DE102009021844A1 - Method for sensing presence of body i.e. user's finger, on capacitively charged key of touch sensitive control panel in e.g. TV, involves processing signal sample value, which is outside accepted range so that presence of body is determined - Google Patents

Method for sensing presence of body i.e. user's finger, on capacitively charged key of touch sensitive control panel in e.g. TV, involves processing signal sample value, which is outside accepted range so that presence of body is determined Download PDF

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Abstract

The method involves generating signal sample values representing charge measured during signal measurement part of a measurement cycle, and comparing the signal sample values of a measurement burst with a determined range of accepted values between a determined maximum and a determined minimum value. One of the signal sample values outside the determined accepted range is processed, so that the presence of a body i.e. user's finger (20), is determined from a change in the value of the signal samples which are within the determined accepted range. Independent claims are also included for the following: (1) an apparatus for sensing presence of a body (2) a touch sensitive control panel.

Description

Gebietarea

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Erfassen des Vorhandenseins eines Körpers anhand einer Änderung eines Maßes an Ladung, das an einer kapazitiv geladenen Taste vorhanden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren berührungsempfindliche Bedienfelder, die eine Vielzahl von Tasten enthalten, die in einer Matrix angeordnet sein können und die beispielsweise in Form einer zweidimensionalen berührungsempfindlichen Benutzereingabeeinrichtung eingesetzt werden können.The The present invention relates to methods and apparatus for detection the presence of a body based on a change a measure of charge that is due to a capacitively charged Button is present. The present invention further relates touch-sensitive panels that a variety of keys that may be arranged in a matrix and the example in the form of a two-dimensional touch-sensitive User input device can be used.

In einigen Ausführungsformen enthält ein Berührungssensor eine Taste, die eine Ansteuerplatte und eine Erfassungsplatte umfasst, wobei ein Ladungssignal gemessen werden kann, nachdem eine Taste während eines Messzyklus angesteuert wird.In Some embodiments include a touch sensor a key comprising a drive plate and a detection plate, wherein a charge signal can be measured after a key is activated during a measuring cycle.

Hintergrundbackground

Berührungsempfindliche Bedieneinrichtungen gibt es heutzutage in vielen elektronischen Geräten, wie beispielsweise Mobiltelefonen, MP3-Playern, PDA sowie in Haushaltsgeräten, wie beispielsweise Herden und Tiefkühlgeräten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sie platzsparend sind, was eine „Nutzfläche” angeht, die verfügbar ist, um Benutzer-Bedienelemente zu positionieren, robust insofern sind, als eine geringere Menge an mechanischen Komponenten für ihre Umsetzung erforderlich ist und sie auch potenziell schädlichen Substanzen in einer Umgebung widerstehen können, in der sie angeordnet sind. Beispielsweise ist bei Haushaltsgeräten das Vorhandensein von Wasser und anderen wässrigen Substanzen normalerweise schädlich für Kontaktschalter. Daher kann der berührungsempfindliche Schalter hinter einer Schutzschicht angeordnet werden, die verhindert, dass die wässrigen Substanzen Schaden bewirken. Des Weiteren kann ein berührungsempfindliches Bedienelement vor einem Anzeigebildschirm, wie beispielsweise einem LED-Anzeigebildschirm, angeordnet, werden, so dass ein Benutzer eine bestimmte Funktion auswählen kann, indem er den Bildschirm an einer Position berührt, an der eine bestimmte Menüoption angezeigt worden ist.touch-sensitive Control devices are available today in many electronic Devices such as mobile phones, MP3 players, PDA as well as in household appliances, such as herds and freezers. This is due to, that they are space-saving in terms of "useful area", which is available to position user controls, robust insofar as a smaller amount of mechanical components is required for their implementation and they are also potentially can withstand harmful substances in an environment in which they are arranged. For example, household appliances the presence of water and other aqueous substances usually harmful to contact switches. Therefore The touch-sensitive switch can be behind a protective layer can be arranged, which prevents the aqueous substances from harm cause. Furthermore, a touch-sensitive Control in front of a display screen, such as a LED display screen, arranged, so that a user can select a specific function by viewing the screen touched at a position where a particular menu option has been displayed.

