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Hintergrund
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Ein Berührungssensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objekts (wie z. B. den Finger eines Benutzers oder einen Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors, der einem Anzeigeschirm oder einer Oberfläche überlagert ist, detektieren. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann es der Berührungssensor dem Benutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem Bildschirm Dargestellten zu interagieren und nicht nur indirekt über eine Maus oder ein Touchpad. Ein Berührungssensor kann angebracht sein auf, oder Bestandteil sein von, einem Desktopcomputer, einem Laptopcomputer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kioskcomputer, einem Kassensystem, oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
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Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen, kapazitive Berührungsbildschirme und optische Berührungsbildschirme (z. B. solche, die lichtemittierende Dioden und Infrarotsensoren zur Berührungserfassung verwenden). Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls einen Berührungsbildschirm mit umfassen und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder der Annäherung auftreten. Eine Steuereinheit des Berührungssensors kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihren Ort auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
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Berührungsbildschirme haben verschiedene Schwachpunkte. Eine genaue Erfassung einer Berührung im Vergleich zum Rauschen ist verbesserungsbedürftig. Eine genaue Erfassung der Art der aufgetretenen Berührung ist ebenfalls verbesserungsbedürftig.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es wird nun Bezug genommen auf die nachfolgende Beschreibung zusammen mit den begleitenden Figuren, in denen ähnliche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen, und in denen:
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1 einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit und einem beispielhaften Bewegungsmodul darstellt;
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2 ein beispielhaftes Verfahren zur Erfassung einer Berührung als Reaktion auf den Empfang von Bewegungsinformationen in einem Gerät mit einem Berührungsbildschirm darstellt;
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3 ein beispielhaftes Verfahren zur Verwendung der Bewegungsinformationen zur Bestimmung, ob eine Berührung auf einem Gerät, das einen Berührungsbildschirm enthält, aufgetreten ist, darstellt; und
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4 ein beispielhaftes Verfahren zur Verwendung von Bewegungsinformationen zur Beschleunigung der Berührungserfassung darstellt.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12, wobei die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit einem beispielhaften Bewegungsmodul 20 und einem beispielhaften Prozessor 30 kommunizieren kann. Objekte, wie z. B. eine Hand 40 und/oder ein Stift 50, können den Berührungssensor 10 berühren und/oder Gesten machen. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls einen Berührungsbildschirm oder eine berührungsempfindliche Oberfläche umfassen und umgekehrt. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart, den Ort, und/oder die Art einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts (z. B. die Hand 40 oder der Stift 50) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 unter Verwendung der Informationen von dem Bewegungsmodul 20 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit gegebenenfalls sowohl die Berührungssensorsteuereinheit und deren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann gegebenenfalls eine oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von nur einer Elektrodenart) einhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angeordnet sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier gegebenenfalls sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch die Substrate, auf denen sie angeordnet sind, umfassen. Alternativ kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor gegebenenfalls die Elektroden des Berührungssensors, aber nicht die Substrate, auf denen sie angeordnet sind, umfassen.
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Eine Elektrode (eine Ansteuerelektrode oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus einem leitfähigen Material sein, das eine bestimme Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck oder eine andere geeignete Form oder eine geeignete Kombination dieser Formen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten aus leitfähigem Material kann (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmen Ausführungsformen kann das leitfähige Material eine Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material eine Elektrode ungefähr 5% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material) bestehen und die dünnen Leitungen aus leitfähigem Material können deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder in einem anderen geeigneten Muster bedecken. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Elektroden aus einem konkreten leitfähigen Material mit bestimmten Formen mit einer bestimmten Füllung in einem bestimmten Muster beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten leitfähigen Material, das irgendeine geeignete Form mit irgendeiner geeigneten Füllung mit einem geeigneten Muster hat. Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
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Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können de Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
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Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bilde, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
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Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. Zum Beispiel kann der Berührungssensor 10 eine Gegenkapazitätserfassung, eine Eigenkapazitätserfassung oder eine Kombination aus Gegen- und Eigenkapazitätserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung beinhaltet der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die 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 Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
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In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
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Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sein, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
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Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs) oder digitale Signalprozessoren (DSPs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorlegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
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Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie untenstehend beschrieben wird, verschweißt ist. Die FPC kann aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbetungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, 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 Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
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Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen (Bondpads) 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Bondpads 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an den Kanten) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können aus Leseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der ein Bondpad 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
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Die Bondpads 16 können entlang einer oder mehrerer Kanten des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einem FPC angeordnet sein. Die Bondpads 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf dem FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Der Verbinder 18 kann leitfähige Leitungen auf dem FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Bondpads 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbinder 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
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In manchen Ausführungsformen kann das Bewegungsmodul 10 ein oder mehrere Sensoren beinhalten, die Informationen hinsichtlich einer Bewegung liefern. Z. B. kann das Bewegungsmodul 10 eine oder mehrere der folgenden Komponenten enthalten: einen ein- oder mehrdimensionalen Beschleunigungssensor, ein Gyroskop, oder einen Magnetfeldsensor. Zum Beispiel kann das Bosch BMA 220 Modul oder das KIONIX KTXF9 Modul zur Implementierung des Moduls 10 verwendet werden. Das Bewegungsmodul 10 kann dazu eingerichtet sein, Informationen an und/oder von der Berührungssensorsteuereinheit und/oder dem Prozessor 30 zu übertragen. In manchen Ausführungsformen kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 als Vermittler für Informationen dienen, die zwischen dem Bewegungsmodul 20 und dem Prozessor 30 übertragen werden.
