WO2015039743A2 - Kapazitive eingabeschnittstelle und verfahren zum steuern einer kapazitiven engabeschinittstelle - Google Patents

Kapazitive eingabeschnittstelle und verfahren zum steuern einer kapazitiven engabeschinittstelle Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a capacitive input interface according to the preamble of the main claim and to a method for controlling a capacitive input interface according to the preamble of the independent claim.
  • Capacitive input interfaces are known, for example, as touchpads and touch screens and allow the manual input of control commands, for example by means of one or more fingers or by means of a hand-held input help, such as a pen.
  • the capacitive input interface converts the control commands entered manually into the input interface into corresponding (electrical) control signals with which subsequently a correspondingly configured electronic device can be controlled.
  • This device may be, for example, a driver assistance system of a vehicle or a handheld and / or portable device, such as a (tablet) computer, a laptop or a mobile phone
  • the capacitive input interface is arranged so that it is ma ⁇ nually accessible and accessible to a user, for example, from a driver's seat of a vehicle.
  • a capacitive input interface has a control panel with a flat one for the manual input of the control commands
  • Sensor field in which a plurality of capacitive sensor cells - are arranged - typically in a regular geometric pattern.
  • the electrical capacitances of the sensor cells change due to capacitive coupling with the finger or the input help.
  • the capacitances of those sensor cells change the strongest, the momentary distance to the finger or the input help is smallest.
  • control signal is usually generated as a function of the said location or the said position of the sensor field on which or the finger or the input aid has been brought to the sensor field or even touched and in or on the Thus, the strongest changes in the capacitance of the sensor cells have been measured.
  • the input interface can be used only to a limited extent or even not at all for manual input of control commands. Since the capacitive changes in the sensor cells caused by the manual input are often extremely small, in some cases, for example, only a few femto-farads (10 ⁇ 15 F), an effective electromagnetic shielding of the sensor array is often not possible or practical and can already relatively weak interference fields lead to such interference. Even with known filter techniques, such disturbances can often not be satisfactorily avoided or lead to an extension of the response time of the input interface.
  • the proposed method can be carried out in particular with the embodiments of the input interface described here, and conversely, the input interface is suitable for carrying out the embodiments of the invention described here proposed method.
  • the input interface and method proposed herein may have all of the features and functions described above.
  • the invention also relates to a system comprising the proposed input interface and a controllable electronic device, wherein the controllable device, for example, a driver assistance system, a vehicle with such a driver assistance system, a (tablet) computer, a laptop or mobile phone (smartphone) can.
  • the controllable device for example, a driver assistance system, a vehicle with such a driver assistance system, a (tablet) computer, a laptop or mobile phone (smartphone) can.
  • the capacitive input interface which may be a touchpad or a touchscreen, for example, accordingly comprises a control panel with a flat sensor array, in which a plurality of capacitive sensor cells are arranged.
  • the sensor cells are typically arranged within the sensor field in a geometric pattern, for example in the manner of a grid or checkerboard, so that as far as possible the entire area of the sensor field is covered or filled by the sensor cells.
  • the input interface according to the invention also includes a signal generator for charging the capacitive sensor cells with electrical test signals, which can also be referred to as drive signals.
  • the electrical test signals are used to measure the electrical capacitances of the sensor cells.
  • Each individual test signal can be characterized by its frequency, which is referred to below as the operating frequency of the test signal.
  • Each of the sensor cells is set up in response to the application of one of the test signals to generate an electrical response signal which is dependent on the operating frequency of this test signal and on the instantaneous electrical capacitance of the sensor cell.
  • the input interface according to the invention also comprises a control unit which is set up to trigger the signal generator in periodically recurring work cycles, each of the sensor cells to each act on one of the test signals. Within each working cycle, typically, all sensor cells are exposed to one of the test signals. Typically, this loading is sequential, so that the sensor cells are sequentially applied in an order.
  • the input interface also comprises an evaluation unit which is set up to derive a measured value for the instantaneous electrical capacitance of this sensor cell in this work cycle for each of the sensor cells and for each of the work cycles from the respective response signal of this sensor cell, taking into account the operating frequency of the associated test signal.
  • the sensor cells are divided into two or more sub-groups, each of the sensor cells typically being contained in exactly one of these sub-groups.
  • the control unit is set up to control the signal generator so as to apply a first operating frequency to a first subset of the sensor cells and to apply a second subset of the sensor cells to test signals of a second operating frequency in the same work cycle, the first operating frequency being dependent on the second operating frequency Working frequency is different.
  • this type of loading of the sensor cells takes place every working cycle or at least in some of the working cycles.
  • the invention is based on the finding that by the use of two (or more, as described below) different operating frequencies per work cycle proposed here, the susceptibility of the input interface to electromagnetic interference fields is significantly improved, since at least some of them are usually in one Working cycle used operating frequencies remain undisturbed by any existing interference field.
  • a given interference field usually disturbs almost exclusively those Capacity measurements within a work cycle, which are performed with such operating frequencies, which are also included in the interference fields or their integer multiple is included in the interference field.
  • At least one further subgroup of sensor cells in the same work cycle can also be acted on by test signals of at least one further operating frequency, wherein the said operating frequencies are different from one another.
  • the said operating frequencies for the subgroups mentioned are not integer multiples of one another.
  • the sensor cells of the different subgroups are arranged relative to one another such that as soon as one of the operating frequencies is disturbed by a disturbing field, the distribution of still undisturbed sensor cells in the relevant work cycle is ensured to be as homogeneous as possible and covering as far as possible the entire sensor field.
  • ⁇ play can be provided for this purpose in that each of the sensor cells belonging to exactly one of said sub-groups and is arranged with at least one other of the sensor cells belonging to another of the sub-groups, spatially adjacent in the sensor field.
  • the control unit can accordingly be set up to trigger the signal generator. In each work cycle (or at least in some work cycles), adjacent sensor cells are to be supplied with test signals in pairs of different operating frequencies.
  • the sensor cells are arranged in mutually parallel rows, wherein each of the sensor cells is arranged within exactly one of the rows.
  • each of the sensor cells is arranged within exactly one of the rows.
  • all such sensor cells located adjacent to each other within a same one of the rows are included in two different ones of the subgroups.
  • the sensor cells it is possible for the sensor cells to be arranged in mutually parallel columns, with each of the sensor cells also being arranged within exactly one of the columns.
  • all such sensor cells that are located adjacent to each other within a same one of the columns are also included in two different ones of the subgroups.
  • the sensor cells may be generally disposed along coordinate lines of a two-dimensional straight line or curvilinear coordinate system that extends over the entire sensor array.
  • it is a Cartesian coordinate system, but a polar coordinate system would also be suitable, for example.
  • coordinate lines lines in the respective two-dimensional coordinate system on which a respective one of the two co ⁇ ordinate of the coordinate system is constant.
  • the present invention makes it possible to detect disturbances by external interference fields particularly well, so that subsequently it is also possible to filter out disturbed measured values and / or to reduce or even completely eliminate the disturbance of the capacitance measurements due to the interference field.
  • the control unit is set up, following a work cycle, the measured values determined in this work cycle Check the current capacity of the sensor cells to determine faulty operating frequencies. This can be done, for example, by determining deviations between the determined measured values and reference values of the respective sensor cells or between the determined measured values and expected measured values. In addition or as an alternative to this, it is possible for a check of the measured values to determine deviations between the measured values of such sensor cells, which are arranged in pairs adjacent to one another in the sensor field and, moreover, test signals of different operating frequencies have been applied in the relevant working cycle.
  • the deviations determined exceed predetermined threshold values, it is then advantageously possible to determine the affected sensor cells or their measured values as disturbed by the control unit (and, if appropriate, to classify accordingly) and / or to reject the disturbed measured values or during the subsequent generation of the control signals to neglect, so filter out.
  • the operating frequency of the operating frequency of that test signal, which has been applied to the faulty sensor cell in the aforementioned, malfunctioning duty cycle is different.
  • the at least one subsequent work cycle may include a predetermined number of work cycles or an unlimited number of work cycles.
  • said predetermined number of subsequent work cycles may have a value between one and ten. After these subsequent work cycles, it is possible in principle to use the previously used operating frequencies again.
  • all the faulty sensor cells are subjected to such operating frequencies in the following subsequent work cycles that were used in the aforementioned, disturbed work cycle, but for which no fault has been found. It is then possible, for example, for some sensor cells, which were assigned to a particular subgroup, for example the first subgroup, to be assigned to another subgroup, for example the second subgroup, in the subsequent work cycles. It is also possible that all other sensor cells of the former subgroup are assigned to the other subgroup in the subsequent work cycles. After expiration of the predetermined number of working cycles, for example, the original assignment of the sensor cells to the subgroups can be reused.
  • the faulted operating frequencies in the subsequent work cycles for example by adding an off-set value or by selecting an alternative operating frequency, for example from a list stored in a data memory of the input interface. If such a change occurs for all sensor cells of a subgroup, the assignment of the sensor cells to the subgroups mentioned (and thus also the associated spatial pattern of the sensor cells in the sensor field) can be maintained in the subsequent work cycles in this way. It is also possible that as soon as a sensor cell within a subgroup is determined to be disturbed, the operating frequency of all sensor cells of this subgroup is changed in the same way for the subsequent work cycles. In this way, in turn, the existing division of the sensor cells in the subgroups mentioned can be maintained unchanged.
  • control unit may, for example be set up in the event that after a working cycle, a sensor cell has been determined to be disturbed, also to determine which subgroup belongs to this sensor cell disturbed and to control the signal generator, belonging to this subgroup further sensor cells in at least one subsequent cycle with test signals apply whose operating frequency is different from the operating frequency of that test signal, with which the failed sensor cell has been acted upon in the aforementioned cycle.
