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Technischer Bereich
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Diese Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungssensoren.
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Hintergrund
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Ein Berührungssensor detektiert die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder Annäherung eines Objekts (wie z. B. der Finger eines Benutzers) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors, der z. B. einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung ermöglicht es der Berührungssensor dem Benutzer, direkt mit dem auf dem Bildschirm Dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf oder Bestandteil sein von einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät oder einem anderen geeigneten Gerät. Ein Steuerpaneel auf einem Haushalts- oder einem anderen Gerät kann einen Berührungssensor enthalten.
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Es gibt verschiedene Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungssensoren mit akustischen Oberflächenwellen, kapazitive Berührungsbildschirme, Infrarotberührungsbildschirme, und optische Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls einen Berührungsbildschirm mitumfassen und umgekehrt. Ein kapazitiver Berührungsbildschirm kann einen Isolator enthalten, der mit einem im Wesentlichen transparenten Leiter in einem bestimmten Muster beschichtet ist. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, tritt eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder Annäherung auf. Eine Steuereinheit verarbeitet die Kapazitätsänderung, um die Berührungsposition oder die Berührungspositionen auf dem Berührungsbildschirm zu ermitteln.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor, gemäß bestimmter Ausführungsformen;
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2 illustriert ein beispielhaftes Gerät, das den Berührungssensor aus 1 verwendet, gemäß bestimmter Ausführungsformen;
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3 illustriert eine beispielhafte Ausführungsform des Berührungssensors aus 1, gemäß bestimmter Ausführungsformen;
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4 illustriert eine andere beispielhafte Ausführungsform des Berührungssensors aus 1, gemäß bestimmter Ausführungsformen;
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5A–5D illustrieren einen beispielhaften Berührungssensor, der eine Gleichtaktrauschunterdrückung während der Annäherungs- und Schwebedetektion durchführt, gemäß bestimmter Ausführungsformen; und
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6 illustriert ein Beispielverfahren, das in bestimmten Ausführungsformen zur Unterdrückung von Gleichtaktrauschen während der Näherungs- und Schwebedetektion verwendet wird, gemäß bestimmter Ausführungsformen.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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Eine Näherungsdetektion für kapazitive Berührungsbildschirme beinhaltet die Fähigkeit, die Gegenwart eines externen Objekts in unmittelbarer Nähe der Bildschirmoberfläche zu detektieren, ohne die genaue räumliche Position des Objekts zu ermitteln. Der typische Detektionsbereich kann z. B. von 40 mm bis 200 mm oder mehr variieren. Eine Schwebedetektion beinhaltet jedoch die Ermittlung der räumlichen Position des Objekts relativ zur Oberfläche, bevor das Objekt die Oberfläche berührt. Ein typischer Bereich für die Schwebedetektion kann zwischen 10 mm und 30 mm liegen.
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Informationen von der Näherungs- und Schwebedetektion können von einem berührungsempfindlichen Gerät, wie z. B. einem Smartphone oder einem Tablet-Computer, in verschiedener Weise verwendet werden. Eine Näherungsereignisinformation kann z. B. verwendet werden, um das Gerät aufzuwecken, das Verhalten des Systems zu ändern, den Bildschirm zu beleuchten, Alarmhinweise anzuzeigen, und dergleichen. in einem anderen Beispiel können Schwebeereignisinformationen verwendet werden, um zu ermitteln, wo sich der Finger einer Person relativ zur Oberfläche des Bildschirms befindet. Eine der Hauptherausforderungen bei der Schwebe- und Näherungsdetektion besteht jedoch in der Rauschunterdrückung. in einem gewöhnlichen Berührungsdetektionsmodus kann die Normalisierung der Kapazitätssignale Rauschunterdrückungseffekte gegenüber Gleichtaktrauschen haben. Typische Normalisierungstechniken (z. B. Subtraktion des Mittelwerts des Signals von jedem Signal) können für die Näherungs- und Schwebedetektion nicht verwendet werden, da sie die Möglichkeit des Berührungsbildschirms reduzieren, Objekte weit ab vom Bildschirm zu detektieren.
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Die Lehre der vorliegenden Offenbarung berücksichtigt, dass es wünschenswert wäre, eine Gleichtaktrauschunterdrückung während der Näherungs- und Schwebedetektion derart durchzuführen, dass die Möglichkeit des Berührungsbildschirms, Objekte fernab des Bildschirms zuverlässig zu detektieren, nicht stark reduziert wird. Bestimmte Ausführungsformen der Offenbarung verwenden Referenzbereiche des Berührungsbildschirms, um ein Referenzsignal zu ermitteln, welches dann verwendet wird, um Gleichtaktrauschen in anderen Bereichen des Berührungsbildschirms zu unterdrücken. Im Ergebnis ist der Berührungssensor dazu in der Lage, Gleichtaktrauschen in einer Weise zu unterdrücken, die die Empfindlichkeit des Berührungsbildschirms nicht stark beeinträchtigt. Die 1 bis 6 illustrieren untenstehend einen Berührungssensor eines berührungsempfindlichen Geräts, das Gleichtaktrauschen während der Näherungs- und Schwebedetektion unterdrückt.
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Steuereinheit 12. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls einen Berührungsbildschirm mitumfassen, und umgekehrt. Der Berührungssensor 10 und die Steuereinheit 12 detektieren die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls sowohl den Berührungssensor als auch seine Steuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Steuereinheit sowohl die Steuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 beinhaltet gegebenenfalls einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche. Der Berührungssensor 10 beinhaltet ein Feld von Berührungselektroden (d. h. Ansteuer- und/oder Ausleseelektroden), die auf einem Substrat angeordnet sind, welches in manchen Ausführungsformen ein dielektrisches Material ist.