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In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 30 in einem Gerät enthalten sein, das auch den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält. Der Prozessor 30 kann unter Verwendung von einer oder von mehreren Zentralverarbeitungseinheiten implementiert sein, wie sie z. B. unter Verwendung der ARM Architektur oder der X86 Architektur implementiert sind. Der Prozessor 30 kann einen oder mehrere Kerne, inklusive eines oder mehrerer Grafikkerne enthalten. Zum Beispiel kann der Prozessor 30 unter Verwendung von NVIDIA TEGRA, QUALCOMM SNAPDRAGON, oder TEXAS INSTRUMENTS OMAP Prozessoren implementiert sein. In manchen Ausführungsformen kann der Prozessor 30 Informationen von der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Bewegungsmodul 10 empfangen und diese Informationen verarbeiten, wie dies durch Anwendungen, die von dem Prozessor 30 ausgeführt werden, vorgeschrieben wird.
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In manchen Ausführungsformen kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 Informationen von dem Berührungssensor 10 und dem Bewegungsmodul 20 verwenden, um die Gegenwart, den Ort und/oder die Art einer Berührung oder Annäherung durch ein Objekt (z. B. eine Hand 40 oder einen Stift 50) zu detektieren. Wie weiter unten stehend im Zusammenhang mit 2 bis 4 beschrieben wird, können die Informationen von dem Bewegungsmodul 20 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 verwendet werden, um einen oder mehrere Vorteile zu erzielen, wie z. B. zu detektieren, ob eine Berührung aufgetreten ist (z. B. tatsächliche Berührungen von Rauschereignissen zu unterscheiden, wie z. B. das Vorhandensein eines Wassertropfens auf dem Gerät oder elektrische Rauschereignisse wie z. B. elektrisches Rauschen, das von anderen Komponenten wie z. B. einem Akkulader oder anderen Geräten emittiert wird, zu unterscheiden), zu detektieren welche Art einer Berührung aufgetreten ist (z. B. eine feste Berührung oder eine leichte Berührung), oder zu detektieren welche Art von Objekt die Berührung gemacht hat (z. B. der Stift 50 oder die Hand 40).
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2 bis 4 illustrieren beispielhafte Verfahren zur Verwendung von Bewegungsinformationen zur Verbesserung der Berührungserfassung. Manche Ausführungsformen können die Schritte der Verfahren aus 2 bis 4 ggf. wiederholen. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Schritte des Verfahrens der 2 bis 4 in einer bestimmten Reihenfolge beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Schritte der Verfahren aus 2 bis 4 in jeder geeigneten Reihenfolge. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Komponenten, Geräte oder Systeme beschreibt und illustriert, die bestimmte Schritte der Verfahren aus 2 bis 4 ausführen, umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Kombination geeigneter Komponenten, Geräte, oder Systeme, die irgendwelche geeigneten Schritte eines geeigneten Verfahrens nach 2 bis 4 ausführen.
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2 illustriert ein Beispielverfahren zur Erfassung einer Berührung als Reaktion auf den Empfang von Bewegungsinformationen in einem Gerät mit einem Berührungsbildschirm, wie z. B. dem in 1 dargestellten Gerät. Das Verfahren kann im Schritt 200 beginnen, in dem Bewegungssignale durch eine Berührungssensorsteuereinheit empfangen werden. Zum Beispiel können Bewegungssignale durch einen Beschleunigungssensor gesendet werden. Die Bewegungssignale können Informationen hinsichtlich der Bewegung in einer oder in mehreren Dimensionen beinhalten. Zum Beispiel können die Bewegungsinformationen Beschleunigungsmessungen in der X-, Y- und Z-Richtung beinhalten. Das Bewegungsmodul 20 ist ein Beispiel eines Geräts, das die Bewegungssignale liefern kann, die im Schritt 200 empfangen werden.
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Im Schritt 210 kann in manchen Ausführungsformen das im Schritt 200 empfangene Bewegungssignal mit einem oder mit mehreren Schwellwerten verglichen werden. Dieser Schritt kann durch die Bewegungssensorsteuereinheit ausgeführt werden, die das Bewegungssignal im Schritt 200 empfangen hat. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1 ist eine beispielhafte Implementierung einer Berührungssensorsteuereinheit, die verwendet werden kann, um das Bewegungssignal mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt zu vergleichen. Der eine oder die mehreren Schwellwerte, die in diesem Schritt verwendet werden, können in manchen Ausführungsformen bestimmt werden, in dem Werte, die einen Kontakt mit einem Berührungsbildschirm angeben, bestimmt werden. Ein Beispiel eines Schwellwerts, der in diesem Schritt verwendet werden kann, ist 250 mG. Der eine oder die mehreren Werte, die als Schwellwert oder als Schwellwerte verwendet werden, können z. B. durch die Größe des Geräts, die Anordnung des Bewegungsmoduls, das die Bewegungssignale in dem Gerät liefert, und/oder die Eigenschaften des Gehäuses und der Berührungsoberfläche des Geräts beeinflusst werden. In manchen Ausführungsformen kann auch nur eine Komponente der Bewegungsinformationen in diesem Schritt mit einem oder mit mehreren Schwellwerten verglichen werden. Zum Beispiel kann die Z-Richtungskomponente des Signals, das im Schritt 200 empfangen wird, mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt verglichen werden. Dies kann vorteilhaft sein, da die Z-Richtungskomponente der Bewegungsinformation die Richtung sein kann, die durch eine Berührung auf einem Gerät am stärksten beeinflusst wird. Andere geeignete Richtungen können in Abhängigkeit von der Konfiguration des Geräts, der Art, in der das Gerät verwendet wird, und/oder der Art des in dem Gerät verwendeten Bewegungsmoduls gewählt werden. In manchen Ausführungsformen können alle Komponenten der Bewegungsinformationen, die im Schritt 200 empfangen werden, mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt verglichen werden. Zum Beispiel kann der Betrag des Vektors des Bewegungssignals durch eine Kombination der Richtungsmessungen als Skalarprodukt berechnet werden und die Spitzenwerte können bestimmt werden, um in dem Vergleich verwendet zu werden. In einem anderen Beispiel können die Werte, die mit den verschiedenen Komponenten der Bewegungsinformationen verbunden sind, die im Schritt 200 empfangen wurden, kombiniert werden (z. B. gemittelt oder normalisiert) und mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt verglichen werden.