Es gibt verschiedene Formen berührungsempfindlicher Bedienelemente, bei denen ein kapazitiver Sensor eingesetzt wird, um das Vorhandensein eines Körpers, wie beispielsweise eines Fingers eines Benutzers, zu erfassen. Ein berührungsempfindlicher kapazitiver Sensor wird beispielsweise in WO-97/23738 offenbart. In WO-97/23738 ist eine einzelne Kopplungsplatte vorhanden und so angeordnet, dass sie einen berührungsempfindlichen Schalter bildet. Die berührungsempfindliche Platte wird als eine Taste bezeichnet. Bei diesem Beispiel wird die Taste unter Verwendung einer Ansteuerschaltung über einen Ansteuer-Teil eines Messzyklus geladen, und dann wird diese Ladung gemessen, indem die induzierte Ladung während eines Mess-Teils des Zyklus durch eine Ladungserfassungsschaltung von der Taste übertragen wird. Der Lade- und der Übertragungs-Teil des Zyklus können stark variieren und können entsprechend der jeweiligen Anwendung ausgewählt werden. Üblicherweise wird eine Folge von Messungszyklen verwendet, um eine Vielzahl von Signal-Abtastwerten zu erzeugen. Der Sensor kann das Vorhandensein eines Objektes in der Nähe der Taste aufgrund einer Änderung eines Maßes der Ladung erfassen, das an der Taste induziert wird, und zwar selbst beim Vorhandensein störender Substanzen.There are various forms of touch-sensitive controls in which a capacitive sensor is used to detect the presence of a body, such as a user's finger. A touch-sensitive capacitive sensor is used in, for example, WO 97/23738 disclosed. In WO 97/23738 For example, a single coupling plate is present and arranged to form a touch-sensitive switch. The touch-sensitive panel is referred to as a key. In this example, the key is charged using a drive circuit over a drive portion of a measurement cycle, and then that charge is measured by transferring the induced charge from the key through a charge sense circuit during a measurement portion of the cycle. The loading and transmission part of the cycle can vary widely and can be selected according to the particular application. Typically, a sequence of measurement cycles is used to generate a plurality of signal samples. The sensor can detect the presence of an object near the key due to a change in a measure of the charge induced on the key, even in the presence of interfering substances.

Eine andere Form eines berührungsempfindlichen Bedienelementes wird in WO-00/44018 offenbart. Bei diesem Beispiel ist ein Paar Elektroden vorhanden, die als eine Taste wirken, so dass das Vorhandensein eines Körpers, wie beispielsweise eines Fingers eines Benutzers, aufgrund einer Änderung eines Maßes an Ladung erfasst wird, das zwischen den zwei Elektroden übertragen wird. Bei dieser Anordnung wird eine der Elektroden (mit X gekennzeichnet) mit einer Ansteuerschaltung angesteuert, und die andere der paarigen Elektroden (mit Y gekennzeichnet) ist mit einer Ladungsmessschaltung verbunden, die ein Maß an Ladung erfasst, das an der Y-Platte vorhanden ist, wenn sie durch die X-Platte angesteuert wird. Mehrere Paare von Elektroden können, wie in WO-00/440018 offenbart, so angeordnet sein, dass sie eine Matrix von Erfassungsbereichen bilden, wodurch eine effiziente Umsetzung eines berührungsempfindlichen zweidimensionalen Positionssensors geschaffen wird. Derartige zweidimensionale kapazitive Sensoren werden üblicherweise mit Einrichtungen eingesetzt, die berührungsempfindliche Bildschirme oder berührungsempfindliche Tastaturen/Tastenfelder enthalten, die beispielsweise in Unterhaltungselektronikgeräten und Haushaltsgeräten eingesetzt werden. Derartige zweidimensionale kapazitive Berührungssensoren können, wie oben angedeutet, in Verbindung mit Flüssigkristall-Anzeigen oder Kathodenstrahlröhren eingesetzt werden, um derartige berührungsempfindliche Bildschirme zu schaffen.Another form of touch-sensitive control is disclosed in US Pat WO-00/44018 disclosed. In this example, there is a pair of electrodes acting as a button so that the presence of a body, such as a user's finger, is detected due to a change in a level of charge transferred between the two electrodes. In this arrangement, one of the electrodes (marked X) is driven by a drive circuit, and the other of the paired electrodes (marked Y) is connected to a charge measurement circuit which detects a level of charge present on the Y-plate. when driven by the X-plate. Multiple pairs of electrodes can, as in WO-00/440018 disclosed so as to form a matrix of detection areas, thereby providing an efficient implementation of a two-dimensional touch-sensitive position sensor. Such two-dimensional capacitive sensors are commonly used with devices that include touch-sensitive screens or touch-sensitive keyboards / keypads used, for example, in consumer electronics and household appliances. Such two-dimensional capacitive touch sensors, as indicated above, may be used in conjunction with liquid crystal displays or cathode ray tubes to provide such touch sensitive screens.

