DE802500T1 - Berührungssensor ohne Kissen - Google Patents

Berührungssensor ohne Kissen

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DE802500T1
DE802500T1 DE0802500T DE97400846T DE802500T1 DE 802500 T1 DE802500 T1 DE 802500T1 DE 0802500 T DE0802500 T DE 0802500T DE 97400846 T DE97400846 T DE 97400846T DE 802500 T1 DE802500 T1 DE 802500T1
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DE
Germany
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touch
resistor
conductive plate
potential
generating
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Application number
DE0802500T
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English (en)
Inventor
Pierre Repper
Miro Senk
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PRESSENK INSTR Inc
Original Assignee
PRESSENK INSTR Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
    • H03K17/9622Capacitive touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Claims (1)

  1. K 47 635/6-St
    Patentansprüche
    1. Padloser Berührungssensor (10) zum Erfassen einer Berührung an einer Taststelle (22) auf einem dielektrischen Element (20) durch einen Benutzer (24), der mit Erde Verbindung hat, wobei der Sensor (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß er folgendes aufweist :
    eine leitfähige Platte (30);
    eine Einrichtung zum Anbringen der leitfähigen Platte (30) unter dem dielektrischen Element (20) und in Ausrichtung mit der Taststelle (22);
    eine -Einrichtung zum Anlegen eines vorbestimmten Potentials an die leitfähige Platte (30);
    eine Prüfimpuls-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Prüf impulsen (Vt) zur Erde; und
    eine auf eine Potentialänderung in der leitfähigen Platte (3 0) ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals (V0) , das die Potentialänderung anzeigt;
    wodurch bei Berührung des dielektrischen Elements (20) an der Taststelle (22) durch den Benutzer (24) eine Potentialänderung in der leitfähigen Platte (3 0) während eines Prüfimpulses (Vt) aufgrund eines kapazitiven Schaltkreises auftritt, der zwischen Erde, dem Benutzer (24) und der auf die Potentialänderung ansprechenden Einrichtung gebildet wird.
    2. Padloser Berührungssensor (10) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfimpuls-Erzeugungseinrichtung folgendes aufweist:
    einen Widerstand (Rl) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß mit einer Gleichstromquelle verbunden ist und der Ausgangsanschluß mit Erde verbunden ist;
    - einen Transistor (Ql) mit einem Kollektor, einem Emitter und einer Basis, wobei der Kollektor-, mit dem Ausgangsanschluß des Widerstands (Rl) verbunden ist und der Emitter mit Schaltungsmasse verbunden ist; und
    - eine Einrichtung zum Erzeugen eines Impulssignals (V ) an der Basis des Transistors (Ql) .
    3. Padloser Berührungssensor (10) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen eines vorbestimmten Potentials und die auf eine Potentialänderung ansprechende Einrichtung folgendes aufweisen:
    einen ersten Widerstand (Rb) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß des ersten Widerstands (Rb) mit einer Gleichstromquelle verbunden ist und der Ausgangsanschluß des ersten Widerstands (Rb) mit der leitfähigen Platte (3 0) verbunden ist;
    - einen Transistor (Q2) mit einem Kollektor, einem Emitter und einer Basis, wobei der Kollektor mit der Gleichstromquelle verbunden ist und die Basis mit der leit fähigen Platte (3 0) und mit dem Ausgangsanschluß des ersten Widerstands (Rb) verbunden ist; und
    einen zweiten Widerstand (R0) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß des zweiten Widerstands (R0) mit dem Emitter des Transistors verbunden ist und der Ausgangsanschluß des zweiten Widerstands (R0) mit Schaltungsmasse verbunden ist;
    wodurch das Ausgangssignal (V0) an dem Eingangsanschluß des zweiten Widerstands (R0) abgenommen wird.
    4. Padloser Berührungssensor (10) zum Erfassen einer Berührung an Taststellen (22) auf einem dielektrischen Element (20) durch einen Benutzer (24), der mit Erde Verbindung hat, wobei der Sensor (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß er folgendes aufweist:
    eine Mehrzahl leitfähiger Platten (30), und zwar je eine für jede Taststelle (22) ;
    eine Einrichtung zum Anbringen jeder leitfähigen Platte (30) unter dem dielektrischen Element (20) und in Ausrichtung mit einer jeweiligen Taststelle (22);
    eine Einrichtung zum sukzessive Anlegen eines vorbestimmten Potentials unmittelbar an eine der leitfähigen Platten (30);
    - eine Prüfimpuls-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Prüf impulses (Vt) zur Erde, während eine der leitfähigen Platten (30) mit dem vorbestimmten Potential beaufschlagt wird; und
    eine auf eine Potentialanderung in der leitfähigen Platte (3 0) mit dem vorbestimmten Potential ansprechende Einrichtung zum Erzeugen eines Ausgangssignals (V0) , das die Potentialanderung in dieser leitfähigen Platte (3 0) anzeigt;
    wodurch bei Berührung des dielektrischen Elements
    (20) an einer der Taststellen (22) durch den Benutzer (24) eine Potentialanderung in der leitfähigen Platte (30) während eines Prüf impulses (Vt) aufgrund eines kapazitiven Schaltkreises auftritt, der zwischen Erde, dem Benutzer (24) und der auf die Potentialänderung ansprechenden Einrichtung gebildet wird.