  • control unit can be set up to change the disturbed operating frequencies as described above or to change the assignment of the sensor cells to the subgroups as described above.
  • the interference field is, for example, an electromagnetic field within a relatively narrow frequency band whose bandwidth is smaller than the distance (ie the difference) between the operating frequencies used, often only one of the operating frequencies used is disturbed in the event of a malfunction, while the Capacitance measurements by means of the other operating frequencies provide undisturbed measured values.
  • the distance between the operating frequencies used the lower the susceptibility to broadband interfering fields.
  • the interference field is, for example, a pulsed interference field with a large bandwidth, so that several or even all operating frequencies used within a work cycle may be disturbed.
  • the pulse duration of the interference field in relation to the repetition frequency of the interference field in these cases is so short that the interference field in each work cycle only during some of the measurements, so only during the loading of some of the sensor cells with test signals and corresponding generation of the response signals, is active or turned on.
  • a capacitive input interface in particular an input interface of the type proposed here, for example a touchpad or a touchscreen, which correspondingly comprises a multiplicity of capacitive sensor cells arranged in a planar sensor field of the input interface and a signal generator for applying electrical test signals to the capacitive sensor cells, by means of a signal generator of the input interface in periodically recurring working cycles, the sensor cells are subjected to electrical test signals.
  • Each of the electrical test signals has an operating frequency, wherein each of the sensor cells acted upon by a respective test signal generates a response signal which is dependent on the operating frequency of the respective test signal and on a momentary electrical capacitance of the sensor cell.
  • a measured value for the instantaneous electrical capacitance of this sensor cell in this working cycle is derived from the respective response signal of this sensor cell and taking into account the operating frequency of the associated test signal.
  • a first subgroup of the sensor cells is subjected to test signals of a first operating frequency and in each case in this the same duty cycle a second subset of the sensor cells with test signals of a second operating frequency applied, wherein the first operating frequency differs from the second operating frequency.
  • FIGS. 1 to 3 show a capacitive input interface of the type proposed here, a sensor field of the capacitive input interface shown here in FIG. 1, and an alternative embodiment of the sensor field of the capacitive input interface shown in FIG. 1 shows a specific embodiment of the presented here ⁇ battered capacitive input interface 1.
  • the input interface 1 is designed as a touch screen in this example, and allows for the manual input of control ⁇ instructions for controlling an electronic device 2, examples game as a driver assistance system, an Control panel 3 of the input interface 1.
  • the control panel 3 is designed to be transparent and covers an LCD screen (not shown here for clarity) in which user-visible images and graphic symbols, such as letters, numbers, icons or menu representations, can be shown.
  • the input interface could also be part of a (tablet) computer, a mobile phone (smartphone) or another portable or stationary device.
  • the input interface 1 could but also serve as a touchpad example of a laptop or other computer system. For example, by means of such a touchpad, a cursor could be moved on a screen spatially separated from the control panel 3.
  • the control panel 3 includes a planar sensor array, in which a plurality of capacitive sensor cells 5 are arranged.
  • the control panel 3 also includes a (not illustrated here ⁇ set) electrically insulating transparent front glass or plastic, through which the sensor array 4 and the sensor cells 5 are covered and protected.
  • the input interface is thus designed according to the so-called projected-capacitive technology ("projected-capacitive technology", "pro-cap”).
  • projected-capacitive technology projected-capacitive technology
  • the sensor cells 5 are typically arranged within the sensor field in a geometric pattern, for example in the manner of a grid or checkerboard, so that as far as possible the entire area of the sensor field 4 is covered or filled by the sensor cells. This way is through the
  • Sensor cells 5 in the sensor array 4 defines a two-dimensional (and in the case shown Cartesian) coordinate system (indicated in Figure 1 by the arrows labeled X and Y), in which each sensor element exactly one pair of coordinate values (X, Y), ie a coordinate point corresponding to this coordinate system.
  • any other arrangements of the sensor cells 5 is conceivable, for example along coordinate lines of any 2-dimensional straight-line or curvilinear coordinate system.
  • Another example is therefore the arrangement of the sensor cells 5 along coordinate lines of a polar coordinate system, ie along straight lines that pass through a coordinate origin and along concentric circles that have the coordinate origin as the center.
  • the sensor cells 5 are typically, as in the example shown, given by overlapping areas, crossing areas or adjoining areas of two intersecting electrical conductors 6, 7 (electrodes).
  • These electrical conductors which may be transparent, for example, and made of indium-tin oxide (ITO) extend over the entire sensor field 4 and are arranged in two typically parallel and electrically isolated planes, ie in a first plane and in one second level, for example on a front and a back of a flat, electrically insulating and optionally transparent substrate 8 or on two such substrates, for example of glass or plastic, which are typically arranged parallel to each other and to the windscreen.
  • ITO indium-tin oxide
  • each pair of crossing conductors 6, 7 of the first and the second level forms in their overlapping area, crossing area or Adjacent area a capacitor off.
  • these capacitors represent the sensor cells 5 of the sensor surface 4.
  • the capacitance of a given sensor cell 5 therefore changes as a result of the approach of a finger or an input aid to the sensor cell 5, ie to the respective overlap region, crossing region or adjoining region of the sensor cell 5 belonging two conductors 6, 7.
  • the input interface 1 also includes a signal generator 9 for charging the capacitive sensor cells 5 with electrical test signals, which may also be referred to as drive signals.
  • the electrical test signals are used to measure the electrical capacitances of the sensor cells.
  • each individual test signal can be characterized by its frequency, which is referred to below as the operating frequency of the test signal.
  • the operating frequency of the test signal typically, no further frequencies are contained in each of the test signals, so that the test signal can be characterized by exactly one operating frequency, and possibly also, for example, by its signal duration, its temporal voltage profile and / or its temporal current profile.
  • each of the test signals can be considered as temporal voltage or
  • Describe current waveform which is typically in the form a vibration or a pulse train can be represented, for example as a rectangular, triangular, tilt or sinusoidal or pulse sequence, which are each characterized by the operating frequency of the test signal.
  • Typical values for the operating frequencies used are, for example, in a range between approximately 10 kHz and approximately 10 MHz, for example for some of the sensor fields of the manufacturer Cypress.
  • distances may lie between the operating frequencies, which are also in the stated range.
  • the duration of the individual test signals may be, for example, in a range of about 50 ⁇ to 1 ms.
  • the test signal can also have a jitter ("jittered").
  • a jitter of the test signals can be generated, for example, when using an SSCG (Spread Spectrum Clock Generator) in the signal generator 9. It is also possible to use corresponding optimization (typically by minimization) of the jitter of the test signals reduces the energy dissipation and thus the power consumption of the input interface 1.
  • SSCG Session Control Clock Generator
  • Each of the sensor cells 5 generates, in response to the application of one of the test signals, an electrical response signal which is dependent on the operating frequency of this test signal and on the instantaneous electrical capacitance of the sensor cell 5.
  • the sensor ⁇ cells 5 are the typically via the conductors 6, 7, only one of the two said planes, such as the first level or the second level, with Test signals acted upon. These conductors may also be used as excitation conductors be ⁇ records, the other heads of the other plane, which then lead the response signal as a detection conductor.
  • the response signal is generated from the test signal typically by a capacitive coupling between the conductors of the two levels in the sensor cell 5, so that from the response signal, the capacitance of the sensor cell 5 can be derived.
  • the input interface according to the invention also comprises a control unit 10, which is set up to trigger the signal generator 9 in periodically recurring work cycles to apply each of the sensor cells 5 to exactly one of the test signals. Within each working cycle, typically, all sensor cells 5 are subjected to exactly one of the test signals. Typically, this application takes place sequentially, so that the sensor cells are acted upon in succession in an order. The work cycles are repeated at a repetition rate, the repetition rate of the work cycles not being confused with the operating frequency of the test signals.
  • the input interface also comprises an evaluation unit 11, which is set up, for each of the sensor cells 5 and for each of the working cycles from the respective response signal of this sensor cell taking into account the operating frequency of the associated test signal, a measured value for the instantaneous electrical capacitance of this sensor cell 5 in this working cycle derive.
  • an evaluation unit 11 which is set up, for each of the sensor cells 5 and for each of the working cycles from the respective response signal of this sensor cell taking into account the operating frequency of the associated test signal, a measured value for the instantaneous electrical capacitance of this sensor cell 5 in this working cycle derive.
  • a size itself serves as a measure of the capacity of the sensor cell in question.
  • the signal generator 9 and the evaluation unit 11 are integrated in a control unit 15 ("controller") of the input interface 1.
  • the evaluation unit 11 can be designed, for example, as a digital-to-analog converter or include such.
  • the sensor cells 5 of the sensor array 4 are in two (see FIG. 2) or more (see Figure 3) subgroups divided. Each of the sensor cells 5 is contained in exactly one of these subgroups.
  • the signal generator 9 is controlled by the control unit 10 in such a way that it applies a first partial group of the sensor cells 5, shown here as light squares, to test signals of a first operating frequency (F1) and in each case same duty cycle, a second subset of the sensor cells 5, shown here as dark squares, with test signals a second Anlagen ) frequency (F2) to apply.
  • F1 first operating frequency
  • F2 second subset of the sensor cells 5
  • F2 second Häfit ) frequency
  • This loading of the sensor cells in such sub-groups is preferably carried out in each working cycle or at least in some of the working cycles.
  • n represent such subgroups, where n is a natural number greater than two, for example an integer greater than two and less than or equal to 10.