Obwohl berührungsempfindliche kapazitive Sensoren, wie die oben beschriebenen und in den oben erwähnten Offenbarungen offenbart sind, erfolgreich auf vielen Anwendungsge bieten eingesetzt worden sind, können einige Anwendungsgebiete eine Umgebung aufweisen, in der es problematisch ist, eine Änderung von Ladung aufgrund des Vorhandenseins eines Körpers zu erfassen. Beispielsweise kann bei bestimmten Einsatzzwecken Rauschen vorhanden sein, das eine Störung der genauen Messung eines Maßes an Ladung verursachen kann, das von einer kapazitiv geladenen Taste für die verschiedenen oben aufgeführten Beispiele übertragen wird.Although touch-sensitive capacitive sensors, such as those disclosed above and disclosed in the above-mentioned disclosures, have been successfully applied to many applications, some applications may have an environment in which it is difficult to change charge due to the presence of a body to capture. For example, noise may be present in certain applications which may cause interference with the accurate measurement of a level of charge transferred from a capacitively charged key for the various examples listed above.

ZusammenfassungSummary

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Körpers anhand einer Änderung eines Maßes an Ladung geschaffen, das an einer kapazitiv geladenen Taste vorhanden ist. Das Verfahren schließt Durchführen einer Folge von Messungen ein, durch die eine Vielzahl von Signal-Abtastwerten aus einer Vielzahl von Messzyklen erzeugt werden. Jeder der Messungszyklen schließt das Induzieren von Ladung an der Taste während eines Ansteuer-Teils des Messungszyklus und Messen der an der Taste während des Ansteuer-Teils des Messungszyklus induzierten Ladung während eines Signalmessungs-Teils des Messungszyklus sowie Erzeugen eines Signal-Abtastwertes ein, der die während des Signalmessungs-Teils des Messungszyklus an der Taste gemessene Ladung darstellt. Das Verfahren schließt Vergleichen des Wertes der Vielzahl der Signal-Abtastwerte der Messfolge mit einem bestimmten Bereich akzeptierter Werte zwischen einem bestimmten Maximal- und einem bestimmten Minimalwert sowie Verarbeiten jeglicher der Vielzahl von Signal-Abtastwerten ein, die außerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen, so dass das Vorhandensein eines Körpers anhand einer Änderung des Wertes eines oder mehrerer der Vielzahl von Signal-Abtastwerten bestimmt werden kann, die innerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen. So werden beispielsweise nur diejenigen der Vielzahl von Signal-Abtastwerten, die innerhalb des festgelegten akzeptierten Bereiches liegen, verwendet, um zu erfassen, ob der Körper vorhanden ist, indem die Auswirkungen von Signal-Abtastwerten, die außerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches von Werten liegen, beseitigt oder wenigstens reduziert werden. Dadurch können die Auswirkungen von Rauschen, wie beispielsweise von Rechteckwellen-Rauschen, das ansonsten dazu führen könnte, dass der Berührungssensor fälschlicherweise einen Körper erfasst, erheblich reduziert werden.According to the The present invention provides a method and an apparatus for detecting the presence of a body based on a change created a measure of charge, the capacitive loaded key is present. The method includes performing a series of measurements through which a plurality of signal samples be generated from a variety of measurement cycles. Each of the measurement cycles excludes inducing charge on the button while a driving part of the measuring cycle and measuring the on the button induced during the drive part of the measurement cycle Charge during a signal measurement part of the measurement cycle and generating a signal sample that during the of the signal measurement part of the measurement cycle at the key Charge represents. The method includes comparing the Value of the plurality of signal samples of the measurement sequence with a certain Range of accepted values between a certain maximum and a certain minimum value and processing any of the plurality of Signal samples that are outside of the specified one Range, so the presence of a body by changing the value of one or more of Variety of signal samples can be determined within of the particular accepted range. For example only those of the plurality of signal samples that are within of the specified accepted range used to Capture if the body is present by the effects of signal samples that are outside of the specified one Range of values, eliminated or at least reduced become. This can reduce the effects of noise, such as for example, square wave noise that would otherwise cause it could that the touch sensor mistakenly Capturing a body can be significantly reduced.

Mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen werden, mit denen eine Genauigkeit verbessert wird, mit der eine Signalmessung an einer kapazitiv geladenen Taste vorgenommen wird, und können insbesonde re die Auswirkungen von Rauschen, das ansonsten eine fehlerhafte Erfassung des Vorhandenseins eines Körpers verursachen könnte, wenn keiner vorhanden ist, beseitigt oder wenigstens reduziert werden können. Es hat sich herausgestellt, dass Rauschen, beispielsweise Impuls- oder Rechteckwellen-Rauschen mit Hochfrequenzkomponenten eine erhebliche Änderung des Wertes von Signal-Abtastwerten verursachen kann, die von einem Berührungssensor erzeugt werden, der eine kapazitiv geladene Taste enthält. Der Berührungssensor bestimmt das Vorhandensein eines Körpers anhand einer Änderung des Wertes der Signal-Abtastwerte, die aus Folgen von Messzyklen erzeugt werden. Mit jedem der Messzyklen wird ein Signal-Abtastwert erzeugt, wobei sich der Wert des Signal-Abtastwertes ändert, wenn sich das Maß an Ladung, das von der Taste während der Messzyklen übertragen wird, aufgrund des Vorhandenseins eines Körpers ändert, der als ein Nebenschluss wirkt und Ladung von der Taste an Erde ableitet. Rauschen, wie beispielsweise Rechteckwellen-Rauschen kann jedoch bewirken, dass sich der Wert der Signal-Abtastwerte in einer Messungsfolge ändert, insbesondere, wenn der Signal-Abtastwert mit einer steigenden oder fallenden Flanke des Rechteckwellen-Rauschens zusammenfällt, wie es typischerweise beim Schalten in einem LCD-Bildschirm erzeugt wird.With Embodiments of the present invention may be a method and an apparatus are provided with which accuracy is improved with the signal measurement a capacitively charged key is made, and can In particular, the effects of noise, which is otherwise a faulty Cause detection of the presence of a body could, if none exists, eliminated or at least reduced can be. It has been found that noise, For example, pulse or square wave noise with high frequency components a significant change in the value of signal samples that can be caused by a touch sensor which contains a capacitively charged key. Of the Touch sensor determines the presence of a body based on a change in the value of the signal samples, the can be generated from sequences of measuring cycles. With each of the measuring cycles a signal sample is generated, whereby the value of the signal sample changes, when the amount of charge that comes from the button during the measuring cycles is transmitted because of the presence of a body that acts as a shunt acts and discharges charge from the button to ground. Noise, such as square wave noise however, may cause the value of the signal samples in a measurement sequence, especially if the signal sample with a rising or falling edge of the square wave noise coincides, as is typical when switching in an LCD screen is produced.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schaffen eine Methode zum Verarbeiten der Signal-Abtastwerte, die von einem Berührungssensor erzeugt werden, so dass die Auswirkungen von Rauschen reduziert werden, das eine Änderung des Signal-Abtastwertes verursachen kann, die als das Vorhandensein eines Körpers nahe an dem Berührungssensor der kapazitiv geladenen Taste fehlinterpretiert werden kann. Das Verarbeiten kann beispielsweise das Verwerfen der Signal-Abtastwerte einschließen, die außerhalb des Bereiches liegen. Der akzeptierte Bereich kann durch einen bestimmten Maximal- oder einen bestimmten Minimalwert von Signal-Abtastwerten definiert werden, die beispielsweise entweder periodisch oder während einer Testphase des Berührungssensors erzeugt werden, so beispielsweise während einer Anschalt- oder Hochfahrphase.embodiments of the present invention provide a method of processing the signal samples generated by a touch sensor so that the effects of noise are reduced, which can cause a change in the signal sample, as the presence of a body close to the touch sensor the capacitively charged key can be misinterpreted. The For example, processing may discard the signal samples which are outside the range. The accepted range can be determined by a certain maximum or one defined minimum value of signal samples, For example, either periodically or during a Test phase of the touch sensor are generated, such as during a startup or startup phase.