    5. Padloser Berührungssensar (10) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß dies; Prüfimpuls-Erzeugungseinrichtung folgendes aufweist:
    - einen. Widerstand (Rl) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß mit einer Gleichstromquelle verbunden ist und der Ausgangsanschluß mit Erde verbunden ist;
    einen Transistor (Ql) mit einem Kollektor, einem Emitter und einer Basis, wobei der Kollektor mit dem Ausgangsanschluß des Widerstands (Rl) verbunden ist und der Emitter mit Schaltungsmasse verbunden ist; und
    eine Einrichtung zum Erzeugen eines Impulssignals (V ) an der Basis des Transistors (Ql).
    6. Padloser Berührungssensor (10) nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen eines vorbestimmten Potentials und die auf eine Potentialänderung ansprechende Einrichtung folgendes aufweisen:
    eine Mehrzahl erster Widerstände (Rb) mit jeweils einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß jedes ersten Widerstands (Rb) mit einer Gleichstromquelle verbunden ist und der Ausgangsanschluß jedes ersten Widerstands (Rb) mit einer jeweiligen leitfähigen Platte (30) verbunden ist;
    - eine Mehrzahl von Transistoren (Q2) , deren jeder einen Kollektor, einen Emitter und eine Basis aufweist, wobei der Kollektor jedes Transistors (Q2) mit der Gleichstromquelle verbunden ist und die Basis jedes Transistors (Q2) mit einer jeweiligen l.eitfähigen Platte (3 0) und mit dem Ausgangsanschluß des jeweiligen ersten Widerstands (Rb) verbunden ist;
    einen zweiten Widerstand (R0) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß des zweiten Widerstands (R0) mit dem Emitter jedes Transistors (Q2) verbunden ist und der Ausgangsanschluß des zweiten Widerstands (R0) mit Schaltungsmasse verbunden ist; und . \ eine Einrichtung zum ''selektiven Verbinden der leitfähigen Platten (30), mit Ausnahme von derjenigen mit dem vorbestimmten Potential, mit Schaltungsmasse;
    wodurch das Ausgangssignal (V0) an dem Eingangsanschluß des zweiten Widerstands (R0) abgenommen wird.
    7. Padloser Berührungssensor (10) nach Anspruch 4, 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß er ferner eine Schaltungserdungsebene (40) aufweist, die die Taststellen (22) umgibt, um von den leitfähigen Platten (30) wegführende Leiterbahnen (36) abzuschirmen. 20
    8. Padloser Berührungssensor (10) zum Erfassen einer Berührung an Taststellen (22) auf einem dielektrischen Element (20) durch einen Benutzer (24), der mit Erde Verbindung hat, wobei der Sensor (10) dadurch gekennzeichnet ist, daß er folgendes aufweist :
    eine Mehrzahl leitfähiger Platten (30), und zwar je eine für jede Taststelle (22);
    eine Einrichtung zum Anbringen jeder leitfähigen Platte (30) unter dem dielektrischen Element (20) und in Ausrichtung mit einer jeweiligen Taststelle (22) ;
    eine Einrichtung zum Anlegen eines vorbestimmten Potentials an die leitfähigen Platten (30); - eine Prüfimpuls-Erzeugungseinrichtung zum Erzeugen von Prüfimpulsen (Vt) zur Erde; und
    eine auf eine Potentialänderung in den leitfähigen Platten (30) mit dem vorbestimmten Potential ansprechende Einrichtung zum Erzeugen svon Ausgangssignals (V0) , die die Potentialänderung in jeder der leitfähigen Platten (30) anzeigen;
    wodurch bei Berührung des dielektrischen Elements (20) an einer der Taststellen (22) durch den Benutzer (24) eine Potentialänderung in der entsprechenden leitfähigen Platte (30) während eines Prüfimpulses (Vt) aufgrund eines kapazitiven Schaltkreises auftritt, der zwischen Erde, dem Benutzer (24) und der auf die Potentialänderung ansprechenden Einrichtung gebildet wird.