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In bestimmten Ausführungsformen bestehen ein oder mehrere Teile des Substrats des Berührungssensors 10 aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material. Diese Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen geeignete Abschnitte aus einem geeigneten Material bestehen. In bestimmten Ausführungsformen bestehen die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus Indiumzinnoxid (ITO). In bestimmten Ausführungsformen bestehen die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. In einem nichteinschränkenden Beispiel bestehen ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material und haben eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger. In einem anderen Beispiel bestehen ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder aus einem silberhaltigen Material und haben gleichermaßen eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger. Diese Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden, bestehend aus jedem geeigneten Material.
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In bestimmten Ausführungsformen implementiert der Berührungssensor 10 eine kapazitive Form der Berührungserfassung. In einer Gegenkapazitätsimplementierung beinhaltet der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die ein Feld aus kapazitiven Knoten bilden. in bestimmten Ausführungsformen bilden eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten. Die Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, kommen einander nahe, gehen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander ein. Stattdessen sind die Ansteuer- und die Ausleseelektrode kapazitiv miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen gekoppelt. Die gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektrode (z. B. durch die Steuereinheit 12) angelegt wird, induziert eine Ladung auf der Ausleseelektrode, und der Betrag der induzierten Ladung hängt empfindlich von äußeren Einflüssen ab (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts). Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, tritt eine Kapazitätsänderung an dem kapazitiven Knoten auf und die Steuereinheit 12 misst die Kapazitätsänderung. Durch Messen der Änderungen der Kapazität über das Feld hinweg, ermittelt die Steuereinheit 12 die Position der Berührung oder Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10.
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In bestimmten Ausführungsformen bilden eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ansteuerleitung, die horizontal oder vertikal oder in einer anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise bilden eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung, die horizontal oder vertikal oder in einer anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen verlaufen die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung umfasst hier gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise umfasst eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleseelektroden, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
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In bestimmten Ausführungsformen hat der Berührungssensor 10 eine Einzelschicht-Gegenkapazitätskonfiguration, bei der Ansteuer- und Ausleseelektroden in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration ist ein Paar aus Ansteuer- und Ausleseelektroden kapazitiv miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen gekoppelt und bildet einen kapazitiven Knoten. In einer Konfiguration für eine Eigenkapazitätsimplementierung, wie dies in 4 illustriert ist, sind Elektroden von nur einer einzigen Art (z. B. Ausleseelektroden) in einem Muster auf dem Substrat angeordnet. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Konfigurationen bestimmter Elektroden, die bestimmte Knoten bilden, beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen geeigneter Elektroden, die geeignete Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Zahl von geeigneten Substraten in jeder geeigneten Weise angeordnet sind.
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Wie obenstehend beschrieben wurde, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- oder Annäherungseingabe an der Position des kapazitiven Knotens angeben. Die Steuereinheit 12 ist dazu betreibbar, die Kapazitätsänderung zu detektieren und zu verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu ermitteln. In bestimmten Ausführungsformen überträgt die Steuereinheit 12 Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere andere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs) oder digitale Signalprozessoren (DSPs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Steuereinheit 12 enthält, welches auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) reagieren kann, die damit verbunden ist. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Steuereinheit mit einer bestimmten Funktionalität hinsichtlich eines bestimmten Geräts und eines bestimmten Berührungssensors beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Steuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität hinsichtlich jedes geeigneten Gerätes und jedes geeigneten Berührungssensors.
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In bestimmten Ausführungsformen besteht die Steuereinheit 12 aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen (ICs), wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, und anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In manchen Ausführungsformen ist die Steuereinheit 12 mit einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) gekoppelt, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10 verbunden ist, wie dies untenstehend beschrieben wird. In manchen Gegenkapazitätsausführungsformen beinhaltet die Steuereinheit 12 eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit. Die Ansteuereinheit liefert Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10. Die Ausleseeinheit erfasst Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 und liefert Messsignale an die Verarbeitungseinheit, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit steuert das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit und verarbeitet Messsignale von der Ausleseeinheit, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann auch Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit, die ein oder mehrere Speichergeräte enthält, speichert Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit und gegebenenfalls andere Programme. In Eigenkapazitätsausführungsformen ist die Steuereinheit 12 dazu betreibbar, Elektroden sowohl anzusteuern als auch zu messen, die jeweils individuell eine Auslese- und Ansteuerelektrode sind. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Steuereinheit mit einer bestimmten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Steuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit allen geeigneten Komponenten.
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Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material, die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind, koppeln die Ansteuer- und Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Verbindungsflächen 16, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie obenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Verbindungsflächen 16 die Kopplung der Leiterbahnen 14 mit der Steuereinheit 12. In bestimmten Ausführungsformen erstrecken sich die Leiterbahnen in die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 hinein oder verlaufen (z. B. an deren Rändern) um diese herum. Bestimmte Leiterbahnen 14 stellen Ansteuerverbindungen zum Koppeln der Steuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung, über die die Ansteuereinheit der Steuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden liefert. Andere Leiterbahnen 14 stellen Ausleseverbindungen zum Koppeln der Steuereinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung, über die die Ausleseeinheit der Steuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfasst. In bestimmten Ausführungsformen bestehen die Leiterbahnen 14 aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. In einem nicht einschränkenden Beispiel ist das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig und hat eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger. In einem anderen Beispiel ist das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig und hat eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger. In bestimmten Ausführungsformen bestehen die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO, zusätzlich oder alternativ zu den feinen Leitungen aus Metall oder dem anderen leitfähigen Material. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Leiterbahnen bestehend aus bestimmten Materialien mit bestimmten Breiten beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 beinhalten bestimmte Ausführungsformen des Berührungssensors 10 eine oder mehrere Masseleitungen, die an einem Masseverbinder (ähnlich zu einer Verbindungsfläche 16) an einem Rand des Substrats des Berührungssensors 10 enden (ähnlich wie die Leiterbahnen 14).