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Wenn die im Schritt 200 empfangenen Bewegungssignale größer sind als der eine oder die mehreren Schwellwerte, dann wird der Schritt 220 ausgeführt. Wenn sie nicht größer sind als der eine oder die mehreren Schwellwerte, dann wird der Schritt 200 ausgeführt. Auf diese Weise kann in manchen Ausführungsformen die im Schritt 200 empfangene Bewegungsinformation als Auslöser für das Abtasten eines Berührungsbildschirms oder eine berührungsempfindlichen Oberfläche dienen. Zum Beispiel kann ein Abtasten des Berührungssensors nicht ausgeführt werden, bis die im Schritt 200 empfangenen Bewegungssignale größer sind als die im Schritt 210 verwendeten Schwellwerte.
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Im Schritt 220 kann in manchen Ausführungsformen der Berührungsbildschirm oder die berührungsempfindliche Oberfläche des Geräts abgetastet werden. Wie oben stehend im Zusammenhang mit dem Berührungssensor 10 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1 beschrieben wurde, können Signale an den Berührungssensor durch die Berührungssensorsteuereinheit gesendet werden und andere Signale können durch die Berührungssensorsteuereinheit von dem Berührungssensor empfangen werden, um zu detektieren, wo eine Berührung stattgefunden haben kann. Zum Beispiel können die Ansteuerleitungen eines Berührungssensors der Reihe nach angesteuert werden und die auf den Ausleseleitungen vorhandenen Signale können erfasst werden, während die Ansteuerleitungen angesteuert werden.
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Im Schritt 230 können in manchen Ausführungsformen Koordinaten bestimmt werden, die eine oder mehrere Berührungen angeben. Dies kann unter Verwendung der im Schritt 220 empfangenen Informationen erfolgen. Eine Berührungssensorsteuereinheit, wie die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1 kann zur Ausführung dieses Schrittes verwendet werden. Die Koordinaten einer Berührung können bestimmt werden, in dem die Signale, die auf den Ausleseleitungen empfangen werden, mit der Zeit, zu der diese Signale empfangen wurden und zu der die Ansteuerleitungen angesteuert wurden, korreliert werden. Wenn z. B. eine Ansteuerleitung angesteuert wird, kann die Berührungssensorsteuereinheit Signale empfangen, die eine Berührung auf einer Ausleseleitung anzeigen. Da die Berührungssensorsteuereinheit weiß, wann die Ansteuerleitung angesteuert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit die Koordinaten der Berührung bestimmen, die auf der Ausleseleitung erfasst wurde, in dem die Zeit untersucht wird, zu der Signale von der Ausleseleitung empfangen wurden.
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Im Schritt
240 kann in manchen Ausführungsformen die Art der Berührung oder der Berührungen bestimmt werden. Dies kann unter Verwendung der Bewegungsinformationen, die im Schritt
200 empfangen wurden, erfolgen. Zum Beispiel kann in diesem Schritt festgestellt werden, ob die Berührung oder die Berührungen leicht oder fest waren. In einem anderen Beispiel kann die in diesem Schritt bestimmte Berührungsart eine Feststellung beinhalten, welche Art von Objekt das Gerät berührt hat, wie z. B. ob das Objekt eine Hand oder ein Stift war. Die in diesem Schritt vorgenommenen Feststellungen verwenden auch die Informationen, die in den Schritten
200,
220 und 230 empfangen wurden. Zum Beispiel kann der Betrag von einer oder von mehreren Komponenten des im Schritt
200 empfangenen Signals mit den im Schritt
230 bestimmten Koordinaten verglichen werden. Durch Vergleich dieser Informationen kann die Berührungsart bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Betrag der Komponente des im Schritt
200 empfangenen Signals, die der Z-Richtung entspricht, verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Berührung eine leichte oder eine feste Berührung war. Im Folgenden werden Beispielbereiche angegeben, die verwendet werden können, um die Berührungsart zu bestimmen:
| Leichtes Antippen mit dem Finger(mG) | Festes Antippen mit dem Finger (mG) | Antippen mit dem Stift (mG) |
Beispiel 1 | 250–1900 | 1901–6900 | mindestens 6901 |
Beispiel 2 | 250–1250 | 1251–5375 | mindestens 5376 |
Beispiel 3 | 250–1380 | 1381–5010 | mindestens 5011 |
Beispiel 4 | 250–2220 | 2221–4750 | mindestens 4751 |
Beispiel 5 | 250–1410 | 1411–4980 | mindestens 4981 |
Beispiel 6 | 250–2850 | 2851–7275 | mindestens 7276 |
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In einem anderen Beispiel kann der Bereich, der durch die Koordinaten der Berührung angegeben wird, auch mit den im Schritt 200 empfangenen Bewegungssignalen verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Berührung von einem Objekt, wie z. B. einem Finger, oder einem Objekt, wie z. B. einem Stift, stammt. Wenn z. B. der durch die im Schritt 230 bestimmten Koordinaten angegebene Bereich vergleichsweise klein ist und die im Schritt 200 empfangenen Bewegungssignale einen hohen Wert angeben, dann kann geschlossen werden, dass eine Berührung ähnlich zu einer Berührung durch einen Stift vorliegt. In einem anderen Beispiel kann, wenn die im Schritt 230 bestimmten Koordinaten einen vergleichsweise großen Bereich angeben und das im Schritt 200 empfangene Bewegungssignal vergleichsweise klein ist, geschlossen werden, dass die Berührung wahrscheinlich durch eine menschliche Hand oder einen Finger ausgeführt wurde.