Verschiedene weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.Various Further aspects and features of the present invention are disclosed in defined in the appended claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet werden, und in denen:exemplary Embodiments of the present invention are described in US Pat Below, by way of example only, with reference to the accompanying drawings described in which like parts with the same reference numerals be, and in which:

1A ein schematisches Blockdiagramm ist, das ein Beispiel eines berührungsempfindlichen Sensors zeigt, und 1B eine beispielhafte Darstellung des Fingers eines Benutzers ist, der sich nahe an dem Sensor befindet; 1A is a schematic block diagram showing an example of a touch-sensitive sensor, and 1B an exemplary representation of the finger of a user who is close to the sensor;

2 ein schematisches Blockdiagramm ist, das ein elektrisches Äquivalent des in 1B gezeigten Berührungssensors ist; 2 is a schematic block diagram, which is an electrical equivalent of the in 1B is shown touch sensor;

3 ein schematisches Blockdiagramm einer Schaltung ist, die in Kombination mit dem in 1B gezeigten Berührungssensor dazu dient, einen Berührungssensor zu bilden; 3 is a schematic block diagram of a circuit used in combination with the in 1B shown touch sensor serves to form a touch sensor;

4 ein beispielhaftes Zeitdiagramm ist, das die Funktion der in 3 gezeigten Erfassungsschaltung darstellt; 4 is an exemplary timing diagram that illustrates the function of the in 3 represents the detection circuit shown;

5 ein schematisches Blockdiagramm ist, das eine berührungsempfindliche Matrix ist, die eine zweidimensionale kapazitive Wandlersensoranordnung bildet; 5 Figure 3 is a schematic block diagram that is a touch-sensitive matrix that forms a two-dimensional capacitive transducer sensor assembly;

6 eine schematische Darstellung ist, die eine Einsatzmöglichkeit des in 5 gezeigten zweidimensionalen kapazitiven Wandlersensors zeigt; 6 a schematic representation is that a possible use of in 5 shows two-dimensional capacitive transducer sensor shown;

7 eine grafische Darstellung ist, die ein Diagramm einer Signalstärke in Bezug auf die Zeit zeigt, das eine Spannung oder Ladung darstellt, die an einer Erfassungstaste vorhanden ist, die durch Sinuswellen-Rauschen, wie beispielsweise Netz-Rauschen, beeinflusst worden ist; 7 Fig. 12 is a graph showing a graph of signal strength versus time representing a voltage or charge present on a sense button that has been affected by sinewave noise, such as power noise;

8 ist eine grafische Darstellung in Form eines Diagramms der Signalstärke in Bezug auf die Zeit, die die Spannung bzw. Ladung an einer Erfassungstaste beim Vorhandensein von Rechteckwellen-Rauschen darstellt; 8th Fig. 12 is a graph in the form of a graph of signal strength versus time representing the voltage on a detection key in the presence of square wave noise;

9 ist eine grafische Darstellung der Signalstärke in Bezug auf die Zeit für eine Kombination des in 7 gezeigten Sinuswellen-Rauschens und des in 8 gezeigten Rechteckwellen-Rauschens; 9 is a graphical representation of the signal strength in terms of time for a combination of the in 7 shown sine wave noise and the in 8th shown square wave noise;