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In bestimmten Ausführungsformen sind die Verbindungsflächen 16 längs eines oder mehrerer Ränder des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 angeordnet. Wie obenstehend beschrieben, ist die Steuereinheit 12 in bestimmten Ausführungsformen auf einer FPC angeordnet. In bestimmten Ausführungsformen bestehen die Verbindungsflächen 16 aus dem gleichen Material wie die Leiterbahnen 14 und sind mit der FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) verbunden. In bestimmten Ausführungsformen beinhaltet die Verbindung 18 leitfähige Leitungen auf der FPC, die die Steuereinheit 12 mit den Verbindungsflächen 16 koppeln, welche wiederum die Steuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und mit den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In anderen Ausführungsformen werden die Verbindungsflächen 160 in einen elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Kabel-Leiterplatten-Verbinder) eingesetzt. In dieser Ausführungsform muss die Verbindung 180 keine FPC enthalten. Diese Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbindungen 18 zwischen der Steuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
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2 illustriert ein Beispielgerät 20, das den Berührungssensor 10 aus 1 verwendet. Bei dem Gerät 20 kann es sich um einen persönlichen digitalen Assistenten, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, einen Tablet-Computer oder dergleichen handeln. In bestimmten Ausführungsformen ist das Gerät 20 z. B. ein Smartphone, das einen Berührungsbildschirm 22 (z. B. Bildschirm) beinhaltet, der einen wesentlichen Anteil der größten Oberfläche des Geräts ausmacht. In bestimmten Ausführungsformen ermöglicht der große Berührungsbildschirm 22 die Darstellung einer großen Vielzahl von Daten, inklusive einer Tastatur, eines Ziffernfeldes, von Programm- oder Anwendungs-Icons und verschiedener anderer Schnittstellen, wie gewünscht. In bestimmten Ausführungsformen interagiert ein Benutzer mit dem Gerät 20 durch Berühren des Berührungsbildschirms 22 mit einem Stift, einem Finger oder einem anderen geeigneten Objekt, um mit dem Gerät 20 zu interagieren (z. B. um ein Programm zur Ausführung auszuwählen oder um eine Taste auf einem auf dem Berührungsbildschirm 22 dargestellten Tastenfeld zu betätigen). In bestimmten Ausführungsformen interagiert ein Benutzer mit dem Gerät 20 unter Verwendung mehrerer Berührungen, um verschiedene Operationen auszuführen, wie z. B. um beim Betrachten eines Dokuments oder Bildes herein oder heraus zu zoomen.
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3 illustriert einen Berührungsbildschirm 30, der als Berührungssensor 10 aus 1 verwendet werden kann. Der Berührungssensor 30 beinhaltet x-Achsen-Elektroden 32, y-Achsen-Elektroden 34, ein Substrat 35 und ein Paneel 36. In manchen Ausführungsformen sind die x-Achsen-Elektroden 32 und die y-Achsen-Elektroden 34 Elektroden in einer Eigenkapazitätsimplementierung (d. h. jede x-Achsen-Elektrode 32 und y-Achsen-Elektrode 34 kann während der Erfassung sowohl angesteuert als auch gemessen werden). In manchen Ausführungsformen sind die x-Achsen-Elektroden 32 Ansteuerelektroden und die y-Achsen-Elektroden 34 sind Ausleseelektroden in einer Gegenkapazitätsimplementierung. In manchen Ausführungsformen haben die x-Achsen-Elektroden 32 und die y-Achsen-Elektroden 34 ein Rautenmuster oder eine geeignete Abwandlung eines Rautenmusters.
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In manchen Ausführungsformen ist das Paneel 36 ein transparentes Paneel. In anderen Ausführungsformen ist das Paneel 36 nicht transparent. In manchen Ausführungsformen ist das Substrat 35 zwischen den x-Achsen-Elektroden 32 und den y-Achsen-Elektroden 34 angeordnet und die y-Achsen-Elektroden 34 sind mit einer Unterseite des Paneels 36 beispielsweise mit einem Klebstoff verbunden. In anderen Ausführungsformen beinhaltet der Berührungssensor 30 irgendeine geeignete Konfiguration und Anzahl von Schichten von Elektroden und Substraten. Manche Ausführungsformen des Berührungssensors beinhalten z. B. zusätzliche Schichten aus Ausleseelektroden 32, die senkrecht (oder in einem anderen geeigneten Winkel) zu den y-Achsen-Elektroden 34 verlaufen. In manchen Ausführungsformen liegen die x-Achsen-Elektroden 32 und die y-Achsen-Elektroden 34 auf der gleichen Schicht in Form eines geeigneten Musters (z. B. in einem Design, in dem die x-Achsen-Elektroden 32 und die y-Achsen-Elektroden 34 miteinander verzahnte Zähne haben).