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In manchen Ausführungsformen kann eine mit den im Schritt 200 empfangenen Bewegungsinformationen verbundene Dauer verwendet werden, um zu bestimmen welche Art von Berührung aufgetreten ist. Wenn z. B. die im Schritt 200 empfangenen Bewegungsinformationen eine vergleichsweise kurze Dauer haben, dann kann auf eine Berührung durch einen Stift geschlossen werden, wohingegen wenn die Berührungsinformationen eine vergleichsweise lange Dauer haben, dann kann auf eine leichte oder feste Berührung durch einen Finger geschlossen werden.
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In manchen Ausführungsformen kann die Frequenzcharakteristik der im Schritt 200 empfangenen Bewegungsinformationen verwendet werden, um die Art der Berührung zu bestimmen. Eine Analyse der Bewegungsinformationen im Frequenzbereich kann z. B. die Detektion charakteristischer Frequenzen von verschiedenen Berührungsarten (z. B. eine feste Berührung, eine leichte Berührung, eine Stiftberührung) ermöglichen. Eine Detektion der charakteristischen Frequenzen kann eine Bestimmung der Berührungsart ermöglichen.
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Im Schritt 250 kann die Berührungssensorsteuereinheit ein oder mehrere Ergebnisse der oben stehenden Schritte an einen Prozessor oder an eine andere Komponente des Geräts berichten, womit das Verfahren endet. Zum Beispiel können in diesem Schritt die Koordinaten, die der detektierten Berührung oder den detektierten Berührungen entsprechen, zusammen mit der detektierten Berührungsart oder den detektierten Berührungsarten berichtet werden. Der Prozessor oder die Komponente, die den Bericht in diesem Schritt empfangen, können ähnlich sein zu, oder im Wesentlichen die gleichen sein wie, der Prozessor 30 aus 1. In manchen Ausführungsformen können damit ein oder mehrere Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann der Prozessor in der Lage sein, Programme auszuführen, die in verschiedener Weise ablaufen, abhängig von der Art der detektierten Berührung. Wenn z. B. eine leichte Berührung detektiert wird, kann eine Aktion durch das Programm ausgeführt werden, wohingegen eine feste Berührung das Auftreten einer anderen Aktion verursachen würde. In einem anderen Beispiel kann ein Programm anders ablaufen, wenn ein Stift das Gerät berührt, als wenn ein menschlicher Finger das Gerät berührt. Anwendungen, wie z. B. Zeichenprogramme, Spiele oder andere geeignete Anwendungen können von der Möglichkeit, zwischen verschiedenen Berührungsarten zu unterscheiden, profitieren.
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3 illustriert ein Beispielverfahren zur Verwendung von Bewegungsinformationen, um festzustellen, ob eine Berührung an einem Gerät mit einem Berührungsbildschirm oder einer berührungsempfindlichen Fläche wie dem in 1 dargestellten Gerät aufgetreten ist. Das Verfahren kann im Schritt 300 beginnen, in dem der Berührungsbildschirm oder die berührungsempfindlichen Fläche abgetastet werden kann. Wie z. B. oben stehend im Zusammenhang mit dem Berührungssensor 10 und der Berührungssensorsteuereinheit 12 aus in 1 beschrieben wurde, können Signale durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 an den Berührungssensor 10 gesendet werden und andere Signal können durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 von dem Berührungssensor 10 empfangen werden, um festzustellen, wo eine Berührung aufgetreten sein könnte. Zum Beispiel können die Ansteuerleitungen des Berührungssensors der Reihe nach angesteuert werden und die auf den Ausleseleitungen anliegenden Signale können detektiert werden, während die Ansteuerleitungen angesteuert werden.