  • the associated n ares frequencies (Fl, F2, Fn) are different from one another different and preferably no integer multiples of each other.
  • each of the sensor cells 5 of the different sub-groups are arranged relative to one another such that each of the sensor cells 5 belongs to exactly one of the sub-groups mentioned and with at least one other of the sensor cells belonging to another of the sub-groups in which sensor field is arranged spatially adjacent.
  • each sensor cell 4 has 5 such adjacent sensor cells.
  • each sensor cell has five, seven such neigh- sensor cells (counting diagonally adjacent sensor cells).
  • the sensor cells 5 are arranged in parallel rows 12 and columns 13, with all such sensor cells 5 adjacent within one of the rows 12 being included in two different ones of the subgroups. In addition, all the sensor cells 5 that are adjacent within a column 13 are also included in two different of the subgroups.
  • the gaps 12 and rows 13 are transverse to each other in the first and second planes according to the above described paths of the electrical conductors 6, 7, and at an angle of about 90 ° in the example shown.
  • the measured values of the instantaneous capacitances of the sensor cells 5 determined by this control cycle are typically checked by means of the control unit 10 following each work cycle to detect disturbed working frequencies. In the example shown, this is done by determining deviations between the measured values of sensor cells which are arranged in pairs adjacent to one another in the sensor field and, moreover, test signals of different operating frequencies have been applied in the relevant working cycle. If the deviations determined exceed predetermined threshold values, then the affected sensor cells or their measured values are determined to be disturbed by the control unit 10 and discarded during the subsequent generation of the control signals and thus filtered out.
  • each of these faulty sensor cells 5 is in each case subjected to a test signal in at least one subsequent working cycle, for example in the following ten working cycles, whose operating frequency is determined by the working frequency.
  • Frequency of the test signal, with which the disturbed Sensorzel- .le 5 has been acted upon in the above-mentioned, disturbed duty cycle different.
  • a faulty sensor cell of the first subgroup could be assigned to the second subgroup in the subsequent work cycles and subjected to the operating frequency of the second operating frequency accordingly.
  • all other sensor cells 5 of the first named subgroup could additionally be assigned to the second subgroup in the subsequent work cycles. After the predetermined number of working cycles, the original assignment of the sensor cells 5 to the two subgroups is then reused.
  • changed operating frequencies will be used. Alternatively, however, the changed operating frequencies could continue to be used indefinitely or until a new fault.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine kapazitive Eingabeschnittstelle (1), umfassend ein flächiges Sensorfeld (4), das eine Vielzahl kapazitiver Sensorzellen (5) aufweist, und einen Signalgeber (9) zum Beaufschlagen der kapazitiven Sensorzellen (5) mit elektrischen Testsignalen, wobei jede der Sensorzellen (5) eingerichtet ist, bei Beaufschlagung mit einem der Testsignale ein von der Arbeitsfrequenz dieses Testsignals und von einer momentanen elektrischen Kapazität der Sensorzelle (5) abhängiges AntwortSignal zu erzeugen, wobei eine Steuereinheit (10) der Eingabeschnittstelle eingerichtet ist, den Signalgeber (9) in periodisch wiederkehrenden Arbeitszyklen dazu anzusteuern, jede der Sensorzellen (5) mit jeweils einem der Testsignale zu beaufschlagen, sowie eine Auswerteeinheit zum Ableiten von Kapazitätsmesswerten aus dem jeweiligen Antwortsignalen der Sensorzellen, wobei die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, eine erste Teilgruppe der Sensorzellen (5) mit Testsignalen einer ersten Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen und jeweils in dem selben Arbeitszyklus eine zweite Teilgruppe der Sensorzellen (5) mit Testsignalen einer von der ersten Arbeitsfrequenz verschiedenen zweiten Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen.

Description

Beschreibung
Kapazitive Eingabeschnittstelle und Verfahren zum Steuern ei¬ ner kapazitiven Eingabeschnittstelle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kapazitive Eingabeschnittstelle gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ein Verfahren zum Steuern einer kapazitiven Eingabeschnittstelle gemäß dem Oberbegriff des Nebenanspruchs.
Kapazitive Eingabeschnittstellen sind beispielsweise als Touchpads und Touchscreens bekannt und ermöglichen die manuelle Eingabe von Steuerbefehlen, beispielsweise also mittels einem oder mehreren Fingern oder mittels einer handgeführten Eingabehilfe, wie beispielsweise einem Stift. Die kapazitive Eingabeschnittstelle wandeln die in die Eingabeschnittstelle manuell eingegebenen Steuerbefehle in entsprechende (elektrische) Steuersignale um, mit denen anschließend ein entsprechen eingerichtetes elektronisches Gerät angesteuert werden kann. Bei diesem Gerät kann es sich beispielsweise um ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs handeln oder um ein handgehaltenes und/oder portables Gerät, wie beispielsweise ein (Tablet-) Computer, ein Laptop oder ein Mobiltelefon
(Smartphone) . In jedem Fall ist die kapazitive Eingabe- Schnittstelle so angeordnet, dass sie für einen Benutzer ma¬ nuell erreichbar und zugänglich ist, beispielsweise von einem Fahrersitz eines Fahrzeugs aus.
Eine kapazitive Eingabeschnittstelle weist zur manuellen Ein- gäbe der Steuerbefehle ein Bedienfeld mit einem flächigen
Sensorfeld auf, in dem eine Vielzahl von kapazitiven Sensorzellen - typischerweise in einem regelmäßigen geometrischen Muster - angeordnet sind. Durch das Berühren des Sensorfeldes mit einem oder mehreren Fingern bzw. mit einer Eingabehilfe oder, je nach Empfindlichkeit der Eingabeschnittstelle, bereits durch das Annähern eines oder mehrerer Finger oder einer Eingabehilfe an das Sensorfeld können (vergrößern oder verkleinern) sich die elektrischen Kapazitäten der Sensorzellen aufgrund kapazitiver Kopplung mit dem Finger bzw. der Eingabehilfe ändern. Dabei ändern sich die Kapazitäten derjenigen Sensorzellen am stärksten, deren momentaner Abstand zum Finger bzw. der Eingabehilfe am kleinsten ist. Durch periodisch wiederholtes Messen der Kapazitäten aller Sensorzellen kann festgestellt werden, ob und, wenn ja, an welchem Ort bzw. welcher Position des Sensorfeldes ein Finger bzw. eine Eingabehilfe an die Eingabeschnittstelle herangeführt worden ist oder sie sogar berührt. Diese Kapazitätswerte der Sensorzellen werden durch die Eingabeschnittstelle in das oben genannte Steuersignal umgewandelt, das gegebenenfalls an das zu steuernde elektronische Gerät weitergeleitet wird. Das Steuersignal wird in der Regel in Abhängigkeit von dem genannten Ort bzw. der genannten Position des Sensorfeldes erzeugt, an dem bzw. der also der Finger bzw. die Eingabehilfe an das Sensorfeld herangeführt worden ist oder sie sogar berührt und in dem bzw. an der somit die stärksten Änderungen der Kapazitäten der Sensorzellen gemessen worden sind.
Je nach Anwendungsfall können unterschiedliche elektromagnetische Störfelder auftreten und die gemessenen Kapazitäten der Sensorzellen verfälschen oder sogar die Kapazitätsmessung unmöglich machen. In solchen Situationen kann die Eingabe- Schnittstelle nur eingeschränkt oder sogar überhaupt nicht zur manuellen Eingabe von Steuerbefehlen verwendet werden. Da die durch die manuelle Eingabe ausgelösten Kapazitätsänderungen in den Sensorzellen häufig äußerst gering sind, in manchen Fällen beispielsweise nur wenige Femto-Farad (10~15 F) betragen, ist eine effektive elektromagnetische Abschirmung des Sensorfeldes oft nicht möglich oder praktikabel und können andererseits bereits relativ schwache Störfelder zu derartigen Störungen führen. Auch können mit bekannten Filtertechniken derartige Störungen oft nicht befriedigend vermie- den werden oder führen zu einer Verlängerung der Reaktionszeit der Eingabeschnittstelle. Außerdem können mittels bekannter Filtertechniken häufig nur durch die Störung hervor- gerufene „false detections" erkannt werden können, so dass weiterhin die Gefahr besteht, dass tatsächlich vorgenommene Eingaben durch die Filterung fälschlicherweise ignoriert wer den. Oft können daher mittels bekannter Filtertechniken Störungen von Störfeldern nur dann fehlerfrei und sicher heraus gefiltert werden, wenn das elektromagnetische Störfeld vorab bekannt ist, wenn es beispielsweise von elektrischen Komponenten der Bedienschnittstelle, des mittels der Bedienschnittstelle bedienbaren Gerätes oder von einer in der jeweiligen Anwendung typischerweise vorhandenen und daher bekannten Strahlungsquelle erzeugt wird.
Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ka pazitive Eingabeschnittstelle, wie beispielsweise eine kapa¬ zitive Eingabeschnittstelle der vorangehend beschriebenen Art, dahingehend zu verbessern, dass Störungen durch elektro magnetische Störfeldern verringert werden. Ferner soll ein entsprechendes Verfahren zum Steuern einer kapazitiven Einga beschnittsteile vorgeschlagen werden, dass weniger anfällig gegenüber Störfeldern ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine kapazitive Eingabeschnittstelle gemäß dem Hauptanspruch und durch ein Verfahren zum Steuern einer kapazitiven Eingabeschnittstelle gemäß dem Nebenanspruch. Weiterentwicklungen und spezielle Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich mit den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Sofern im Folgenden Bezug auf die vorgeschlagene Eingabeschnittstelle genommen wird, etwa bei der Beschreibung ein¬ zelner Merkmale oder erzielter Vorteile, so lässt sich die jeweilige Beschreibung entsprechend auch auf das vorgeschlagene Verfahren übertragen und umgekehrt. So kann das vorgeschlagene Verfahren insbesondere mit den hier beschriebenen Ausführungsformen der Eingabeschnittstelle durchgeführt werden und eignet sich umgekehrt die Eingabeschnittstelle zur Durchführung der hier beschriebenen Ausführungsformen des vorgeschlagenen Verfahrens. Außerdem können die hier vorgeschlagene Eingabeschnittstelle und das Verfahren alle oben einleitend beschriebenen Merkmale und Funktionen aufweisen. Entsprechend betrifft die Erfindung außerdem ein System um- fassend die vorgeschlagene Eingabeschnittstelle und ein hiermit steuerbares elektronisches Gerät, wobei das steuerbare Gerät beispielsweise ein Fahrerassistenzsystem, ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem, ein (Tablet- ) Computer, ein Laptop oder Mobiltelefon (Smartphone) sein kann.
Die erfindungsgemäße kapazitive Eingabeschnittstelle, die beispielsweise ein Touchpad oder ein Touchscreen sein kann, umfasst demnach ein Bedienfeld mit einem flächigen Sensorfeld, in dem eine Vielzahl von kapazitiven Sensorzellen ange- ordnet sind. Die Sensorzellen sind innerhalb des Sensorfeldes typischerweise in einem geometrischen Muster, beispielsweise gitterartig oder schachbrettartig, angeordnet, so dass möglichst die gesamte Fläche des Sensorfeldes durch die Sensorzellen abgedeckt bzw. ausgefüllt ist.
Die erfindungsgemäße Eingabeschnittstelle beinhaltet außerdem einen Signalgeber zum Beaufschlagen der kapazitiven Sensorzellen mit elektrischen Testsignalen, welche auch als Antriebssignale bezeichnet werden können. Die elektrischen Testsignale dienen der Messung der elektrischen Kapazitäten der Sensorzellen. Jedes einzelne Testsignal ist charakterisierbar durch seine Frequenz, welche im Folgenden als Arbeitsfrequenz des Testsignals bezeichnet wird. Jede der Sensorzellen ist eingerichtet, in Reaktion auf die Beaufschla- gung mit einem der Testsignale ein von der Arbeitsfrequenz dieses Testsignals und von der momentanen elektrischen Kapazität der Sensorzelle abhängiges elektrisches Antwortsignal zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Eingabeschnittstelle umfasst außerdem eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, den Signalgeber in periodisch wiederkehrenden Arbeitszyklen dazu anzusteuern, jede der Sensorzellen mit jeweils einem der Testsignale zu beaufschlagen. Innerhalb eines jeden Arbeitszyklus erfolgt daher typischerweise eine Beaufschlagung aller Sensorzellen mit jeweils einem der Testsignale. Typischerweise erfolgt diese Beaufschlagung sequentiell, so dass die Sensorzellen in einer Reihenfolge nacheinander beaufschlagt werden.
Die Eingabeschnittstelle umfasst außerdem eine Auswerteeinheit, die eingerichtet ist, für eine jede der Sensorzellen und für einen jeden der Arbeitszyklen aus dem jeweiligen Antwortsignal dieser Sensorzelle unter Berücksichtigung der Arbeitsfrequenz des zugehörigen Testsignals einen Messwert für die momentane elektrische Kapazität dieser Sensorzelle in diesem Arbeitszyklus abzuleiten.
Gemäß der Erfindung sind die Sensorzellen in zwei oder mehr Teilgruppen aufgeteilt, wobei jede der Sensorzellen typischerweise in genau einer dieser Teilgruppen enthalten ist. Die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, den Signalgeber so anzusteuern, eine erste Teilgruppe der Sensorzellen mit Testsignalen einer ersten Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen und in dem jeweils selben Arbeitszyklus eine zweite Teilgruppe der Sensorzellen mit Testsignalen einer zweiten Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen, wobei sich die erste Arbeitsfrequenz von der zweiten Arbeitsfrequenz unterscheidet. Typischerweise erfolgt diese Art der Beaufschlagung der Sensorzellen in jedem Arbeitszyklus oder zumindest in manchen der Arbeitszyklen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch die hier vorgeschlagene Verwendung von zwei (oder mehr, wie weiter unten beschrieben) unterschiedlichen Arbeitsfrequenzen pro Arbeitszyklus die Störanfälligkeit der Eingabeschnittstelle gegenüber elektromagnetischen Störfelder sich wesentlich verbessert, da in der Regel zumindest manche der in ei- nem Arbeitszyklus verwendeten Arbeitsfrequenzen durch evtl. vorhandenes Störfeld ungestört bleiben. Ein vorliegendes Störfeld stört in der Regel fast ausschließlich diejenigen Kapazitätsmessungen innerhalb eines Arbeitszyklus, die mit solchen Arbeitsfrequenzen durchgeführt werden, die auch in dem Störfelder enthalten sind bzw. deren ganzzahligen Vielfache in dem Störfeld enthalten ist. Ist also beispielsweise die genannte erste Arbeitsfrequenz auf diese Weise gestört, sind die Messungen mittels der zweiten Arbeitsfrequenz und gegebenenfalls weiteren Arbeitsfrequenzen, sofern diese nicht zufällig ebenfalls in dem Störfeld enthalten ist bzw. sind, in der Regel ungestört, so dass ein Eingabe weiterhin möglich ist, wenn auch gegebenenfalls bei einer etwas geringeren räumlichen Auflösung des Sensorfeldes. Daher können trotz Einwirkung eines Störfeldes in jedem Arbeitszyklus in der Re¬ gel die Kapazitäten ausreichend vieler Sensorzellen ermittelt werden können, so dass die Bedienbarkeit der Eingabeschnitt- stelle trotz Störfeld aufrecht erhalten werden kann.
Es ist außerdem möglich, zusätzlich zu der ersten Teilgruppe und der zweiten Teilgruppe in dem jeweils selben Arbeitszyklus außerdem mindestens eine weitere Teilgruppe von Sensor- zellen mit Testsignalen mindestens einer weiteren Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen, wobei die genannten Arbeitsfrequenzen voneinander verschieden sind. Vorzugsweise sind die genannten Arbeitsfrequenzen für die genannten Teilgruppen keine ganzzahligen Vielfachen voneinander.
Vorzugsweise sind die Sensorzellen der unterschiedlichen Teilgruppen relativ zueinander so angeordnet, dass, sobald eine der Arbeitsfrequenzen durch ein Störfeld gestört ist, eine möglichst homogene und möglichst das gesamte Sensorfeld abdeckende Verteilung von weiterhin ungestörten Sensorzellen in dem betreffenden Arbeitszyklus sichergestellt ist. Bei¬ spielsweise kann zu diesem Zweck vorgesehen sein, dass jede der Sensorzellen genau einer der genannten Teilgruppen angehört und mit mindestens einer weiteren der Sensorzellen, die einer anderen der Teilgruppen angehört, in dem Sensorfeld räumlich benachbart angeordnet ist. Die Steuereinheit kann dementsprechend eingerichtet sein, den Signalgeber anzusteu- ern, in jedem Arbeitszyklus (oder zumindest in manchen Arbeitszyklen) benachbarte Sensorzellen mit Testsignalen paarweise verschiedener Arbeitsfrequenzen zu beaufschlagen. In einer Ausführungsform mit einer weiteren speziellen Anordnung der Teilgruppen der Sensorzellen sind die Sensorzellen in zueinander parallel verlaufenden Reihen angeordnet, wobei jede der Sensorzellen innerhalb genau einer der Reihen angeordnet ist. Vorzugsweise sind alle solche Sensorzellen, die innerhalb einer gleichen der Reihen zueinander benachbart angeordnet sind, in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten. Außerdem ist es möglich, dass die Sensorzellen in zueinander parallel verlaufenden Spalten angeordnet sind, wobei jede der Sensorzellen außerdem innerhalb genau einer der Spalten angeordnet ist. Vorzugsweise sind alle solche Sensorzellen, die innerhalb einer gleichen der Spalten zueinander benachbart angeordnet sind, ebenfalls in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten. Wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird, können die Sensorzellen allgemein entlang von Koordinatenlinien eines zweidimensionalen geradlinigen oder krummlinigen Koordinatensystems angeordnet sein, welches sich über das gesamte Sensorfeld erstreckt. Im oben beschriebenen Fall handelt es sich beispielsweise um ein kartesisches Koordinatensystem, genauso wäre aber auch beispielsweise ein Po- larkoordinatensystem geeignet. Hierbei sind mit Koordinatenlinien Linien in dem jeweiligen zweidimensionalen Koordinatensystem gemeint, auf denen eine jeweils eine der beiden Ko¬ ordinaten des Koordinatensystems konstant ist. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung Störungen durch externe Störfelder besonders gut zu detektieren, so dass es anschließend außerdem möglich ist, gestörte Messwerte heraus- zufiltern und/oder die Störung der Kapazitätsmessungen durch die Einwirkung des Störfeldes zu reduzieren oder sogar ganz zu eliminieren. So ist es beispielsweise möglich, dass die Steuereinheit eingerichtet ist, im Anschluss an einen Arbeitszyklus die in diesem Arbeitszyklus ermittelten Messwerte der momentanen Kapazitäten der Sensorzellen zu überprüfen, um gestörte Arbeitsfrequenzen festzustellen. Dies kann beispielsweise durch Ermitteln von Abweichungen zwischen den ermittelten Messwerten und Referenzwerten der jeweiligen Sen- sorzellen oder zwischen den ermittelten Messwerten und erwarteten Messwerten erfolgen. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es möglich, dass für eine Überprüfung der Messwerte Abweichungen zwischen den Messwerte solcher Sensorzellen ermittelt werden, die in dem Sensorfeld paarweise benachbart ange- ordnet sind und außerdem in dem betreffenden Arbeitszyklus mit Testsignalen verschiedener Arbeitsfrequenzen beaufschlagt worden sind. Wenn die ermittelten Abweichungen vorgegebene Schwellwerte überschreiten, ist es anschließend vorteilhafterweise möglich, die betroffenen Sensorzellen bzw. deren Messwerte durch die Steuereinheit als gestört festzustellen (und gegebenenfalls entsprechend zu klassifizieren) und/oder die gestörten Messwerte zu verwerfen bzw. bei der nachfolgenden Erzeugung der Steuersignale zu vernachlässigen, also her- auszufiltern .