10A ist eine grafische Darstellung in Form eines Diagramms der Signalstärke in Bezug auf die Zeit, bei der Rechteckwellen-Rauschen über das gemessene Signal gelegt ist; 10b ist ein Diagramm der Signalstärke in Bezug auf die Zeit, die Abtast-Messungen der an einer Taste vorhandenen Ladung gemäß dem Dia gramm in 10a darstellt; und 10c ist eine Darstellung des relativen Wertes jedes der in 10b gezeigten Abtastwerte in Bezug auf die Zeit; 10A Figure 4 is a graph in the form of a graph of signal strength versus time in which square wave noise is applied across the measured signal; 10b is a graph of signal strength with respect to time, the sampling measurements of the charge present on a key according to the diagram in 10a represents; and 10c is a representation of the relative value of each of the 10b shown samples with respect to time;

11 ist eine grafische Darstellung in Form eines Diagramms des Signalwertes in Bezug auf die Zeit für ein Beispiel, bei dem ein Körper so bewegt worden ist, dass er sich über einen Zeitraum nahe an einer Erfassungstaste befindet; 11 Fig. 12 is a graph showing the signal value in terms of time for an example in which a body has been moved to be close to a detection key for a period of time;

12 ist ein schematisches Blockdiagramm, das Prozesselemente bzw. Schritte bei einem Vorgang zum Verarbeiten der Abtastwerte der Ladung darstellt, die das Rauschen enthält, um das in 10a gezeigte Rechteckwellen-Rauschen zu unterdrücken; 12 FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating process elements or steps in a process for processing the samples of the charge containing the noise to match that in FIG 10a to suppress shown square wave noise;

13A ist eine grafische Darstellung einer Auswirkung der Verarbeitung der Abtastwerte der Ladung in Bezug auf die Zeit, die in 10b dargestellt sind, mittels Bandpassfiltern; 13A FIG. 12 is a graphical representation of an effect of processing the samples of the charge with respect to time taken in FIG 10b represented by means of bandpass filters;

13B ist eine grafische Darstellung in Form eines Diagramms der Signalamplitude in Bezug auf die Zeit, die sich aus der Verarbeitung ergibt, die mit einer in 12 gezeigten Einrichtung zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit durchgeführt wird; und 13B is a graph in the form of a graph of the signal amplitude in relation to the time that results from the processing, with an in 12 the slew rate limiting device is performed; and

13C ist eine grafische Darstellung der Werte der gemessenen Ladung, die erzeugt wird, indem die Abtastwerte der Ladung mit dem in 12 gezeigten Prozess gemittelt werden; 13C is a graphical representation of the values of the measured charge that is generated by comparing the samples of the charge with that in 12 be shown averaged process;

14A und 14B sind ein beispielhaftes Flussdiagramm, das die Funktion des Berührungssensors gemäß der vorliegenden Methode darstellt; und 14A and 14B Figure 10 is an exemplary flowchart illustrating the operation of the touch sensor according to the present method; and

15 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses zum Anpassen der Geschwindigkeit der Änderung bzw. der Anstiegsgeschwindigkeit der Signal-Abtastwerte darstellt, wie er mit der in 14a und 14b dargestellten Verarbeitungsmethode durchgeführt wird. 15 FIG. 5 is a flow chart illustrating an example of a process for adjusting the rate of change or slew rate of the signal samples as shown in FIG 14a and 14b processing method is performed.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