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In bestimmten Gegenkapazitätsausführungsformen ermittelt der Berührungssensor 30 den Ort des Berührungsobjekts 38 zumindest zum Teil unter Verwendung der Steuereinheit 12, um eine gepulste oder eine alternierende Spannung an die x-Achsen-Elektroden 32 anzulegen, wodurch eine Ladung auf den y-Achsen-Elektroden 34 induziert wird (oder umgekehrt). In bestimmten Eigenkapazitätsimplementierungen ermittelt der Berührungssensor 30 den Ort des Berührungsobjekts 38 zumindest zum Teil unter Verwendung der Steuereinheit 12, um eine gepulste oder alternierende Spannung an die x-Achsen-Elektroden 32 und die y-Achsen-Elektroden 34 anzulegen. Wenn das Berührungsobjekt 38 einen aktiven Bereich des Berührungssensors 30 berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung auftreten, wie dies durch die elektrischen Feldlinien 39 in 3 dargestellt ist. In Gegenkapazitätsausführungsformen wird eine Kapazitätsänderung durch die Auslese(d. h. Empfangs-)elektroden erfasst und durch die Steuereinheit 12 gemessen. In Eigenkapazitätsausführungsformen wird die Kapazitätsänderung durch die x-Achsen-Elektroden 32 und die y-Achsen-Elektroden 34 erfasst und durch die Steuereinheit 12 gemessen. Durch Messen der Kapazitätsänderungen über ein Feld von x-Achsen-Elektroden 32 und y-Achsen-Elektroden 34 hinweg ermittelt die Steuereinheit 12 die Position des Schwebens oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 30.
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4 illustriert eine Eigenkapazitätsausführungsform des Berührungssensors 10. In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld aus Elektroden einer einzigen Art enthalten, die jeweils einen kapazitiven Knoten bilden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Steuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung z. B. als Änderung der Ladungsmenge messen, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei einer Gegenkapazitätsimplementierung kann die Steuereinheit 12 die Positionen der Berührung oder Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 ermitteln, indem die Kapazitätsänderungen über das Feld hinweg gemessen werden. Diese Offenbarung umfasst gegebenenfalls alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
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Die 5A–5D illustrieren einen beispielhaften Berührungssensor 50, der eine Gleichtaktrauschunterdrückung während der Annäherungs- und Schwebedetektion durchführt. Die 5A–5B illustrieren Seitenansichten der x-Achsen-Elektroden 32 aus 3, und die 5C–5D illustrieren Seitenansichten der y-Achsen-Elektroden 34 aus 3. Man beachte, dass bestimmte Abschnitte aus 3 der Klarheit halber in den 5A–5D weg gelassen und neu angeordnet wurden. Während z. B. bestimmte Ausführungsformen sowohl x-Achsen-Elektroden 32 und y-Achsen-Elektroden 34 enthalten, wie dies in 3 dargestellt ist, sind die y-Achsen-Elektroden 34 in den 5A–5B nicht dargestellt, und die x-Achsen-Elektroden 32 sind in den 5C–5D zur Vereinfachung nicht dargestellt. Während das Substrat 35 in 3 so dargestellt ist, dass es oberhalb der x-Achsen-Elektroden 32 liegt, illustrieren die 5A–5B zur Vereinfachung das Substrat 35 unterhalb der x-Achsen-Elektroden 32.
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Der Berührungssensor 50 beinhaltet x-Achsen-Elektroden 32 („x-Elektroden”), y-Achsen-Elektroden 34 („y-Elektroden”), und Masse 58. Wie untenstehend im Einzelnen beschrieben wird, können ein oder mehrere Werte 54 von einer oder von mehreren Referenzbereichen 52 (z. B. 52A–52D) ermittelt werden und zur Unterdrückung des Gleichtaktrauschens in den Werten 54 von dem Hauptbereich 53 (z. B. 53A–53D) des Berührungssensors 50 verwendet werden.
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Der Referenzbereich 52 ist ein geeigneter Bereich des Berührungssensors 50 und kann zwei oder mehrere Elektroden 32 oder 34 umfassen. Der Referenzbereich 52 beinhaltet zumindest eine Elektrode 32 oder 34 (z. B. Elektroden 32B, 32D, 32E, 32G, 34B, 34D, 34E und 34G), die elektrisch mit einer Referenzspannung 58 (z. B. Masse) gekoppelt sind, und zumindest eine Elektrode 32 oder 34, die nicht mit der Referenzspannung 58 gekoppelt ist (z. B. Elektroden 32A, 32C, 32F, 32H, 34A, 34C, 34F und 34H). Die Referenzspannung 58 kann sich hier auf jede feste Spannung von irgendeiner geeigneten Spannungsquelle beziehen. Die Referenzspannung 58 kann z. B. Masse sein (so wie hier dargestellt) oder eine andere geeignete feste Spannung, inklusive, aber nicht beschränkt auf, 0,2 V oder 2 V. „Masse” kann sich hier auf eine lokale Signalmasse beziehen, die kapazitiv oder galvanisch mit der echten Masse (z. B. Nullpotenzial) verbunden ist.
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In manchen Ausführungsformen ist der Referenzbereich 52 der/die linke, rechte, mittlere, obere oder untere Teil oder Seite des Berührungssensors 50 (z. B. die linke, rechte, mittlere, obere oder untere Seite des Paneels 36). Der Referenzbereich 52A ist z. B. die rechte Seite des Berührungssensors 50 und der Referenzbereich 52B ist die linke Seite des Berührungssensors 50 in manchen Ausführungsformen, wie dies in den 5A bzw. 5B dargestellt ist. In bestimmten Ausführungsformen ist der Referenzbereich 52A die dem Referenzbereich 52B gegenüberliegende Seite des Paneels 36. In manchen Ausführungsformen sind die Elektroden innerhalb des Referenzbereichs 52, die mit der Referenzspannung 58 (oder einer anderen Spannungsreferenz) gekoppelt sind, mit Elektroden innerhalb des Referenzbereichs 52 verschachtelt, die nicht mit der Spannungsreferenz 58 gekoppelt sind (d. h. es gibt abwechselnd geerdete und nicht geerdete Elektroden innerhalb des Referenzbereichs 52). Der Referenzbereich 52 kann z. B. ein Schachbrettmuster von geerdeten und nicht geerdeten Elektroden 32 oder 34 enthalten.
