenden Berührungsdetektionsbestandteils darstellt;
  • 3 und 4 zwei Beispiele der Anordnung der Elektroden auf der Ebene der Detektionsfläche für die Verteilung der Detektoren nach 2 darstellt.
  • Gemäß 1 umfasst der Berührungsdetektionsbestandteil 1 die Detektionsfläche 2, mit welcher ein äußeres Element 10 in Berührungskontakt treten kann. Dieses äußere Element 10 kann der Finger eines Benutzers oder ein Gerät sein, das den Berührungsdetektionsbestandteil 1 umfasst. Der Berührungsdetektionsbestandteil 1 umfasst ferner leitende Teile 3, die zum Beispiel metallische Teile oder Teile aus Polysilicium mit metallischem Verhalten sind. Diese Teile 3 können auf ein Referenzpotenzial gebracht werden.
  • Die Detektoren D1, D2 sind auf der Ebene der Detektionsfläche 2 angeordnet.
  • Die Elektroden E1, E1', E2, E2' sind parallel zu der Detektionsfläche angeordnet und können insbesondere mit einer harten Schicht zum Schutz vor der Abnutzung beschichtet sein, die durch wiederholte Berührungskontakte verursacht wird. Diese Elektroden sind zwischen einer ersten Elektrodeneinheit, die die Elektroden E1 und E1' umfasst, und einer zweiten Elektrodeneinheit, die die Elektroden E2 und E2' umfasst, verteilt. Die Elektroden E1, E1' der ersten Elektrodeneinheit weisen aufgrund ihrer großen Fläche eine große Kapazität mit den leitenden Teilen 3 auf, zum Beispiel in der Größenordnung von 10 Nanofarad. Die Elektroden E2, E2' der zweiten Elektrodeneinheit haben eine viel kleinere Fläche und weisen daher eine Kapazität mit den leitenden Teilen 3 auf, die viel geringer ist, zum Beispiel in der Größenordnung von 0,1 Nanofarad.
  • Zum Erfassen eines Kontakts zwischen dem Finger 10 des Benutzers und der Detektionsfläche 2 senden bestimmte der Elektroden ein Signal S, das von dem Finger 10 auf zumindest bestimmte der Detektoren D1 und D2 bei dem Kontakt des Fingers mit der Detektionsfläche übertragen wird. Dieses Signal S kann eine Welle mit hoher Frequenz, zum Beispiel in der Größenordnung von einem Megahertz sein.
  • Der Stromverbrauch des Berührungsdetektionsbestandteils 1 beim Betrieb ist daher zum großen Teil auf die elektrische Wechselwirkung zwischen den Sendeelektroden der Welle und den leitenden Teilen 3 des Berührungsdetektionsbestandteils 1 zurückzuführen. Dieser Stromverbrauch hängt von der Kapazität zwischen den Elektroden, die aktiviert werden, um die Welle zu senden, und diesen leitenden Teilen 3 ab.
  • Ein Elektrodencontroller 4 ist mit den Detektoren D1, D2 mit Metallverbindungen 5 und mit den verschiedenen Elektroden E1, E1', E2, E2' durch Metallverbindungen 6 verbunden.
  • 2 zeigt eine besondere Anordnung der Detektoren auf der Ebene der Detektionsfläche 2. Die Detektoren sind in zwei Detektoreneinheiten D1, D2 verteilt. Die Detektoren der ersten Einheit D1 sind entlang einer Linie angeordnet, die zum Beispiel 256 einzelne Detektoren umfasst. Die Länge dieser Linie, zum Beispiel etwa 15 mm, entspricht ungefähr der Breite eines Fingers. Diese Detektoren der ersten Detektoreneinheit D1 sind insbesondere der Identifikationsoder Authentifikationsfunktion des Fingerabdrucks des Benutzers zugewiesen. Bei dem Detektionsmodus, der dieser Funktion entspricht, streicht der Benutzer mit seinem Finger auf der Linie der Detektoren D1 in eine im Wesentlichen senkrechte Richtung zu dieser Linie, so dass eine Detektion bestimmter Merkmale seines Fingerabdrucks durch die Detektoren D1 ermöglicht wird.