    9. Padloser Berührungssensor (10) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfimpuls-Erzeugungseinrichtung folgendes aufweist:
    einen Widerstand (Rl) mit einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß, wobei der Eingangsanschluß mit einer Gleichstromquelle verbunden ist und der Ausgangsanschluß mit Erde verbunden ist;
    einen Transistor (Ql) mit einem Kollektor, einem Emitter und einer Basis, wobei der Kollektor mit dem Ausgangsanschluß des Widerstands (Rl) verbunden ist und der Emitter mit Schaltungsmasse verbunden ist; und
    eine Einrichtung zum Erzeugen eines Impulssignals (V ) an der Basis des Transistors (Ql).
    10. Padloser Berührungssensor (10) nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß er ferner eine Schaltungserdungsebene (40) aufweist, die die Taststellen (22) umgibt, um von den leitfähigen Platten
    (30) wegführende Leiterbahnen (36) abzuschirmen.
    11. Verfahren zum Erfassen einer Berührung an einer Taststelle (22) auf einem dielektrischen Element (20) durch einen Benutzer (24) , der „mit Erde Verbindung hat, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:
    Anlegen eines vorbestimmten Potentials an eine leitfähige Platte (30), \ die unter dem dielektrischen Element (20) und in Ausrichtung mit der Taststelle (22) angebracht ist;
    - Erzeugen von Prüf impulsen (Vt) zur Erde;
    Erfassen einer Potentialänderung an der leitfähigen Platte (30); und
    Erzeugen eines Ausgangssignals (V0), das die Potentialänderung anzeigt.
    15
    12. Verfahren zum Erfassen einer Berührung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß es folgende weitere Schritte aufweist:
    - Vergleichen des Ausgangssignals (V0) mit einem Bezugspegel ; und
    Erzeugen eines eine Berührung an der Taststelle (22) anzeigenden Signals, wenn die Potentialänderung an der leitfähigen Platte (30) größer ist als der Bezugspegel.
    13. Verfahren zum Erfassen einer Berührung an Taststellen (22) auf einem dielektrischen Element (20) durch einen Benutzer (24), der mit Erde Verbindung hat, wobei jede Taststelle (22) mit einer entsprechenden leitfähigen Platte (30) versehen ist, die unter dem dielektrischen Element (20) und in Ausrichtung mit der jeweiligen Taststelle (22) angebracht ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:
    sukzessives Anlegen eines vorbestimmten Potentials unmittelbar an eine der leitfähigen Platten (30);
    Erzeugen eines Prüfimpulses (Vt) zursErde, während das vorbestimmte Potential an eine leitfähige Platte (30) angelegt wird;
    Erfassen einer Potentialänderung an jeder der leitfähigen Platten (30);\ während das vorbestimmtes Potential an diese angelegt wird; und
    Erzeugen eines Ausgangssignals (V0) , das die Potentialänderung bei jeder der leitfähigen Platten (30) anzeigt, während das vorbestimmte Potential einzeln an diese angelegt wird.
    . Verfahren zum Erfassen einer Berührung nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des sukzessiven Anlegens eines vorbestimmten Potentials unmittelbar an eine der leitfähigen Platten (30) ein Verbinden der leitfähigen Platten (30), mit Ausnahme von derjenigen mit dem vorbestimmten Potential, mit Schaltungsmasse beinhaltet.
    15. Verfahren zum Erfassen einer Berührung nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß es folgende weitere Schritte aufweist:
    Vergleichen des Ausgangssignals (V0) mit einem Bezugspegel; und
    Erzeugen eines eine Berührung an einer der Taststellen (22) anzeigenden Signals, wenn die Potentialänderung an der entsprechenden leitfähigen Platte (30) größer ist als der Bezugspegel.
    16. Verfahren zum Erfassen einer Berührung an Taststellen (22) auf einem dielektrischen Element
    (20) durch einen Benutzer (24) , der mit Erde Ver-
    bindung hat, wobei jede Taststelle (22) mit einer entsprechenden leitfähigen Platte (30) versehen ist, die unter dem dielektrischen Element. (2 0) und in Ausrichtung mit der jeweiligen Taststelle (22) angebracht ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es folgende Schritte aufweist:
    Anlegen eines vorbestimmten Potentials an die leitfähigen Platten (3 0);
    Erzeugen von Prüf impulsen (Vt) zur Erde;
    - Erfassen einer Potentialänderung an jeder der leit-'fähigen Platten (3 0); und
    Erzeugen von AusgangsSignalen (V0) , die die Potentialänderung bei jeder der leitfähigen Platten (3 0) beim Tasten derselben anzeigen.
    15
    17. Verfahren zum Erfassen einer Berührung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß es folgende weitere Schritte aufweist:
    - Vergleichen der Ausgangssignale (V0) mit einem Bezugspegel; und
    Erzeugen eines eine Berührung an einer der Taststellen (22) anzeigenden Signals, wenn die Potentialanderung an der entsprechenden leitfähigen Platte (30) größer ist als der Bezugspegel.
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