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Im Schritt 310 können in manchen Ausführungsformen Koordinaten bestimmt werden, die einer oder mehreren Berührungen entsprechen. Dies kann unter Verwendung der im Schritt 300 empfangenen Informationen erfolgen. Eine Berührungssensorsteuereinheit, wie die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1, kann zur Ausführung dieses Schrittes verwendet werden. Die Koordinaten einer Berührung können bestimmt werden, in dem die auf den Ausleseleitungen empfangenen Signale mit der Zeit korreliert werden, zu der diese Signale empfangen wurden und zu der die Ansteuerleitungen angesteuert wurden. Wenn z. B. eine Ansteuerleitung angesteuert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit Signale empfangen, die eine Berührung auf einer Ausleseleitung anzeigen. Da die Berührungssensorsteuereinheit weiß, wann die Ansteuerleitung angesteuert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit die Koordinaten der Berührung, die auf der Ausleseleitung erfasst wurde, bestimmten, in dem die Zeit untersucht wird, zu der die Signale von der Ausleseleitung empfangen wurden.
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Im Schritt 320 werden in manchen Ausführungsformen Bewegungssignale durch eine Berührungssensorsteuereinheit empfangen. Die Bewegungssignale können z. B. durch einen Beschleunigungssensor gesendet werden. Die Bewegungssignale können Informationen hinsichtlich der Bewegung in einer oder in mehreren Dimensionen beinhalten. Zum Beispiel können die Bewegungsinformationen Beschleunigungsmessungen in der X-, Y- und Z-Richtung beinhalten. Das Bewegungsmodul 20 aus 1 ist ein Beispiel eines Geräts, das die in Schritt 320 empfangenen Bewegungssignale zur Verfügung stellen kann.
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Im Schritt 330 können in manchen Ausführungsformen die im Schritt 320 empfangenen Bewegungssignale mit einer oder mit mehreren Schwellen verglichen werden. Dieser Schritt kann durch die Berührungssensorsteuereinheit durchgeführt werden. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1 ist eine Beispielimplementierung einer Berührungssensorsteuereinheit, die in diesem Schritt zum Vergleichen der Bewegungssignale mit einem oder mit mehreren Schwellwerten verwendet werden kann. Der eine oder die mehreren Schwellwerte, die in diesem Schritt verwendet werden, können in manchen Ausführungsformen bestimmt werden, in dem Werte, die einen Kontakt mit einem Berührungsbildschirm angeben, bestimmt werden. Ein Beispiel eines Schwellwerts, der in diesem Schritt verwendet werden kann, ist 250 mG. Der eine oder die mehreren Werte, die als Schwellwert oder als Schwellwerte verwendet werden, können z. B. durch die Größe des Geräts, die Anordnung des Bewegungsmoduls, das die Bewegungssignale in dem Gerät liefert, und/oder die Eigenschaften des Gehäuses und der Berührungsoberfläche des Geräts beeinflusst werden. In manchen Ausführungsformen kann auch nur eine Komponente der Bewegungsinformationen in diesem Schritt mit einem oder mit mehreren Schwellwerten verglichen werden. Zum Beispiel kann die Z-Richtungskomponente des Signals, das im Schritt 320 empfangen wird, mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt verglichen werden. Dies kann vorteilhaft sein, da die Z-Richtungskomponente der Bewegungsinformation die Richtung sein kann, die durch eine Berührung auf einem Gerät am stärksten beeinflusst wird. Andere geeignete Richtungen können in Abhängigkeit von der Konfiguration des Geräts, der Art, in der das Gerät verwendet wird, und/oder der Art des in dem Gerät verwendeten Bewegungsmoduls gewählt werden. In manchen Ausführungsformen können alle Komponenten der Bewegungsinformationen, die im Schritt 320 empfangen werden, mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt verglichen werden. Zum Beispiel kann der Betrag des Vektors des Bewegungssignals durch eine Kombination der Richtungsmessungen als Skalarprodukt berechnet werden und die Spitzenwerte können bestimmt werden, um in dem Vergleich verwendet zu werden. In einem anderen Beispiel können die Werte, die mit den verschiedenen Komponenten der Bewegungsinformationen verbunden sind, die im Schritt 200 empfangen wurden, kombiniert werden (z. B. gemittelt oder normalisiert) und mit einem oder mit mehreren Schwellwerten in diesem Schritt verglichen werden.
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Wenn die im Schritt 320 empfangenen Bewegungssignale größer sind als der eine oder die mehreren Schwellwerte, dann wird der Schritt 340 ausgeführt. Wenn sie nicht größer sind als der eine oder die mehreren Schwellwerte, dann wird der Schritt 300 ausgeführt. Auf diese Weise kann in manchen Ausführungsformen die im Schritt 320 empfangene Bewegungsinformation als Bestätigung für das Auftreten einer Berührung an dem Gerät dienen. Zum Beispiel kann eine Weiterleitung der im Schritt 310 bestimmten Koordinaten nicht ausgeführt werden, bis die im Schritt 320 empfangenen Bewegungssignale größer sind als die im Schritt 330 verwendeten Schwellwerte.