  • Wie in 2 dargestellt, sind die Detektoren der zweiten Detektoreneinheit D2 nach 4 geradlinigen Segmenten verteilt. Die zwei ersten Segmente sind zueinander parallel und umfassen zum Beispiel jeweils sechzehn einzelne Detektoren. Diese Segmente haben zum Beispiel jeweilige Längen von 1 mm und sind zu den Detektoren der ersten Detektoreneinheit D1 parallel. Die Detektoren eines dieser Segmente können mit der ersten Detektoreneinheit D1 gemeinsam sein. Zwei weitere Detektorensegmente der zweiten Detektoreneinheit D2, die zueinander parallel sind, umfassen zum Beispiel auch jeweils sechzehn einzelne Detektoren. Diese beiden letzten Detektorensegmente stehen senkrecht zu den zwei ersten Detektorensegmenten D2, um ein Orten der Bewegungen des Fingers des Benutzers auf der Detektionsfläche 2 nach zwei zueinander orthogonalen Richtungen zu erlauben. Die Referenzen D1 und D2 bezeichnen nachstehend die Detektoren, die zu den oben eingeführten entsprechenden Gruppen gehören.
  • 3 stellt die bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung dar. Die Detektionsfläche 2 umfasst die zwei Detektoreneinheiten D1 und D2, die wie oben beschrieben verteilt sind. Die erste Elektrodeneinheit umfasst die zwei Elektroden E1 und E1'. Bei der dargestellten Konfiguration liegen die zwei Elektroden E1, E1' zu beiden Seiten der Detektorenlinie D1 der ersten Detektoreneinheit. Die zwei Elektroden E2 und E2' umgeben ungefähr die Detektoren D2 der zweiten Detektorengruppe. Sie sind derart angeordnet, dass sich jeder Detektor D2 der zweiten Detektorengruppe in der Nähe mindestens einer der Elektroden E2, E2' befindet.
  • Bei dem Detektionsmodus, der der Identifikation oder Authentifikation des Fingerabdrucks des Benutzers entspricht, sind die Elektroden E1 und E1' untereinander durch den Elektrodencontroller 4 verbunden. Sie senden daher gleichzeitig die Hochfrequenzwelle S, die dazu bestimmt ist, von dem Finger des Benutzers an bestimmte der Detektoren D1 der ersten Detektoreneinheit beim Berühren dieses Fingers gleichzeitig mit mindestens einer der zwei Elektroden E1, E1' und bestimmten Detektoren D1 der ersten Detektoreneinheit übertragen zu werden. Die zwei Elektroden E2 und E2' können bei dieser Betriebsart elektrisch mit den zwei Elektroden E1 und E'1 durch den Elektrodencontroller 4 verbunden werden, so dass eine bessere Übertragung der Welle S auf den Finger 10 hergestellt wird und daher eine bessere Erfassung dieser Welle durch die Detektoren D1 der ersten Detektoreneinheit. Diese Verbindung mehrerer Elektroden untereinander durch den Controller 4 erlaubt das Verbessern der Empfindlichkeit des Erfassens von Fingerabdrücken.
  • Bei dem Betriebsmodus, der der Zeigefunktion entspricht, senden nur die zwei Elektroden E2 und E2' die Welle S. Die zwei Elektroden E2 und E2' sind untereinander durch den Elektrodencontroller 4 verbunden und elektrisch von den zwei anderen Elektroden E1 und E1' isoliert. Die Detektoren D2 der vier Detektorensegmente erhalten daher die Welle S bei der Berührung des Fingers 10 des Benutzers mit der Detektionsfläche 2 auf der Ebene dieser Detektoren und auf der Ebene mindestens einer der zwei Elektroden E2 und E2'.