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Der Hauptbereich 53 ist ein Abschnitt des Berührungssensors 50, der nicht innerhalb des Referenzbereichs 52 liegt. Wenn der Referenzbereich 52A z. B. auf der rechten Seite des Berührungssensors 50 liegt und x-Achsen-Elektroden 32A–32D enthält, so wie dies in 5A dargestellt ist, so ist der Hauptbereich 53A die verbleibende linke Seite des Berührungssensors 50 und beinhaltet x-Achsen-Elektroden 32, die nicht innerhalb des Referenzbereichs 52A liegen. Wenn in einem anderen Beispiel der Referenzbereich 52B auf der linken Seite des Berührungssensors 50 liegt und x-Achsen-Elektroden 32E–32H enthält, wie dies in 5B dargestellt ist, so ist der Hauptbereich 53B die verbleibende rechte Seite des Berührungssensors 50 und enthält x-Achsen-Elektroden 32, die nicht innerhalb des Referenzbereichs 52B liegen.
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Die Werte 54 sind mit den gemessenen Kapazitäten von den Elektroden 32 oder 34 verbunden. In manchen Ausführungsformen sind die Werte 54 proportional zu Werten (Zahlen), die von Messungen der Elektroden 32 oder 34 erhalten wurden. In manchen Ausführungsformen sind die von den Messungen der Elektroden 32 oder 34 erhaltenen Werte relativ zu einer bestimmten Referenz, wie z. B. relativ zu Kalibrierungsreferenzwerten, die während eines Kalibrierungszustands gemessen wurden. In anderen Ausführungsformen werden die Kalibrierungsreferenzwerte durch Aufzeichnung von Signalen von den Elektroden 32 und 34 während einer Kalibrierungsphase (z. B. wenn keine Objekte auf der Oberfläche vorhanden sind) ermittelt. Die Kalibrierungsreferenzwerte können dann von den Signalen von den Elektroden 32 und 34 abgezogen werden, die während normaler Messungen erhalten werden, um die Werte 54 zu erhalten, so wie dies in den 5A–5D dargestellt ist.
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Jeder der in den 5A–5D dargestellte Wert 54 ist mit der x-Achsen-Elektrode 32 oder der y-Achsen-Elektrode 34, die unmittelbar darüber legt, verbunden. In einem konkreten Beispiel stammt der Wert 54A von der gemessenen Kapazität der x-Achsen-Elektrode 32A, der Wert 54B von der gemessenen Kapazität der x-Achsen-Elektrode 32C, der Wert 54C von der gemessenen Kapazität der x-Achsen-Elektrode 32F und der Wert 54D von der gemessenen Kapazität der x-Achsen-Elektrode 32H.
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Der Referenzwert 56 ist ein Wert, der aus den Werten 54 von den Elektroden innerhalb des Referenzbereichs 52 berechnet oder ermittelt wird. Der Referenzwert 56A wird z. B. aus den Werten 54A und 54B berechnet oder anderweitig ermittelt, die mit den x-Achsen-Elektroden 32A und 32C innerhalb des Referenzbereichs 32A verbunden sind. In einem anderen Beispiel wird der Referenzwert 56B aus den Werten 54C und 54D berechnet oder anderweitig ermittelt, die mit den x-Achsen-Elektroden 32F und 32H innerhalb des Referenzbereichs 52B verbunden sind. Im Allgemeinen wird der Referenzwert 56 verwendet, um Gleichtaktrauschen in den Werten 54 der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 zu unterdrücken. Der Referenzwert 56 wird z. B. von den Werten 54 der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 abgezogen.
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In manchen Ausführungsformen kann der Referenzwert 56 ein Mittelwert der gemessenen Werte 54 aus dem Referenzbereich 52 sein. Manche Ausführungsformen können z. B. den Mittelwert von mehreren Elektroden mit den niedrigsten Signalen ermitteln (d. h. die Signale nach ihrem Wert sortieren, mehrere Signale beginnend mit dem Niedrigsten in Richtung des Höchsten auswählen und den Mittelwert berechnen). In einem anderen Beispiel können bestimmte Ausführungsformen den Mittelwert von mehreren Elektroden mit dem höchsten Signal ermitteln. In bestimmten Ausführungsformen kann der Referenzwert 56 ein Minimal- oder ein Maximalwert der gemessenen Werte 54 aus dem Referenzbereich 52 sein. In bestimmten Ausführungsformen können andere geeignete Formeln oder Verfahren verwendet werden, um den Referenzwert 56 zu bestimmen. In manchen Ausführungsformen kann der Referenzwert 56 mit einem Skalierungskoeffizienten multipliziert werden, bevor er zur Unterdrückung des Gleichtaktrauschens in den Werten 54 der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 verwendet wird. Der Skalierungskoeffizient kann jeder geeignete Wert sein, wie z. B. kleiner als eins, gleich eins oder größer als eins. In manchen Ausführungsformen kann der Skalierungskoeffizient konstant sein oder eine Funktion von einem anderen Wert sein, wie z. B. der Amplitude der Signale.
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Im Betrieb unterdrückt der Berührungssensor 50 das Gleichtaktrauschen während der Annäherungs- und Schwebedetektion durch gleichzeitiges Messen der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 und der Referenzbereiche 52. Sobald Elektroden innerhalb der Bereiche 52 und 53 gemessen wurden, ermittelt der Berührungssensor 50 den Referenzwert 56 aus dem Referenzbereich 52 und subtrahiert dann den Referenzwert 56 von den Werten 54 der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53. In manchen Ausführungsformen wird der Referenzwert 56 mit einem Skalierungskoeffizienten multipliziert, bevor er von den Werten 54 der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 subtrahiert wird.