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Im Schritt
340 kann in manchen Ausführungsformen die Art der Berührung oder der Berührungen bestimmt werden. Dies kann unter Verwendung der Bewegungsinformationen, die im Schritt
320 empfangen wurden, erfolgen. Zum Beispiel kann in diesem Schritt festgestellt werden, ob die Berührung oder die Berührungen leicht oder fest waren. In einem anderen Beispiel kann die in diesem Schritt bestimmte Berührungsart eine Feststellung beinhalten, welche Art von Objekt das Gerät berührt hat, wie z. B. ob das Objekt eine Hand oder ein Stift war. Die in diesem Schritt vorgenommenen Feststellungen verwenden auch die Informationen, die in den Schritten
300,
310 und
320 empfangen wurden. Zum Beispiel kann der Betrag von einer oder von mehreren Komponenten des im Schritt
320 empfangenen Signals mit den im Schritt
310 bestimmten Koordinaten verglichen werden. Durch Vergleich dieser Informationen kann die Berührungsart bestimmt werden. Zum Beispiel kann der Betrag der Komponente des im Schritt
320 empfangenen Signals, die der Z-Richtung entspricht, verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Berührung eine leichte oder eine feste Berührung war. Im Folgenden werden Beispielbereiche angegeben, die verwendet werden können, um die Berührungsart zu bestimmen:
| Leichtes Antippen mit dem Finger (mG) | Festes Antippen mit dem Finger (mG) | Antippen mit dem Stift (mG) |
Beispiel 1 | 250–1900 | 1901–6900 | mindestens 6901 |
Beispiel 2 | 250–1250 | 1251–5375 | mindestens 5376 |
Beispiel 3 | 250–1380 | 1381–5010 | mindestens 5011 |
Beispiel 4 | 250–2220 | 2221–4750 | mindestens 4751 |
Beispiel 5 | 250–1410 | 1411–4980 | mindestens 4981 |
Beispiel 6 | 250–2850 | 2851–7275 | mindestens 7276 |
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In einem anderen Beispiel kann der Bereich, der durch die Koordinaten der Berührung angegeben wird, auch mit den im Schritt 320 empfangenen Bewegungssignalen verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Berührung von einem Objekt, wie z. B. einem Finger, oder einem Objekt, wie z. B. einem Stift, stammt. Wenn z. B. der durch die Koordinaten angegebene Bereich vergleichsweise klein ist und die im Schritt 320 empfangenen Bewegungssignale einen hohen Wert angeben, dann kann geschlossen werden, dass eine Berührung ähnlich zu einer Berührung durch einen Stift vorliegt. In einem anderen Beispiel kann, wenn die im Schritt 310 bestimmten Koordinaten einen vergleichsweise großen Bereich angeben und das im Schritt 320 empfangene Bewegungssignal vergleichsweise klein ist, geschlossen werden, dass die Berührung wahrscheinlich durch eine menschliche Hand oder einen Finger ausgeführt wurde.
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In manchen Ausführungsformen kann eine mit den im Schritt 320 empfangenen Bewegungsinformationen verbundene Dauer verwendet werden, um zu bestimmen welche Art von Berührung aufgetreten ist. Wenn z. B. die im Schritt 320 empfangenen Bewegungsinformationen eine vergleichsweise kurze Dauer haben, dann kann auf eine Berührung durch einen Stift geschlossen werden, wohingegen wenn die Berührungsinformationen eine vergleichsweise lange Dauer haben, dann kann auf eine leichte oder feste Berührung durch einen Finger geschlossen werden.
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In manchen Ausführungsformen kann die Frequenzcharakteristik der im Schritt 320 empfangenen Bewegungsinformationen verwendet werden, um die Art der Berührung zu bestimmen. Eine Analyse der Bewegungsinformationen im Frequenzbereich kann z. B. die Detektion charakteristischer Frequenzen von verschiedenen Berührungsarten (z. B. eine feste Berührung, eine leichte Berührung, eine Stiftberührung) ermöglichen. Eine Detektion der charakteristischen Frequenzen kann eine Bestimmung der Berührungsart ermöglichen.
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Im Schritt 350 kann die Berührungssensorsteuereinheit ein oder mehrere Ergebnisse der oben stehenden Schritte an einen Prozessor oder an eine andere Komponente des Geräts berichten, womit das Verfahren endet. Zum Beispiel können in diesem Schritt die Koordinaten, die der detektierten Berührung oder den detektierten Berührungen entsprechen, zusammen mit der detektierten Berührungsart oder den detektierten Berührungsarten berichtet werden. Der Prozessor oder die Komponente, die den Bericht in diesem Schritt empfangen, können ähnlich sein zu, oder im Wesentlichen die gleichen sein wie, der Prozessor 30 aus 1. In manchen Ausführungsformen können damit ein oder mehrere Vorteile erzielt werden. Zum Beispiel kann der Prozessor in der Lage sein, Programme auszuführen, die in verschiedener Weise ablaufen, abhängig von der Art der detektierten Berührung. Wenn z. B. eine leichte Berührung detektiert wird, kann eine Aktion durch das Programm ausgeführt werden, wohingegen eine feste Berührung das Auftreten einer anderen Aktion verursachen würde. In einem anderen Beispiel kann ein Programm anders ablaufen, wenn ein Stift das Gerät berührt, als wenn ein menschlicher Finger das Gerät berührt. Anwendungen, wie z. B. Zeichenprogramme, Spiele oder andere geeignete Anwendungen können von der Möglichkeit, zwischen verschiedenen Berührungsarten zu unterscheiden, profitieren.