Um, wie oben bereits angesprochen, nach der Detektion einer Störung durch ein Störfeld die Störung möglichst zu eliminieren, ist es möglich, dass im Fall, dass im Anschluss an einen Arbeitszyklus eine Sensorzelle als gestört festgestellt wor- den ist, diese Sensorzelle in mindestens einem nachfolgenden Arbeitszyklus mit einem Testsignal zu beaufschlagen, deren Arbeitsfrequenz von der Arbeitsfrequenz desjenigen Testsignals, mit dem die gestörte Sensorzelle in dem zuvor genannten, gestörten Arbeitszyklus beaufschlagt worden ist, ver- schieden ist. Der mindestens eine nachfolgende Arbeitszyklus kann eine vorgegebene Anzahl von Arbeitszyklen oder unbeschränkt viele Arbeitszyklen umfassen. Die genannte vorgegebene Anzahl der nachfolgenden Arbeitszyklen kann beispielsweise einen Wert zwischen eins und zehn haben. Nach diesen nachfolgenden Arbeitszyklen ist es prinzipiell möglich, wieder die zuvor verwendeten Arbeitsfrequenzen zu verwenden.
Sollte dann wiederum eine Störung durch das Störfeld festge- stellt werden, können erneut geänderte Arbeitsfrequenzen verwendet werden.
Beispielsweise werden alle gestörten Sensorzellen in den ge- nannten nachfolgenden Arbeitszyklen mit solchen Arbeitsfrequenzen beaufschlagt, die in dem zuvor genannten, gestörten Arbeitszyklus verwendet wurden, für die aber keine Störung festgestellt worden ist. Es ist dann also beispielsweise möglich, dass manche Sensorzellen, die im gestörten Arbeitszyk- lus einer bestimmten Teilgruppe, beispielsweise der ersten Teilgruppe, zugeordnet waren, in den nachfolgenden Arbeitszyklen einer anderen Teilgruppe, beispielsweise der zweiten Teilgruppe, zugeordnet werden. Es ist auch möglich, dass alle übrigen Sensorzellen der erstgenannten Teilgruppe in den nachfolgenden Arbeitszyklen der genannten anderen Teilgruppe zugeordnet werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Anzahl von Arbeitszyklen kann beispielsweise wieder die ursprüngliche Zuordnung der Sensorzellen zu den Teilgruppen weiterverwendet werden .
Es ist auch möglich, die gestörten Arbeitsfrequenzen in den nachfolgenden Arbeitszyklen zu ändern, beispielsweise durch Hinzuaddieren eines Off-Set-Wertes oder durch Auswählen einer alternativen Arbeitsfrequenz beispielsweise aus einer in ei- nem Datenspeicher der Eingabeschnittstelle gespeicherten Liste. Erfolgt eine solche Änderung für alle Sensorzellen einer Teilgruppe, kann auf diese Weise die Zuordnung der Sensorzellen zu den genannten Teilgruppen (und somit auch das zugehörige räumliche Muster der Sensorzellen im Sensorfeld) in den nachfolgenden Arbeitszyklen beibehalten werden. Es ist außerdem möglich, dass, sobald eine Sensorzelle innerhalb einer Teilgruppe als gestört festgestellt wird, die Arbeitsfrequenz aller Sensorzellen dieser Teilgruppe für die nachfolgende Arbeitszyklen auf die gleiche Weise geändert wird. Auf diese Weise kann wiederum die bestehende Aufteilung der Sensorzellen in die genannten Teilgruppen unverändert beibehalten werden. Zu diesem Zweck kann die Steuereinheit beispielsweise eingerichtet sein, im Fall, dass im Anschluss an einen Arbeitszyklus eine Sensorzelle als gestört festgestellt worden ist, außerdem festzustellen, zu welcher Teilgruppe diese gestörte Sensorzelle gehört und den Signalgeber anzusteuern, die zu dieser Teilgruppe gehörigen weiteren Sensorzellen in mindestens einem nachfolgenden Arbeitszyklus mit Testsignalen zu beaufschlagen, deren Arbeitsfrequenz von der Arbeitsfrequenz desjenigen Testsignals, mit dem die gestörte Sensorzelle in dem zuvor genannten Arbeitszyklus beaufschlagt worden ist, verschieden ist. Insbesondere kann die Steuereinheit eingerichtet sein, die gestörten Arbeitsfrequenzen wie oben beschrieben zu ändern oder die Zuordnung der Sensorzellen zu den Teilgruppen wie oben beschrieben zu ändern.
Handelt es sich bei dem Störfeld beispielsweise um ein elektromagnetisches Feld innerhalb eines relativ schmalen Frequenzbandes, deren Bandbreite kleiner ist als der Abstand (also die Differenz) zwischen den verwendeten Arbeitsfrequenzen, so wird im Fall einer Störung häufig nur eine der verwendeten Arbeitsfrequenz gestört, während die Kapazitätsmessungen mittels der anderen Arbeitsfrequenzen ungestörte Messwerte liefern. Für die gestörten Sensorzellen kann, wie oben beschrieben, für nachfolgende Arbeitszyklen problemlos auf eine durch das Störfeld nicht gestörte Arbeitsfrequenz ausgewichen werden. Je größer also der Abstand zwischen den verwendeten Arbeitsfrequenzen gewählt wird, umso geringer ist die Störanfälligkeit gegenüber breitbandigen Störfeldern.
In einem anderen typischen Fall handelt es sich bei dem Stör- feld beispielsweise um ein gepulstes Störfeld mit einer großen Bandbreite, so können mehrere oder sogar alle innerhalb eines Arbeitszyklus verwendeten Arbeitsfrequenzen gestört sein. Typischerweise ist dann aber die Pulsdauer des Störfeldes im Verhältnis zu der Wiederholfrequenz des Störfeldes in diesen Fällen so kurz, dass das Störfeld in jedem Arbeitszyklus nur während einiger der Messungen, also nur währende der Beaufschlagung einiger der Sensorzellen mit Testsignalen und entsprechender Erzeugung der Antwortsignale, aktiv bzw. eingeschaltet ist. Daher sind auch in derartigen Fällen in der Regel immer noch ein Großteil der Messungen ungestört, so dass auch nach der oben beschriebenen Überprüfung der Mess- werte und anschließenden Verwerfung gestörter Messwerte immer noch ausreichend viele Sensorzellen ungestört sind, und die Eingabeschnittstelle praktisch uneingeschränkt verwendet werden kann. Hinzukommt, dass, sofern die Wiederholfrequenz des Störfeldes nicht exakt mit der Wiederholungsrate der Arbeits- zyklen des Bedienfeldes übereinstimmt, in jedem Arbeitszyklus typischerweise andere Sensorzellen von der Störung betroffen sind. Vorteilhafterweise treten auf diese Weise keine permanent gestörten Bereiche innerhalb des Sensorfeldes auf. Entsprechend sieht das hier vorgeschlagene Verfahren zum
Steuern einer kapazitive Eingabeschnittstelle, insbesondere einer Eingabeschnittstelle hier vorgeschlagener Art, beispielsweise eines Touchpads oder eines Touchscreens , die entsprechend eine Vielzahl von in einem flächigen Sensorfeld der Eingabeschnittstelle angeordnete kapazitive Sensorzellen und einen Signalgeber zum Beaufschlagen der kapazitiven Sensorzellen mit elektrischen Testsignalen umfasst, vor, dass mittels eines Signalgebers der Eingabeschnittstelle in periodisch wiederkehrenden Arbeitszyklen die Sensorzellen mit elektrischen Testsignalen beaufschlagt werden. Jedes der elektrischen Testsignale weist eine Arbeitsfrequenz auf, wobei jede der mit jeweils einem Testsignal beaufschlagten Sensorzellen ein von der Arbeitsfrequenz des jeweiligen Testsignals und von einer momentanen elektrischen Kapazität der Sen- sorzelle abhängiges Antwortsignal erzeugt. Für eine jede der Sensorzellen und für einen jeden der Arbeitszyklen wird aus dem jeweiligen Antwortsignal dieser Sensorzelle und unter Berücksichtigung der Arbeitsfrequenz des zugehörigen Testsignals ein Messwert für die momentane elektrische Kapazität dieser Sensorzelle in diesem Arbeitszyklus abgeleitet. Dabei wird eine erste Teilgruppe der Sensorzellen mit Testsignalen einer ersten Arbeitsfrequenz beaufschlagt und jeweils in dem- selben Arbeitszyklus eine zweite Teilgruppe der Sensorzellen mit Testsignalen einer zweiten Arbeitsfrequenz beaufschlagt, wobei sich die erste Arbeitsfrequenz von der zweiten Arbeitsfrequenz unterscheidet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in Figuren 1 bis 3 gezeigten schematischen Darstellungen spezieller Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine kapazitive Eingabeschnittstelle hier vorgeschlagener Art, ein Sensorfeld der in Figur 1 gezeigten kapazitiven Eingabeschnittstelle hier vorgeschlagener Art, und eine alternative Ausführungsform des Sensorfelds der in Figur 1 gezeigten kapazitiven Eingabeschnittstelle . Figur 1 zeigt eine spezielle Ausführungsform der hier vorge¬ schlagenen kapazitiven Eingabeschnittstelle 1. Die Eingabeschnittstelle 1 ist in diesem Beispiel als ein Touchscreen ausgestaltet und ermöglicht die manuelle Eingabe von Steuer¬ befehlen zur Steuerung eines elektronischen Geräts 2, bei- spielsweise eines Fahrerassistenzsystems, über ein Bedienfeld 3 der Eingabeschnittstelle 1.