  • Aufgrund der kleinen Fläche der Elektroden E2 und E2', die bei dem Betriebsmodus, der der Zeigefunktion entspricht, verwendet werden, ist der Stromverbrauch dieses Betriebsmodus geringer als der des der Identifikationfunktion entsprechenden Betriebsmodus.
  • 4 stellt eine Elektrodenanordnung auf der Ebene der Detektionsfläche 2 des Berührungsdetektionsbestandteils 1 dar, die eine Alternative zu der in 3 dargestellten ist. Sie entspricht der gleichen Verteilung der Detektoren D1 und D2. Bei dieser Anordnung ist jede Elektrode E1, E1', E2, E2' der 3 jeweils in zwei mit a und b bezeichnete Elektroden unterteilt. Bei jedem der zwei Funktionsmodi, welche der Identifikations- oder der Authentifikationsfunktion und der Zeigfunktion entsprechen, sind die zwei mit a und b bezeichneten Elektroden, die einer gleichen Elektrode der 3 entsprechen, elektrisch untereinander durch den Elektrodencontroller 4 verbunden. Diese zwei Betriebsarten sind dann mit den zwei zuvor beschriebenen identisch.
  • Bei einer dritten Betriebsart, die einem Standbymodus des elektronischen Geräts entspricht, das den Berührungsdetektionsbestandteil 1 enthält, sind die Elektroden E1a, E1'a, E2a und E2'a untereinander durch den Elektrodencontroller 4 verbunden. Ferner verbindet der Elektrodencontroller 4 untereinander die Elektroden E1b, E1'b, E2b und E2'b, während er sie elektrisch von den Elektroden der vorhergehenden Gruppe isoliert hält. Im Standbymodus wird der Kontakt des Fingers 10 des Benutzers mit der Detektionsfläche 2 durch die Variation einer Impedanz zwischen diesen beiden Elektrodengruppen erfasst.
  • Gemäß der Ausführung der Detektionsfläche 2 kann die erfasste Impedanz resistiver oder kapazitiver Art sein oder aber dazwischen mit einer resistiven und einer kapazitiven Komponente.
  • Diese Impedanzvariation ist umso größer als die Elektroden jeder Gruppe denen der anderen Gruppe nahe liegen, und sogar mit diesen verschachtelte Konturen aufweisen. Bei der Berührung des Fingers 10 mit mindestens einer Elektrode jeder Gruppe ist nämlich der Beitrag der Impedanz des Fingers 10 zur Impedanz zwischen diesen beiden Elektrodengruppen sehr schwach. Die Impedanz zwischen den zwei Elektrodengruppen bei dem Kontakt des Fingers 10 ist daher von der Impedanz zwischen diesen zwei Elektrodengruppen beim Fehlen des Fingers 10 sehr unterschiedlich.
  • Ferner erlaubt es eine stark verschachtelte Konfiguration der Elektroden jeder Gruppe mit den Elektroden der anderen Gruppe, die Effizienz des Erfassens des Kontakts des Fingers 10, ungeachtet der Stelle der Detektionsfläche 2, die von dem Finger berührt wird, zu verbessern.

Claims (14)

  1. Berührungsdetektionsbestandteil (1) mit einer Detektionsfläche (2), einem leitenden Teil (3), einer ersten (D1) und einer zweiten (D2) Detektoreneinheit, die auf der Ebene der Detektionsfläche (2) angeordnet sind, einer ersten (E1, E1') und einer zweiten (E2, E2') Elektrodeneinheit, wobei jede Elektrodeneinheit mindestens eine Elektrode umfasst, die sich parallel zu der Detektionsfläche (2) erstreckt, wobei alle Elektroden selbst elektrisch in Paaren isoliert sind, wobei die erste und die zweite Elektrodeneinheit jeweils eine Kapazität mit dem leitenden Teil (3) des Berührungsdetektionsbestandteils (1) bilden, wobei jeder Detektor der ersten Detektoreneinheit (D1) derart angeordnet ist, dass er ein Signal (S) erfasst, das von mindestens einer Elektrode der ersten Elektrodeneinheit (E1) gesendet und über eine der Sendeelektroden durch ein äußeres Element (10), das mit der Detektionsfläche (2) auf der Ebene dieses Detektors und auf der Ebene dieser Elektrode in Kontakt kommt, übertragen wird, wobei jeder Detektor der zweiten Detektoreneinheit (D2) derart eingerichtet ist, dass er ein Signal (S) erfasst, das von mindestens einer Elektrode der zweiten Elektrodeneinheit (E2) gesendet und über eine der Sendeelektroden durch ein äußeres Element (10) übertragen wird, das mit der Detektionsfläche (2) auf der Ebene dieses Detektors und auf der Ebene dieser Elektrode in Berührung kommt, bei dem die Kapazität zwischen der zweiten Elektrodeneinheit (E2) und dem leitenden Teil (3) geringer ist als die Kapazität zwischen der ersten Elektrodeneinheit (E1) und dem leitenden Teil (3).
  2. Berührungsdetektionsbestandteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der Detektionsfläche (2), der von der zweiten Elektrodeneinheit (E2) belegt wird, kleiner ist als der Abschnitt der Detektionsfläche (2), der von der ersten Elektrodeneinheit (E1) belegt wird.
  3. Berührungsdetektionsbestandteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, der einen oder mehrere Detektoren umfasst, die gleichzeitig zu der ersten Detektoreneinheit (D1) und zu der zweiten Detektoreneinheit (D2) gehören.
  4. Berührungsdetektionsbestandteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen Elektrodencontroller (4) umfasst, der derart gesteuert ist, dass bei einem ersten Berührungsdetektionsmodus ein Signal (S) von mindestens einer Elektrode durch ein äußeres Element (10), das mit der Detektionsfläche (2) und mit mindestens einem Detektor der ersten Detektoreneinheit (D1) in Berührung kommt, übertragen wird, und derart gesteuert, dass bei mindestens einem zweiten Berührungsdetektionsmodus ein Signal (S) über mindestens eine Elektrode der zweiten Elektrodengruppe (E2) durch ein äußeres Element (10), das mit der Detektionsfläche (2) mit mindestens einem Detektor der zweiten Detektoreneinheit (D2) in Berührung kommt, übertragen wird.
  5. Berührungsdetektionsbestandteil nach Anspruch 4, bei dem der Elektrodencontroller (4) gesteuert ist, um bei dem ersten Berührungsdetektionsmodus eine erste elektrische Verbindung herzustellen, die eine Elektrode der ersten Elektrodeneinheit (E1, E1') mit mindestens einer anderen Elektrode des Berührungsdetektionsbestandteils (1) verbindet.
  6. Berührungsdetektionsbestandteil nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem die zweite Elektrodeneinheit mindestens zwei Elektroden (E2, E2') umfasst, und bei dem der Elektrodencontroller (4) gesteuert ist, um bei dem zweiten Berührungsdetektionsmodus eine zweite elektrische Verbindung herzustellen, die die Elektroden der zweiten Elektrodeneinheit (E2, E2') untereinander verbindet.
  7. Berührungsdetektionsbestandteil nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem der Elektrodencontroller (4) ferner gesteuert wird, um bei einem dritten Berührungsdetektionsmodus einen Kontakt eines äußeren Elements (10) mit der Detektionsfläche (2) auf der Ebene von zwei Elektroden des Berührungsdetektionsbestandteils (1) durch die Änderung einer Impedanz zwischen diesen zwei Elektroden bei dieser Berührung zu erfassen.
  8. Berührungsdetektionsbestandteil nach Anspruch 7, der mindestens drei Elektroden umfasst, und bei dem der Elektrodencontroller (4) gesteuert wird, um bei dem dritten Berührungsdetektionsmodus mindestens eine elektrische Verbindung zwischen zwei Elektroden herzustellen.