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4 illustriert ein Beispielverfahren zur Verwendung von Bewegungsinformationen zur Beschleunigung einer Berührungserfassung. Das Verfahren kann im Schritt 400 beginnen, in dem Abtastwerte von einem Berührungsbildschirm oder einer berührungsempfindlichen Oberfläche empfangen werden können. Wie z. B. oben stehend in 1 beschrieben wurde, kann ein Berührungsbildschirm dazu eingerichtet sein, mehrere Ansteuerleitungen und mehrere Ausleseleitungen zu haben. Die Ansteuerleitungen können nacheinander angesteuert werden und die Ausleseleitungen können analysiert werden, um festzustellen, ob Signale an den Ausleseleitungen vorliegen, die eine Berührung anzeigen. Ein Berührungssensor, wie der Berührungssensor 10 aus 1, können derartige Abtastwerte zur Verfügung stellen und eine Berührungssensorsteuereinheit, wie die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1, können die Abtastwerte in diesem Schritt empfangen.
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Im Schritt 410 werden in manchen Ausführungsformen Bewegungssignale durch eine Berührungssensorsteuereinheit empfangen. Die Bewegungssignale können z. B. durch einen Beschleunigungssensor gesendet werden. Die Bewegungssignale können Informationen hinsichtlich der Bewegung in einer oder in mehreren Dimensionen beinhalten. Zum Beispiel können die Bewegungsinformationen Beschleunigungsmessungen in der X-, Y- und Z-Richtung beinhalten. Das Bewegungsmodul 20 aus 1 ist ein Beispiel eines Geräts, das die in diesem Schritt empfangenen Bewegungssignale zur Verfügung stellen kann.
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Im Schritt 420 kann in manchen Ausführungsformen ein Konfidenzniveau bestimmt werden, Dieses Konfidenzniveau kann eine Wahrscheinlichkeit angeben, mit der eine Berührung aufgetreten ist. Das Konfidenzniveau kann bestimmt werden auf Basis der Abtastwerte, die im Schritt 400 empfangen wurden, und der Bewegungssignale, die im Schritt 410 empfangen wurden. Ein Konfidenzniveau kann auf einen anfänglichen Wert gesetzt werden und Informationen, wie z. B. die im Schritt 400 empfangenen Abtastwerte und die im Schritt 410 empfangenen Bewegungssignale können verwendet werden, um das Konfidenzniveau zu ändern. Wenn z. B. die im Schritt 410 empfangenen Bewegungssignale kleine oder schwache Werte anzeigen, dann könnte das Konfidenzniveau nicht oder nur durch einen vergleichsweise kleinen Betrag erhöht werden. In einem anderen Beispiel könnte das Konfidenzniveau, wenn die im Schritt 400 empfangenen Abtastwerte einen kleinen oder schwachen Betrag haben, nicht oder nur durch einen vergleichsweise kleinen Betrag erhöht werden. In einem anderen Beispiel könnte das Konfidenzniveau, wenn die im Schritt 410 empfangenen Signale einen vergleichsweise großen Betrag haben, deutlich erhöht werden. In einem anderen Beispiel könnte das Konfidenzniveau, wenn die im Schritt 400 empfangenen Abtastwerte einen vergleichsweise großen Betrag haben, deutlich erhöht werden.
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Im Schritt 430 kann in manchen Ausführungsformen bestimmt werden, ob das Konfidenzniveau einen oder mehrere Schwellwerte übersteigt. Wenn das Konfidenzniveau den Schwellwert oder die Schwellwerte übersteigt, dann wird der Schritt 440 ausgeführt. Wenn das Konfidenzniveau den Schwellwert oder die Schwellwerte nicht übersteigt, dann wird der Schritt 435 ausgeführt. Diese Feststellung kann z. B. anzeigen, ob die erfasste Aktivität (die durch die in den Schritten 400 und 410 empfangenen Informationen angegeben wird) wahrscheinlich eine Berührung anzeigt. In manchen Ausführungsformen kann die Verwendung des Konfidenzniveaus verwendet werden, um Berührungen von Rauschen (z. B. elektromagnetisches Rauschen oder Gegenstände wie z. B. Wassertropfen auf dem Gerät) zu unterscheiden. Die Verwendung der im Schritt 410 empfangenen Bewegungssignale zur Bestimmung des Konfidenzniveaus im Schritt 420 kann in manchen Ausführungsformen von Vorteil sein, da sie eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass eine Berührung aufgetreten ist, anzeigen können. Eine Erhöhung des Konfidenzniveaus unter Verwendung der empfangenen Bewegungssignale kann die Zahl der Abtastwerte reduzieren, die empfangen werden müssen, bevor der Schwellwert im Schritt 430 überschritten wird. Dies kann zu einem schnelleren Antwortverhalten führen, da z. B. die Anzahl der Abtastvorgänge reduziert werden kann, die auf dem Berührungsbildschirm oder der berührungsempfindlichen Oberfläche durchgeführt werden müssen.
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Im Schritt 435 können in manchen Ausführungsformen zusätzliche Abtastwerte empfangen werden. Diese Abtastwerte können Daten von dem Berührungssensor sein. Dies kann ähnlich zu dem Schritt 400 durchgeführt werden. Der Empfang von zusätzlichen Abtastwerten im Schritt 435 kann das Ergebnis davon sein, dass der Schwellwert im Schritt 430 nicht überschritten wurde, was eine unzureichende Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Berührung anzeigen kann.