Das Bedienfeld 3 ist transparent ausgestaltet und überdeckt einen (der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellten) LCD- Bildschirm, auf dem für den Anwender sichtbare Bilder und graphische Symbole gezeigt werden können, wie beispielsweise Buchstaben, Ziffern, Icons oder Menüdarstellungen .
In alternativen Ausführungsformen könnte die Eingabeschnitt- stelle auch Teil eines (Tablet-) Computers, eines Mobiltele- fons ( Smartphones ) oder eines anderen portablen oder stationären Gerätes sein. Die eingabeschnittstelle 1 könnte aber auch als Touchpad beispielsweise eines Laptops oder eines anderen Computersystems dienen. Beispielsweise könnte mittels eines solchen Touchpads ein Cursor auf einem von dem Bedienfeld 3 räumlich getrennten Bildschirm bewegt werden.
Das Bedienfeld 3 beinhaltet ein flächiges Sensorfeld, in dem eine Vielzahl von kapazitiven Sensorzellen 5 angeordnet sind. Das Bedienfeld 3 umfasst außerdem eine (hier nicht darge¬ stellte) elektrisch isolierende transparente Frontscheibe aus Glas oder einem Kunststoff, durch die das Sensorfeld 4 und die Sensorzellen 5 abgedeckt und geschützt sind. Die Eingabeschnittstelle ist somit gemäß der sogenannten projiziert- kapazitiven Technologie („proj ected-capacitive technology", „pro-cap") ausgestaltet. Es erfolgt bei der Eingabe des Steu- erbefehls also kein direkter elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Finger bzw. der Eingabehilfe und den Sensorzellen 5, es ändern sich lediglich, wie eingangs beschrieben, aufgrund der kapazitiven Kopplung mit dem Finger bzw. der Eingabehilfe die Kapazitäten der Sensorzellen 5.
Die Sensorzellen 5 sind innerhalb des Sensorfeldes typischerweise in einem geometrischen Muster, beispielsweise gitterartig oder schachbrettartig, angeordnet, so dass möglichst die gesamte Fläche des Sensorfeldes 4 durch die Sensorzellen ab- gedeckt bzw. ausgefüllt ist. Auf diese Weise wird durch die
Sensorzellen 5 in dem Sensorfeld 4 ein zweidimensionales (und in dem gezeigten Fall kartesisches ) Koordinatensystem definiert (in Figur 1 durch die mit X bzw. Y beschrifteten Pfeile angedeutet), in dem jedes Sensorelement genau einem Paar von Koordinatenwerten (X, Y) , also einem Koordinatenpunkt, in diesem Koordinatensystem entspricht. Je mehr Sensorzellen 5 in dem Sensorfeld 4 vorhanden sind, umso genauer kann somit eine Position in dem Sensorfeld 4 durch Angabe einer oder mehrerer dieser Sensorzellen 5 bzw. eines oder mehrerer sol- eher Koordinatenpunkte definiert bzw. gemessen werden und umso größer ist die erzielbare räumliche Auflösung des Sensorfeldes 4 der Bedienschnittstelle 1. Anstelle der gezeigten Anordnung der Sensorzellen 5 in Reihen (bzw. Zeilen) und Spalten, also entlang von Koordinatenlinien des genannten kartesischen Koordinatensystems, ist prinzipiell auch jede andere Anordnungen der Sensorzellen 5 denkbar, beispielsweise entlang von Koordinatenlinien eines beliebigen 2-dimensiona- len gradlinigen oder krummlinigen Koordinatensystems. Ein weiteres Beispiel ist daher die Anordnung der Sensorzellen 5 entlang von Koordinatenlinien eines Polarkoordinatensystems, also entlang von Geraden, die durch einen Koordinatenursprung laufen, und entlang konzentrischer Kreise, die den Koordinatenursprung als Mittelpunkt haben.
Die Sensorzellen 5 sind typischerweise, wie auch in dem gezeigten Beispiel, durch Überlappungsbereiche, Kreuzungsberei- che oder Angrenzungsbereiche von jeweils zwei sich kreuzenden elektrischen Leitern 6, 7 (Elektroden) gegeben. Diese elektrischen Leiter, die beispielsweise transparent sein können und beispielsweise aus Indiumzinnoxid (ITO) gefertigt sein können, erstrecken sich jeweils über das gesamte Sensorfeld 4 hinweg und sind in zwei typischerweise parallelen und voneinander elektrisch isolierten Ebenen angeordnet, also in einer ersten Ebene und in einer zweiten Ebene, beispielsweise auf einer Vorder- und einer Rückseite eines flächigen, elektrisch isolierenden und gegebenenfalls durchsichtigen Substrats 8 oder auf zwei derartigen Substraten, beispielsweise aus Glas oder einem Kunststoff, die typischerweise parallel zueinander und zu der Frontscheibe angeordnet sind.
Zwischen den Leitern in den Überlappungsbereichen, Kreuzungs- bereichen bzw. Angrenzungsbereichen besteht daher typischerweise keine (oder nur eine vernachlässigbare) direkte elektrisch leitende Verbindung (mit einem entsprechenden Elektronenübergang von einem Leiter zum nächsten) . Wie im gezeigten Beispiel, kreuzen sich die Leiter innerhalb einer jeden der beiden genannten Ebenen typischerweise nicht und können, wie gezeigt, innerhalb der Ebenen parallel zuein- ander ausgerichtet sein. Dadurch, dass die Leiter unterschiedlicher Ebenen sich kreuzen bzw. überlappen bzw. aneinander angrenzen (gesehen aus einer Blickrichtung senkrecht zu den beiden Ebenen, also senkrecht zur Zeichenebene) , bilden sich auf diese Weise zwischen den Leitern der ersten und Leitern der zweiten Ebene die genannten Überlappungsbereiche, Kreuzungsbereiche bzw. Angrenzungsbereiche aus.
In Ausführungsformen wie der hier gezeigten, bildet, gemäß der sogenannten „Wechselseitige-Kapazität-Technologie" („mu- tual capacity technology" ) , jedes Paar sich kreuzender Leiter 6, 7 der ersten und der zweite Ebene in ihrem Überlappungsbereich, Kreuzungsbereich bzw. Angrenzungsbereich einen Kondensator aus. Diese Kondensatoren stellen in diesem Fall die Sensorzellen 5 der Sensorfläche 4 dar. Die Kapazität einer gegebenen Sensorzelle 5 ändert sich somit durch die Annäherung eines Fingers oder einer Eingabehilfe an die Sensorzelle 5, also an den jeweiligen Überlappungsbereich, Kreuzungsbereich bzw. Angrenzungsbereich der zu diesem Sensorzelle 5 gehörigen beiden Leiter 6, 7.
Die Eingabeschnittstelle 1 beinhaltet außerdem einen Signalgeber 9 zum Beaufschlagen der kapazitiven Sensorzellen 5 mit elektrischen Testsignalen, welche auch als Antriebssignale bezeichnet werden können. Die elektrischen Testsignale dienen der Messung der elektrischen Kapazitäten der Sensorzellen.
Generell ist jedes einzelne Testsignal ist charakterisierbar durch seine Frequenz, welche im Folgenden als Arbeitsfrequenz des Testsignals bezeichnet wird. Typischerweise sind in jedem der Testsignale keine weiteren Frequenzen enthalten, so dass das Testsignal durch genau eine Arbeitsfrequenz charakterisierbar ist, sowie gegebenenfalls außerdem beispielsweise durch seine Signaldauer, seinen zeitlichen Spannungsverlauf und/oder seinen zeitlichen Stromverlauf. Typischerweise lässt sich jedes der Testsignale als zeitlicher Spannungs- bzw.
Stromverlauf beschreiben, welcher typischerweise in der Form einer Schwingung oder einer Impulsfolge darstellbar ist, etwa als Rechteck- , Dreieck-, Kipp- oder Sinusschwingungen bzw. -Impulsfolge, welche jeweils durch die Arbeitsfrequenz des Testsignals charakterisiert sind. Typische Werte für die ver- wendeten Arbeitsfrequenzen liegen beispielsweise in einem Bereich zwischen etwa 10 kHz bis etwa 10 MHz, beispielsweise für einige der Sensorfelder des Herstellers Cypress. Beispielsweise können zwischen den Arbeitsfrequenzen Abstände liegen, die ebenfalls in dem genannten Bereich liegen. Die Dauer der einzelnen Testsignale kann beispielsweise in einem Bereich von etwa 50 μβ bis 1 ms liegen. Das Testsignal kann auch einen Jitter aufweisen („verjittert sein"). Ein Jitter der Testsignale kann beispielsweise bei der Verwendung eines SSCG (Spread Spectrum Clock Generator) im (bzw. als) Signal- geber 9 erzeugt werden. Es ist ferner möglich, durch eine entsprechende Optimierung (typischerweise durch eine Minimierung) des Jitters der Testsignale die Energieabstrahlung und somit den Energieverbrauch der Eingabeschnittstelle 1 zu reduzieren .