  9. Berührungsdetektionsverfahren, das einen Berührungsdetektionsbestandteil (1) mit einer Detektionsfläche (2), einem leitenden Teil (3), einer ersten (D1) und einer zweiten (D2) Detektoreneinheit, die auf der Ebene der Detektionsfläche (2) angeordnet sind, eine erste (E1, E1') und eine zweite (E2, E2') Elektrodeneinheit umfasst, wobei jede Elektrodeneinheit mindestens eine Elektrode umfasst, die sich parallel zu der Detektionsfläche (2) erstreckt, wobei alle Elektroden selbst elektrisch in Paaren isoliert sind, wobei die erste und die zweite Elektrodeneinheit eine Kapazität jeweils mit dem leitenden Teil (3) des Berührungsdetektionsbestandteils (1) bilden, wobei jeder Detektor der ersten Detektoreneinheit (D1) derart angeordnet ist, dass er ein Signal (S), das von mindestens einer Elektrode der ersten Elektrodeneinheit (E1) gesendet und über eine der Sendeelektroden durch ein äußeres Element (10), das mit der Detektionsfläche (2) auf der Ebene dieses Detektors und auf der Ebene dieser Elektrode in Berührung kommt, übertragen wird, erfasst, wobei jeder Detektor der zweiten Detektoreneinheit (D2) derart angeordnet ist, dass er ein Signal (S), das von mindestens einer Elektrode der zweiten Elektrodeneinheit (E2) gesendet und über eine der Sendeelektroden durch ein äußeres Element (10), das mit der Detektionsfläche (2) auf der Ebene dieses Detektors und auf der Ebene dieser Elektrode übertragen wird, erfasst, gemäß welchem, da die Kapazität zwischen der zweiten Elektrodeneinheit (E2) und dem leitenden Teil (3) geringer ist als die Kapazität zwischen der ersten Elektrodeneinheit (E1) und dem leitenden Teil (3), das Berührungsdetektionsverfahren einen ersten Berührungsdetektionsmodus umfasst, bei dem Detektoren der ersten Detektoreneinheit (D1) ein Signal (S) erfassen, das von mindestens einer Elektrode gesendet und von dem äußeren Element (10) bei einem Kontakt dieses Elements mit der Detektionsfläche (2) übertragen wird, und mindestens einen zweiten Berührungsdetektionsmodus, bei dem Detektoren der zweiten Detektoreneinheit (D2) ein Signal (S) erfassen, das von mindestens einer Elektrode der zweiten Elektrodeneinheit (E2) gesendet und von dem äußeren Element (10) bei einem Kontakt mit diesem Element mit der Detektionsfläche (2) übertragen wird.
  10. Berührungsdetektionsverfahren nach Anspruch 9, gemäß welchem der erste Berührungsdetektionsmodus das Erstellen einer ersten elektrischen Verbindung umfasst, die eine Elektrode der ersten Elektrodeneinheit (E1, E1') mit mindestens einer weiteren Elektrode des Berührungsdetektionsbestandteils (1) verbindet.
  11. Berührungsdetektionsverfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, gemäß welchem die zweite Elektrodeneinheit mindestens zwei Elektroden (E2, E2') umfasst, wobei der zweite Berührungsdetektionsmodus das Erstellen einer zweiten elektrischen Verbindung umfasst, die die Elektroden (E2, E2') der zweiten Elektrodeneinheit untereinander verbindet.
  12. Berührungsdetektionsverfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, das ferner einen dritten Berührungsdetektionsmodus umfasst, bei dem ein Kontakt eines äußeren Elements (10) mit der Detektionsfläche (2) auf der Ebene der zwei Elektroden des Berührungsdetektionsbestandteils (1) durch die Änderung einer Impedanz zwischen diesen zwei Elektroden erfasst wird.
  13. Berührungsdetektionsverfahren nach Anspruch 12, gemäß welchem der Berührungsdetektionsbestandteil (1) mindestens drei Elektroden umfasst und gemäß welchem der dritte Berührungsdetektionsmodus das Erstellen mindestens einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Elektroden umfasst.
  14. Elektronisches Gerät, das einen Berührungsdetektionsbestandteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
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