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Im Schritt 440 können in manchen Ausführungsformen Koordinaten bestimmt werden, die einer oder mehreren Berührungen entsprechen. Dies kann unter Verwendung der in den Schritten 400 und/oder 435 empfangenen Informationen erfolgen. Eine Berührungssensorsteuereinheit, wie die Berührungssensorsteuereinheit 12 aus 1, kann zur Ausführung dieses Schrittes verwendet werden. Die Koordinaten einer Berührung können bestimmt werden, in dem die auf den Ausleseleitungen empfangenen Signale mit der Zeit korreliert werden, zu der diese Signale empfangen wurden und zu der die Ansteuerleitungen angesteuert wurden. Wenn z. B. eine Ansteuerleitung angesteuert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit Signale empfangen, die eine Berührung auf einer Ausleseleitung anzeigen. Da die Berührungssensorsteuereinheit weiß, wann die Ansteuerleitung angesteuert wurde, kann die Berührungssensorsteuereinheit die Koordinaten der Berührung, die auf der Ausleseleitung erfasst wurde, bestimmten, in dem die Zeit untersucht wird, zu der die Signale von der Ausleseleitung empfangen wurden.
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Im Schritt 450 können in manchen Ausführungsformen eine oder mehrere Berührungsarten bestimmt werden. Dieser Schritt kann unter Verwendung von einer oder mehreren der oben stehend im Zusammenhang mit Schritt 340 der 3 beschriebenen Techniken ausgeführt werden. Die in diesem Schritt verwendeten Informationen können die Informationen aus den Schritten 400, 410 und/oder 435 beinhalten. Ein oder mehrere Vorteile, die im Zusammenhang mit Schritt 340 der 3 diskutiert wurden, können auch im Schritt 450 in verschiedenen Ausführungsformen vorliegen.
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Im Schritt 460 kann die Berührungssensorsteuereinheit ein oder mehrere der Ergebnisse der obigen Schritte an einen Prozessor oder eine andere Komponente des Geräts berichten, womit das Verfahren endet. Zum Beispiel können die Koordinaten, die der detektierten Berührung oder den detektierten Berührungen entsprechen, zusammen mit der detektierten Berührungsart oder den detektierten Berührungsarten in diesem Schritt berichtet werden. Der Prozessor oder die Komponente, die den Bericht in diesem Schritt empfangen, können ähnlich sein zu, oder im Wesentlichen die gleichen sein wie, der Prozessor 30 aus 1. In manchen Ausführungsformen kann dies einen oder mehrere Vorteile liefern. Zum Beispiel kann der Prozessor in der Lage sein, Programme auszuführen, die in verschiedener Weise ablaufen, abhängig von der Art der Berührung, die detektiert wurde. Wenn z. B. eine leichte Berührung detektiert wurde, kann eine Aktion durch das Programm ausgeführt werden, wohingegen eine feste Berührung eine andere Aktion veranlassen würde. In einem anderen Beispiel kann ein Programm anders ablaufen, wenn ein Stift das Gerät berührt, als wenn ein Finger das Gerät berührt. Anwendungen, wie z. B. Zeichenprogramme, Spiele oder andere geeigneten Anwendungen können von der Möglichkeit, zwischen verschiedenen Berührungsarten zu unterscheiden, profitieren.
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Abhängig von den konkreten implementierten Merkmalen können bestimmte Ausführungsformen manche, keine oder alle der folgenden technischen Vorteile erzielen. Die Herstellung von berührungsempfindlichen Systemen (z. B. Berührungsbildschirmen oder berührungsempfindlichen Oberflächen) können schneller ausgeführt werden. Die Herstellung von berührungsempfindlichen Systemen (z. B. Berührungsbildschirme oder berührungsempfindliche Oberflächen) kann mit niedrigeren Kosten durchgeführt werden als mit herkömmlichen Techniken. Eine verbesserte Ausbeute kann während der Herstellung realisiert werden. Die Werkzeugbereitstellung für die Herstellung kann vereinfacht werden. Der Feuchtigkeitseintrag in berührungsempfindliche Systeme (z. B. Berührungsbildschirme und berührungsempfindliche Oberflächen) kann verringert oder vermieden werden. Die Zuverlässigkeit einer Schnittstelle zwischen einem Berührungssensor und den Verarbeitungskomponenten kann verbessert werden. Andere technische Vorteile ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung sowie aus den nachfolgenden Ansprüchen. Konkrete Ausführungsformen können alle offenbarten Vorteile erzielen oder beinhalten, bestimmte Ausführungsformen können nur manche der offenbarten Vorteile erzielen oder beinhalten und bestimmte Ausführungsformen können keine der offenbarten Vorteile beinhalten.
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Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium umfasst hier eine oder mehrere nichttransitorische greifbare Strukturen mit einem computerlesbaren Speichermedium. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium eine halbleiterbasierte oder eine andere integrierte Schaltung (IC) (wie z. B. ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), eine Festplatte, eine HDD, eine Hybridfestplatte (HHD), eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Laufwerk oder andere geeignete computerlesbare Speichermedien oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Speichermedien beinhalten. Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium schließt Medien aus, die nach 35 U.S.C. § 101 von der Patentierbarkeit ausgeschlossen sind. Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium schließt hier transitorische Formen der Signalübertragung (wie z. B. ein sich ausbreitendes elektrisches oder elektromagnetisches Signal als solches) in dem Maße aus, als sie von der Patentierbarkeit nach 35 U.S.C. § 101 ausgeschlossen sind. Ein computerlesbares nichttransitorisches Speichermedium kann flüchtig, nichtflüchtig, oder eine Kombination aus flüchtig und nichtflüchtig sein.
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Unter „oder” wird hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl gemeinsam als auch einzeln, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.