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„Gleichzeitig” kann sich hier auf die gleichzeitige Ausführung von einem oder von mehreren Schritten eines Messprozesses beziehen. Wenn z. B. Kapazitätswerte von den Elektroden 32 und 34 erfasst werden, kann der folgende Prozess ausgeführt werden: 1) Anfangszustand; 2) Ladezustand; 3) Messzustand, der ein Abtasten und Halten sowie ein Analog-Digital-Wandeln (ADC) enthält. In dem Teil des Abtastens und Haltens aus Schritt 3) werden die analogen Eingangssignale der Elektroden 32 und 34 eingefroren, während die Kapazitätswerte abgetastet werden. In manchen Ausführungsformen kann sich „gleichzeitiges Messen” auf den Teil des Abtastens und Haltens aus Schritt 3) beziehen, indem die analogen Eingangssignale an allen Elektroden gleichzeitig eingefroren werden, während die Kapazitätswerte abgetastet werden. Das gleichzeitige Messen von Kapazitätswerten von einem Referenzbereich eines Berührungsbildschirms und einem Hauptbereich des Berührungsbildschirms kann sich z. B. auf das gleichzeitige Einfrieren der analogen Eingangssignale der Elektroden in dem Referenzbereich und in dem Hauptbereich beziehen, während die Kapazitäten dieser Elektroden abgetastet werden. In einer derartigen Ausführungsform können die Schritte 1) und 3) des obigen Prozesses entweder gleichzeitig oder nicht gleichzeitig mit dem Schritt 2) ausgeführt werden. Der ADC-Schritt des obigen Prozesses kann z. B. nach Schritt 2) ausgeführt werden (z. B. in einer Pipeline).
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Während des gleichzeitigen Messens der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 und des Referenzbereichs 52 wird das Gleichtaktrauschen sowohl im Bereich 52 als auch im Bereich 53 auftreten. Durch Subtraktion des Referenzwerts 56 von den Werten 54 der Elektroden innerhalb des Hauptbereichs 53 kann jedoch das Gleichtaktrauschen unterdrückt werden, ohne dass die Fähigkeit des Berührungsbildschirms, Objekte zuverlässig zu detektieren, die vom Bildschirm weit entfernt sind, stark reduziert wird. Das Gleichtaktrauschen, das z. B. vom Berührungsobjekt 38 herrührt, kann zumindest zum Teil aufgehoben werden, da der Referenzbereich 52 im Vergleich zum Hauptbereich 53 weniger Rauschen abbekommt. Zusätzlich wird Gleichtaktrauschen, das von einer Stromversorgung herrührt, und Rauschen, das gleichermaßen auf alle Kanäle einwirkt, ebenfalls unterdrückt.
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In manchen Ausführungsformen wird der untenstehend beschriebene vierschrittige Prozess verwendet, um Gleichtaktrauschen während der Näherungs- und Schwebedetektion zu unterdrücken. In einem ersten Schritt wird eine bestimmte Seite (z. B. links, rechts, oben, oder unten) eines bestimmten Satzes von Elektroden (z. B. die x-Achsen-Elektroden 32 oder die y-Achsen-Elektroden 34) als Referenzbereich 52 ausgewählt. Der Referenzbereich 52A (auf der rechten Seite) wird z. B. für die x-Achsen-Elektroden 32 ausgewählt, wie dies in 5A dargestellt ist. Sobald der Referenzbereich 52A ausgewählt oder anderweitig bestimmt ist, werden ein oder mehrere x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Referenzbereichs 52A (z. B. die x-Achsen-Elektroden 32B und 32D) mit der Spannungsreferenz 58 gekoppelt, wie obenstehend diskutiert wurde. Als Nächstes werden parallele Kapazitätsmessungen für die x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Referenzbereichs 52A und des Hauptbereichs 53A vorgenommen, um die Werte 54 zu bestimmen. Die Kapazitätsmessungen von den x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Referenzbereichs 52A (z. B. Werte 54A und 54B) werden dann verwendet, um den Referenzwert 56A zu ermitteln, wie obenstehend diskutiert wurde. Der Referenzwert 56A kann dann verwendet werden, um Gleichtaktrauschen in den Werten 54 zu unterdrücken, die von den x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Hauptbereichs 53A gewonnen wurden, wie obenstehend diskutiert wurde.
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In einem zweiten Schritt wird eine gegenüberliegende Seite der Elektroden aus dem ersten Schritt als Referenzbereich 52 ausgewählt. In diesem Beispiel wird der Referenzbereich 52B (auf der linken Seite) für die x-Achsen-Elektroden 32 ausgewählt, wie dies in 5B dargestellt ist. Sobald der Referenzbereich 52B ausgewählt oder anderweitig bestimmt ist, werden eine oder mehrere x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Referenzbereichs 52B (z. B. die x-Achsen-Elektroden 32E und 32G) mit der Spannungsreferenz 58 gekoppelt, wie obenstehend diskutiert wurde. Als Nächstes werden parallele Kapazitätsmessungen für die x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Referenzbereichs 52B und des Hauptbereichs 53B vorgenommen, um die Werte 54 zu bestimmen. Die Kapazitätsmessungen von den x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Referenzbereichs 52B (z. B. Werte 54C und 54D) werden dann verwendet, um den Referenzwert 56B zu bestimmen, wie obenstehend diskutiert wurde. Der Referenzwert 56B kann dann verwendet werden, um Gleichtaktrauschen in den Werten 54 zu unterdrücken, die von den x-Achsen-Elektroden 32 innerhalb des Hauptbereichs 53B gewonnen wurden, wie dies obenstehend diskutiert wurde.