Jede der Sensorzellen 5 erzeugt in Reaktion auf die Beaufschlagung mit einem der Testsignale ein von der Arbeitsfrequenz dieses Testsignals und von der momentanen elektrischen Kapazität der Sensorzelle 5 abhängiges elektrisches Antwort- signal. In Ausführungsformen gemäß der Wechselseitigen-Kapa- zität-Technologie, wie dem hier gezeigten, werden die Sensor¬ zellen 5 typischerweise über die Leiter 6, 7 nur einer der beiden genannten Ebenen, beispielsweise die der ersten Ebene oder die der zweiten Ebene, mit den Testsignalen beauf- schlagt. Diese Leiter können auch als Anregungsleiter be¬ zeichnet werden, die übrigen Leiter der anderen Ebene, welche dann das Antwortsignal führen, als Detektionsleiter . Das Antwortsignal wird aus dem Testsignal typischerweise durch eine kapazitive Kopplung zwischen den Leitern der beiden Ebenen in der Sensorzelle 5 hervorgerufen, so dass aus dem Antwortsignal die Kapazität der Sensorzelle 5 ableitbar ist. Die erfindungsgemäße Eingabeschnittstelle umfasst außerdem eine Steuereinheit 10, die eingerichtet ist, den Signalgeber 9 in periodisch wiederkehrenden Arbeitszyklen dazu anzusteuern, jede der Sensorzellen 5 mit jeweils genau einem der Testsignale zu beaufschlagen. Innerhalb eines jeden Arbeitszyklus erfolgt daher typischerweise eine Beaufschlagung aller Sensorzellen 5 mit jeweils genau einem der Testsignale. Typischerweise erfolgt diese Beaufschlagung sequentiell, so dass die Sensorzellen in einer Reihenfolge nacheinander beauf- schlagt werden. Die Arbeitszyklen werden mit einer Wiederholungsrate wiederholt, wobei die Wiederholungsrate der Arbeitszyklen nicht mit der Arbeitsfrequenz der Testsignale zu verwechseln ist. Die Eingabeschnittstelle umfasst außerdem eine Auswerteeinheit 11, die eingerichtet ist, für eine jede der Sensorzellen 5 und für einen jeden der Arbeitszyklen aus dem jeweiligen Antwortsignal dieser Sensorzelle unter Berücksichtigung der Arbeitsfrequenz des zugehörigen Testsignals einen Messwert für die momentane elektrische Kapazität dieser Sensorzelle 5 in diesem Arbeitszyklus abzuleiten. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Kapazität der Sensorzelle aus einer Phasenverschiebung des Antwortsignals relativ zum Testsignal, aus einer Frequenz, aus einer Amplitude oder einer anderen das Antwortsignal charakterisierenden Größe abzuleiten. Es ist aber auch möglich, dass eine solche Größe selbst als Maß für die Kapazität der betreffenden Sensorzelle dient.
Typischerweise, wie auch in dem in Figur 1 gezeigten Bei- spiel, sind der Signalgeber 9 und die Auswerteeinheit 11 in einer Kontrolleinheit 15 („Controller") der Eingabeschnittstelle 1 integriert. Die Auswerteeinheit 11 kann beispielsweise als ein Digital-Analog-Wandler ausgestaltet sein oder einen solchen umfassen.
Wie in Figuren 2 und 3 veranschaulicht ist, sind die Sensorzellen 5 des Sensorfeldes 4 in zwei (siehe Figur 2) oder mehr (siehe Figur 3) Teilgruppen aufgeteilt. Jede der Sensorzellen 5 ist in genau einer dieser Teilgruppen enthalten. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel wird mittels der Steuereinheit 10 der Signalgeber 9 so angesteuert, dass er eine erste Teil- 5 gruppe der Sensorzellen 5, hier als helle Quadrate dargestellt, mit Testsignalen einer ersten Arbeitsfrequenz (Fl) zu beaufschlagen und in dem jeweils selben Arbeitszyklus eine zweite Teilgruppe der Sensorzellen 5, hier als dunkle Quadrate dargestellt, mit Testsignalen einer zweiten Arbeitsfreie) quenz (F2) zu beaufschlagen. Entscheidend ist, dass sich die erste Arbeitsfrequenz (Fl) von der zweiten Arbeitsfrequenz (F2) unterscheidet. Diese Beaufschlagung der Sensorzellen in derartigen Teilgruppen erfolgt vorzugsweise in jedem Arbeitszyklus oder zumindest in manchen der Arbeitszyklen.
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Wie in dem in Figur 3 gezeigten alternativen Beispiel deutlich wird, ist es prinzipiell möglich, zusätzlich zu der ersten Teilgruppe und der zweiten Teilgruppe in dem jeweils selben Arbeitszyklus außerdem mindestens eine weitere Teilgruppe
20 von Sensorzellen 5 mit Testsignalen mindestens einer weiteren Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen. In Figur 3 sind „n" derartige Teilgruppen dargestellt, wobei n eine natürliche Zahl größer als zwei ist, beispielsweise eine ganze Zahl größer als zwei und kleiner oder gleich 10. Die zugehörigen n Ar- 5 beitsfrequenzen (Fl, F2, Fn) sind voneinander verschieden und vorzugsweise keine ganzzahligen Vielfache voneinander.
Wie in Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, sind die Sensorzellen 5 der unterschiedlichen Teilgruppen relativ zueinander so an- 0 geordnet, dass jede der Sensorzellen 5 genau einer der genannten Teilgruppen angehört und mit mindestens einer weiteren der Sensorzellen, die einer anderen der Teilgruppen angehört, in dem Sensorfeld räumlich benachbart angeordnet ist. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel hat jede Sensorzelle 4 5 derartige benachbarte Sensorzellen. In dem in Figur 3 gezeig¬ ten Beispiel hat jede Sensorzelle 5 sieben derartige benach- barte Sensorzellen (diagonal benachbarte Sensorzellen mitgezählt) .
Wie außerdem in Figuren 2 und 3 gezeigt ist, sind die Sensor- zellen 5 in zueinander parallel verlaufenden Reihen 12 und Spalten 13 angeordnet, wobei alle solche Sensorzellen 5, die innerhalb einer der Reihen 12 benachbart sind, in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten sind. Außerdem sind auch alle Sensorzellen 5, die innerhalb einer Spalte 13 benachbart sind, ebenfalls in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten. Typischerweise verlaufen die Spalten 12 und Reihen 13 entsprechend den oben beschriebenen Verläufen der elektrischen Leiter 6, 7 in der ersten und zweiten Ebene quer zueinander und schließen in dem gezeigten Beispiels einen Winkel von etwa 90° ein.
Um durch Störfelder verfälschte (gestörte) Messwerte heraus- zufiltern wird typischerweise, wie auch im Fall des in Figur 1 gezeigten Beispiels, im Anschluss an einen jeden Arbeits- zyklus die in diesem Arbeitszyklus ermittelten Messwerte der momentanen Kapazitäten der Sensorzellen 5 mittels der Steuereinheit 10 überprüft, um gestörte Arbeitsfrequenzen festzustellen. Dies erfolgt im gezeigten Beispiel durch Ermitteln von Abweichungen zwischen den Messwerten solcher Sensorzel- len, die in dem Sensorfeld paarweise benachbart angeordnet sind und außerdem in dem betreffenden Arbeitszyklus mit Testsignalen verschiedener Arbeitsfrequenzen beaufschlagt worden sind. Wenn die ermittelten Abweichungen vorgegebene Schwellwerte überschreiten, werden anschließend die betroffenen Sen- sorzellen bzw. deren Messwerte durch die Steuereinheit 10 als gestört festgestellt und bei der nachfolgenden Erzeugung der Steuersignale verworfen und somit herausgefiltert.
Zusätzlich wird jede dieser gestörten Sensorzellen 5 in min- destens einem nachfolgenden Arbeitszyklus, beispielsweise in den folgenden zehn Arbeitszyklen, jeweils mit einem Testsignal beaufschlagt, dessen Arbeitsfrequenz von der Arbeitsfre- quenz desjenigen Testsignals, mit dem die gestörte Sensorzel- .le 5 in dem zuvor genannten, gestörten Arbeitszyklus beaufschlagt worden ist, verschieden ist. Für diese geänderten Arbeitsfrequenzen können beispielsweise solche verwendet wer- den, die in dem zuvor genannten, gestörten Arbeitszyklus verwendet worden sind, für die aber keine Störung festgestellt worden ist. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel könnte also beispielsweise eine gestörte Sensorzelle der ersten Teilgruppe in den nachfolgenden Arbeitszyklen der zweiten Teilgruppe zugeordnet und entsprechend mit der Arbeitsfrequenz der zweiten Arbeitsfrequenz beaufschlagt werden. Es könnten in diesem Beispiel aber zusätzlich auch alle übrigen Sensorzellen 5 der ersten genannten Teilgruppe in den nachfolgenden Arbeitszyklen der zweiten Teilgruppe zugeordnet werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Anzahl von Arbeitszyklen wird dann wieder die ursprüngliche Zuordnung der Sensorzellen 5 zu den beiden Teilgruppen weiterverwendet.
Es ist aber auch möglich, die gestörten Arbeitsfrequenzen in den nachfolgenden Arbeitszyklen auf eine andere Weise zu ändern, beispielsweise durch Hinzuaddieren eines Off-Set-Wertes oder durch Auswählen einer alternativen Arbeitsfrequenz beispielsweise aus einer in einem Datenspeicher 14 der Eingabeschnittstelle 1 gespeicherten Liste vordefinierter Arbeits- frequenzen.
Nach den zehn nachfolgenden Arbeitszyklen werden wieder die vor der Störung verwendeten Arbeitsfrequenzen verwendet.
Sollte dann wiederum eine Störung durch das Störfeld festge- stellt werden, werden erneut geänderte Arbeitsfrequenzen verwendet werden. Alternativ könnten aber auch die geänderten Arbeitsfrequenzen unbegrenzt bzw. bis zu einer erneuten Störung weiter verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Kapazitive Eingabeschnittstelle (1), insbesondere ein Touchpad oder ein Touchscreen, umfassend ein flächiges Sensorfeld (4), das eine Vielzahl kapazitiver Sensorzellen (5) aufweist, und einen Signalgeber (9) zum Beaufschlagen der kapazitiven Sensorzellen (5) mit elektrischen Testsignalen, wobei jedes der elektrischen Testsignale eine Arbeitsfrequenz aufweist und jede der Sensorzellen (5) eingerichtet ist, bei Beaufschlagung mit einem der Testsignale ein von der Arbeitsfrequenz dieses Testsignals und von einer momentanen elektrischen Kapazität der Sensorzelle (5) abhängiges Antwortsignal zu erzeugen, wobei die Eingabeschnittstelle (1) außerdem eine Steuereinheit (10) umfasst, die eingerichtet ist, den Signalgeber (9) in periodisch wiederkehrenden Arbeitszyklen dazu anzusteuern, jede der Sensorzellen (5) mit jeweils einem der Testsignale zu beaufschlagen, sowie eine Auswerteeinheit, die eingerichtet ist, für eine jede der Sensorzellen (5) und für einen jeden der Arbeitszyklen aus dem jeweiligen Antwortsignal dieser Sensorzelle (5) unter Berücksichtigung der Arbeitsfrequenz des zugehörigen Testsignals einen Messwert für die momentane elektrische Kapazität dieser Sensorzelle (5) in diesem Arbeitszyklus abzuleiten,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, den Signalgeber (9) anzusteuern, eine erste Teilgruppe der Sensorzellen (5) mit Testsignalen einer ersten Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen und jeweils in dem selben Arbeitszyklus eine zweite Teilgruppe der Sensorzellen (5) mit Testsignalen einer zweiten Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen, wobei sich die erste Arbeitsfrequenz von der zweiten Arbeitsfrequenz unterscheidet.
2. Eingabeschnittstelle (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, den Signalgeber (9) anzusteuern, zusätzlich zu der ersten Teilgruppe und der zweiten Teilgruppe in dem jeweils selben Arbeitszyklus außerdem mindestens eine weitere Teilgruppe von Sensorzellen (5) mit Testsignalen mindestens einer weiteren Arbeitsfrequenz zu beaufschlagen, wobei die genannten Arbeitsfrequenzen voneinander verschieden sind.
3. Eingabeschnittstelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jede der Sensorzellen (5) genau einer der genannten Teilgruppen angehört und mit mindestens einer weiteren der Sensorzellen, die einer anderen der Teilgruppen angehört, in dem Sensorfeld (4) benachbart angeordnet ist.
4. Eingabeschnittstelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sensorzellen (5) entlang von Koordinatenlinien eines sich über das Sensorfeld erstreckenden und geradlinig oder krummlinig ausgestalteten Koordinatensystems angeordnet sind, insbesondere eines kartesischen Koordinatensystems oder eines Polarkoordinatensystems, wobei alle solche Sensorzellen, die entlang einer gleichen der Koordinatenlinien zueinander benachbart angeordnet sind, in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten sind.
5. Eingabeschnittstelle (1) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sensorzellen (5) in Reihen angeordnet sind, wobei jede der Sensorzellen (5) innerhalb genau einer der Reihen angeordnet ist und wobei alle solche Sensorzellen, die innerhalb einer gleichen der Reihen zueinander benachbart angeordnet sind, in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten sind.
6. Eingabeschnittstelle (1) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sensorzellen (5) außerdem in Spalten angeordnet sind, wobei jede der Sensorzellen (5) außerdem innerhalb genau einer der Spalten angeordnet ist und wobei alle solche Sensorzellen, die innerhalb einer gleichen der Spalten zueinander benachbart angeordnet sind, in zwei verschiedenen der Teilgruppen enthalten sind.
Eingabeschnittstelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, im An- schluss an einen Arbeitszyklus die in diesem Arbeitszyklus ermittelten Messwerte der momentanen Kapazitäten der Sensorzellen (5) zu überprüfen durch Ermitteln von Abweichungen zwischen den Messwerten und Referenzwerten der jeweiligen Sensorzellen (5) und solche Sensorzellen, deren Abweichungen vorgegebene Schwellwerte überschreiten, als gestört festzustellen.
Eingabeschnittstelle (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, im An- schluss an einen Arbeitszyklus die in diesem Arbeitszyklus ermittelten Messwerte der momentanen Kapazitäten der Sensorzellen (5) zu überprüfen durch Ermitteln von Abweichungen zwischen den Messwerte solcher Sensorzellen, die in dem Sensorfeld (4) paarweise benachbart angeordnet sind und außerdem in diesem Arbeitszyklus mit Test¬ signalen verschiedener Arbeitsfrequenzen beaufschlagt worden sind, und solche Sensorzellen, deren Abweichungen vorgegebene Schwellwerte überschreiten, als gestört festzustellen .
Eingabeschnittstelle (1) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, im Fall, dass im Anschluss an einen Arbeitszyklus eine Sensorzelle (5) als gestört festgestellt worden ist, den Signalgeber (9) anzusteuern, diese Sensorzelle (5) in mindestens einem nachfolgenden Arbeitszyklus mit einem Testsignal zu beaufschlagen, deren Arbeitsfrequenz von der Arbeitsfrequenz desjenigen Testsignals, mit dem die gestörte Sensorzelle (5) in dem zuvor genannten Arbeitszyklus beaufschlagt worden ist, verschieden ist.
Eingabeschnittstelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis
9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, im Fall, dass im Anschluss an einen Arbeitszyklus eine Sensorzelle (5) als gestört festgestellt worden ist, außerdem festzustellen, zu welcher Teilgruppe diese gestörte Sensorzelle (5) gehört und den Signalgeber (9) anzusteuern, die zu dieser Teilgruppe gehörigen weiteren Sensorzellen (5) in mindestens einem nachfolgenden Arbeitszyklus mit Testsignalen zu beaufschlagen, deren Arbeitsfrequenz von der Arbeitsfrequenz desjenigen Testsignals, mit dem die gestörte Sensorzelle (5) in dem zuvor genannten Arbeitszyklus beaufschlagt worden ist, verschieden ist.
Eingabeschnittstelle (1) nach einem der Ansprüche 7 bis
10, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Steuereinheit (10) eingerichtet ist, im Fall, dass im Anschluss an einen Arbeitszyklus eine Sensorzelle (5) als gestört festgestellt worden ist, den Messwert dieser Sensorzelle (5) in einer nachfolgenden Auswertung zu verwerfen .
Verfahren zum Steuern einer kapazitive Eingabeschnittstelle, insbesondere eines Touchpads oder eines Touch- screens, die eine Vielzahl von in einem flächigen Sensorfeld (4) der Eingabeschnittstelle (1) angeordnete kapazitive Sensorzellen (5) und einen Signalgeber (9) zum Beaufschlagen der kapazitiven Sensorzellen (5) mit elektrischen Testsignalen umfasst, wobei mittels eines Signalgebers (9) der Eingabeschnittstelle (1) in perio- disch wiederkehrenden Arbeitszyklen die Sensorzellen (5) mit elektrischen Testsignalen beaufschlagt werden, wobei jedes der elektrischen Testsignale eine Arbeitsfrequenz aufweist, wobei jede der mit jeweils einem Testsignal beaufschlagten Sensorzellen (5) ein von der Arbeitsfrequenz des jeweiligen Testsignals und von einer momentanen elektrischen Kapazität der Sensorzelle (5) abhängiges Antwortsignal erzeugt, wobei mittels einer Auswerteeinheit (11) für eine jede der Sensorzellen (5) und für einen jeden der Arbeitszyklen aus dem jeweiligen Antwortsignal dieser Sensorzelle (5) unter Berücksichtigung der Arbeitsfrequenz des zugehörigen Testsignals ein Messwert für die momentane elektrische Kapazität dieser Sensorzelle (5) in diesem Arbeitszyklus abgeleitet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine erste Teilgruppe der Sensorzellen (5) mit Testsignalen einer ersten Arbeitsfrequenz beaufschlagt werden und jeweils in dem selben Arbeitszyklus eine zweite Teilgruppe der Sensorzellen (5) mit Testsignalen einer zweiten Arbeitsfrequenz beaufschlagt werden, wobei sich die erste Arbeitsfrequenz von der zweiten Arbeits¬ frequenz unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die kapazitive Eingabeschnittstelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgestaltet ist.
System, umfassend eine kapazitive Eingabeschnittstelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 sowie ein mittels der Eingabeschnittstelle (1) steuerbares elektronisches Gerät (2), insbesondere ein Fahrerassistenzsystem, ein Mobiltelefon oder ein als portables Handgerät oder als stationäres Gerät ausgeführter Computer.
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