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In einem dritten Schritt wird eine bestimmte Seite eines anderen Elektrodensatzes als derjenigen aus Schritt 1) als Referenzbereich 52 ausgewählt. In diesem Beispiel wird ein Referenzbereich 52C für die y-Achsen-Elektroden 34 ausgewählt, wie dies in 5C dargestellt ist. Sobald der Referenzbereich 52C ausgewählt oder anderweitig bestimmt ist, werden ein oder mehrere y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Referenzbereichs 52C (z. B. die y-Achsen-Elektroden 34B und 34D) mit der Spannungsreferenz 58 gekoppelt, wie obenstehend diskutiert wurde. Als Nächstes werden parallele Kapazitätsmessungen für die y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Referenzbereichs 52C und des Hauptbereichs 53C vorgenommen, um die Werte 54 zu bestimmen. Die Kapazitätsmessungen von den y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Referenzbereichs 52C (z. B. Werte 54E und 54F) werden verwendet, um den Referenzwert 56C zu bestimmen, wie obenstehend diskutiert wurde. Der Referenzwert 56C kann dann verwendet, um Gleichtaktrauschen in den Werten 54 zu unterdrücken, die von den y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Hauptbereichs 53C gewonnen wurden, wie obenstehend diskutiert wurde.
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In einem vierten Schritt wird eine gegenüberliegende Seite der Elektroden aus dem dritten Schritt als Referenzbereich 52 verwendet. In diesem Beispiel wird der Referenzbereich 52D für die y-Achsen-Elektroden 34 ausgewählt, wie dies in 5D dargestellt ist. Sobald der Referenzbereich 52D ausgewählt wurde oder anderweitig bestimmt ist, werden ein oder mehrere y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Referenzbereichs 52D (z. B. die y-Achsen-Elektroden 34E und 34G) mit der Spannungsreferenz 58 gekoppelt, wie obenstehend diskutiert wurde. Als Nächstes werden parallele Kapazitätsmessungen für die y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Referenzbereichs 52D und des Hauptbereichs 53D vorgenommen, um die Werte 54 zu bestimmen. Die Kapazitätsmessungen von den y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Referenzbereichs 52D (z. B. Werte 54G und 54H) werden verwendet, um den Referenzwert 56D zu bestimmen, wie dies obenstehend diskutiert wurde. Der Referenzwert 56D kann dann verwendet werden, um Gleichtaktrauschen in den Werten 54 zu unterdrücken, die von den y-Achsen-Elektroden 34 innerhalb des Hauptbereichs 53D gewonnen wurden, wie obenstehend diskutiert wurde.
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In manchen Ausführungsformen kann der Berührungssensor 50 mehrere der obigen Schritte gleichzeitig ausführen. Der Berührungssensor 50 kann z. B. die Schritte 1 und 2 und/oder die Schritte 3 und 4 gleichzeitig ausführen. Derartige Ausführungsformen opfern jedoch Fläche am Rand des Bildschirms (d. h. Bereiche um den Bildschirmrand werden weniger empfindlich oder unempfindlich). In manchen Ausführungsformen kann der Berührungssensor 50 alle obigen Schritte gleichzeitig ausführen (d. h. die obigen Schritte 1 bis 4 werden auf einmal ausgeführt), um den ganzen Bildschirm in einem Schritt zu messen und XY-Referenzen zu erhalten. Derartige Ausführungsformen haben jedoch Bereiche am Bildschirmrand, die unempfindlich werden.
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In manchen Ausführungsformen kann ein Abstand zwischen dem Objekt 38 und dem Bildschirm des Berührungssensors 50 auf Basis der Rauschunterdrückungswerte 54 des Hauptbereichs 53 ermittelt werden. Der Berührungssensor 50 kann z. B. Rauschunterdrückungswerte 54 mit einer Datenbank von Werten 54 und den zugehörigen Abständen korrelieren. In anderen Ausführungsformen kann der Berührungssensor 50 vorbestimmte Formeln zur Berechnung des Abstands des Objekts 38 auf Basis der Rauschunterdrückungswerte 54 verwenden. Im Allgemeinen kann der Berührungssensor 50 jede geeignete Technik oder einen geeigneten Algorithmus zur Ermittlung des Abstands zwischen dem Objekt 38 und dem Bildschirm des Berührungssensors 50 auf Basis der Rauschunterdrückungswerte 54 verwenden.
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6 illustriert ein Beispielverfahren 600, das in bestimmten Ausführungsformen zur Unterdrückung von Gleichtaktrauschen während der Näherungs- und Schwebedetektion verwendet wird. Das Verfahren 600 beginnt im Schritt 610, in dem Kapazitätswerte in einem Referenzbereich eines Berührungsbildschirms gleichzeitig mit Kapazitätswerten in einem Hauptbereich des Berührungsbildschirms gemessen werden. In manchen Ausführungsformen beziehen sich die Kapazitätswerte auf die obenstehend diskutierten Werte 54. In manchen Ausführungsformen ist der Referenzbereich der obige Referenzbereich 52. In manchen Ausführungsformen beinhaltet der Referenzbereich zwei oder mehr x-Achsen- oder y-Achsen-Elektroden des Berührungsbildschirms. In manchen Ausführungsformen ist mindestens eine der Elektroden des Referenzbereichs elektrisch mit einer Spannungsreferenz, wie z. B. Masse, gekoppelt. In bestimmten Ausführungsformen sind die Elektroden des Referenzbereichs miteinander verschachtelt, wie obenstehend diskutiert wurde. In manchen Ausführungsformen bezieht sich der Hauptbereich auf den obenstehend diskutierten Hauptbereich 53. In manchen Ausführungsformen beinhaltet der Hauptbereich zumindest einige Elektroden, die nicht in dem Referenzbereich des Schritts 610 hegen.
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Im Schritt 620 wird ein Referenzkapazitätswert unter Verwendung der gemessenen Kapazitätswerte aus dem Referenzbereich des Schritts 610 ermittelt. In manchen Ausführungsformen ist der Referenzkapazitätswert der obenstehend diskutierte Referenzwert 56. In manchen Ausführungsformen wird der Referenzkapazitätswert in geeigneter Weise ermittelt, inklusive der obenstehend diskutierten. Der Referenzkapazitätswert kann z. B. durch Berechnung eines Mittelwerts der gemessenen Kapazitätswerte aus dem Referenzbereich ermittelt werden. In einem anderen Beispiel kann der Referenzkapazitätswert durch Berechnung eines Minimums oder eines Maximums der gemessenen Werte aus dem Referenzbereich bestimmt werden. In manchen Ausführungsformen wird der ermittelte Referenzkapazitätswert mit einem Skalierungskoeffizienten multipliziert.
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Im Schritt 630 wird Rauschen in den gemessenen Kapazitätswerten des Hauptbereichs des Berührungsbildschirms durch Subtraktion des Referenzkapazitätswerts aus Schritt 620 von den gemessenen Kapazitätswerten des Hauptbereichs des Berührungsbildschirms aus Schritt 610 unterdrückt. Nach dem Schritt 630 können manche Ausführungsformen des Verfahrens 600 des Weiteren eine Ermittlung eines Abstands zwischen dem Objekt und dem Berührungsbildschirm auf Basis der rauschunterdrückten Kapazitätswerte des Hauptbereichs des Berührungsbildschirms aus Schritt 630 enthalten. In anderen Ausführungsformen endet das Verfahren 600 nach dem Schritt 630.
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In manchen Ausführungsformen können die Schritte 610–630 des Verfahrens 600 mehrere Male wiederholt werden. Die Schritte 610–630 können z. B. zweimal für x-Achsen-Elektroden und zweimal für y-Achsen-Elektroden ausgeführt werden, wie obenstehend im Zusammenhang mit dem vierschrittigen Prozess diskutiert wurde. In einem konkreten Beispiel können die Schritte 610–630 zuerst für eine erste Seite des Berührungssensors für die x-Achsen-Elektroden und dann ein zweites Mal für die gegenüberliegende Seite des Berührungssensors für die x-Achsen-Elektroden durchgeführt werden. Die Schritte 610–630 können dann ein drittes Mal für eine erste Seite des Berührungssensors für die y-Achsen-Elektroden und dann ein viertes Mal für die gegenüberliegende Seite des Berührungssensors für die y-Achsen-Elektroden durchgeführt werden.
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Die hier offenbarten beispielhaften Ausführungsformen stellen also einen Berührungssensor zur Verfügung, der Gleichtaktrauschen während der Annäherungs- und Schwebedetektion unterdrückt. Im Ergebnis werden Geräte, die Ausführungsformen des offenbarten Berührungssensors verwenden, eine verbesserte Berührungsgenauigkeit und Detektion haben. Ausführungsformen der Offenbarung stellen daher zahlreiche Verbesserungen gegenüber herkömmlichen Berührungssensoren zur Verfügung.
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Obwohl die vorstehend beschriebenen Beispiele sich allgemein auf Eigenkapazitäts- oder Gegenkapazitätsmessungen beziehen, können andere Ausführungsformen der Erfindung andere Techniken, inklusive andere Kapazitätsmessungen, Widerstandsmessungen oder andere Erfassungstechniken verwenden.
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Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares Speichermedium umfasst hier ein oder mehrere nichttransitorische, greifbare Strukturen mit computeqrlesbaren Speichermedien. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium eine halbleiterbasierte oder andere integrierte Schaltung (IC) (wie z. B. ein feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), eine Festplatte, eine HDD, ein Hybridlaufwerk (HHD) eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holografisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Laufwerk, oder ein anderes geeignetes computerlesbares Speichermedium oder eine Kombination von zweien oder mehreren derselben gegebenenfalls enthalten. Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares Speichermedium schließt alle Medien aus, für die Patentschutz nach 35 U.S.C. § 101 ausgeschlossen ist. Eine Bezugnahme auf ein computerlesbares Speichermedium schließt transitorische Formen der Signalübertragung (wie z. B. ein sich ausbreitendes elektrisches oder elektromagnetisches Signal als solches) in dem Maße aus, als es vom Patentschutz unter 35 U.S.C. § 101 ausgeschlossen ist. Ein computerlesbares, nichttransitorisches Speichermedium kann gegebenenfalls flüchtig, nichtflüchtig oder eine Kombination aus flüchtig oder nichtflüchtig sein.
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„Oder” ist inklusive und nicht exklusive zu verstehen, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „Und” bedeutet darüber hinaus sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, sowohl einzeln als auch insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt.
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Diese Offenbarung umfasst alle Änderungen, Substitutionen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den hier angegebenen beispielhaften Ausführungsformen, die ein Fachmann in Betracht ziehen würde. Eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu angepasst, dazu eingerichtet ist, dazu in der Lage ist, dazu konfiguriert ist, oder dazu betreibbar ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente, unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu angepasst, dazu eingerichtet, dazu in der Lage, dazu konfiguriert oder dazu betreibbar ist, diese Funktion auszuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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