Es gibt, wie oben erläutert, verschiedene Formen von Berührungssensoren, die das Vorhandensein eines Körpers nahe an dem Berührungssensor aufgrund einer Änderung von Ladung bestimmen können, die von einer Taste des Berührungssensors übergetragen wird. Ein Beispiel eines derartigen Berührungssensors ist in 1A und 1B dargestellt. Das in 1A und 1B gezeigte Beispiel entspricht einem Beispiel, bei dem ein Paar Elektroden einen Berührungssensor bilden. Ein Paar Elektroden 100, 104, die eine Ansteuer- bzw. X-Platte und eine empfangende bzw. Y-Platte in der folgenden Beschreibung bilden, sind, wie in 1A gezeigt, unterhalb der Oberfläche eines berührungsempfindlichen Bedienfeldes 15 angeordnet. Der Berührungssensor 10 ist, wie in 1A und 1B gezeigt, so eingerichtet, dass er das Vorhandensein eines Körpers, wie beispielsweise eines Fingers 20 eines Benutzers, aufgrund einer Änderung eines Maßes an Ladung erfasst, das von der V-Platte 104 übertragen wird. Wenn die X-Platte 100 durch eine Schaltung geladen oder angesteuert wird, wird, wie in 1A gezeigt, ein elektrisches Feld, das durch die Linien 18 und 19 dargestellt ist, sowohl oberhalb als auch unterhalb der Oberfläche 15 des berührungsempfindlichen Feldes erzeugt, wodurch Ladung zu der V-Platte 104 übertragen wird. Die X-Platte und die V-Platte 100, 104 bilden eine kapazitiv geladene Taste 10. Durch die Störung des elektrischen Feldes 18 aufgrund des Vorhandenseins des Fingers 20 des Benutzers wird, wie in 1B gezeigt, das elektrische Feld oberhalb der Oberfläche des Bedienfeldes 15 durch einen Erdungs- bzw. Masseeffekt gestört, der durch den Finger 20 des Benutzers erzeugt wird, wie dies schematisch durch Erde 34 dargestellt ist.As explained above, there are various forms of touch sensors that can determine the presence of a body close to the touch sensor due to a change in charge that is transferred by a button of the touch sensor. An example of such a touch sensor is in 1A and 1B shown. This in 1A and 1B Example shown corresponds to an example in which a pair of electrodes form a touch sensor. A pair of electrodes 100 . 104 which form an X-plate and a receiving or Y-plate in the following description are as in FIG 1A shown below the surface of a touch-sensitive control panel 15 arranged. The touch sensor 10 is how in 1A and 1B shown to be such that it detects the presence of a body, such as a finger 20 of a user, due to a change in a level of charge detected by the V-plate 104 is transmitted. If the X-plate 100 is loaded or driven by a circuit, as in 1A shown an electric field through the lines 18 and 19 is shown, both above and below the surface 15 of the touch-sensitive field, thereby causing charge to the V-plate 104 is transmitted. The X-plate and the V-plate 100 . 104 form a capacitively charged button 10 , Due to the disturbance of the electric field 18 due to the presence of the finger 20 the user will, as in 1B shown the electric field above the surface of the control panel 15 disturbed by a ground or mass effect by the finger 20 the user is generated, as shown schematically by earth 34 is shown.

Ein Ersatzschaltbild des in 1A und 1B gezeigten Berührungssensors ist in 2 dargestellt. In 2 sind äquivalente Kapazitäten in Form eines Schaltbildes dargestellt. Eine zwischen der X-Platte und der Y-Platte der Taste 100, 104 ausgebildete Kapazität ist eine Kapazität CE 105. Das Vorhandensein des Körpers 20 bewirkt die Erzeugung von Nebenschlusskapazitäten 30 und 32, die dann über den Körper durch einen äquivalenten Erdungskondensator 22 zu der Erde 34 geerdet werden. So beeinflusst das Vorhandensein des Körpers 20 das Maß an Ladung, das von der Y-Platte der Taste übertragen wird, und schafft somit eine Möglichkeit des Erfassens des Vorhandenseins des Körpers 20.An equivalent circuit of the in 1A and 1B shown touch sensor is in 2 shown. In 2 Equivalent capacities are shown in the form of a circuit diagram. One between the X-plate and the Y-plate of the button 100 . 104 Capacity formed is a capacity C E 105 , The presence of the body 20 causes the generation of shunt capacitances 30 and 32 which then passes over the body through an equivalent grounding capacitor 22 to the earth 34 be grounded. So affects the presence of the body 20 the amount of charge transferred from the Y-plate of the key and thus provides a possibility of detecting the presence of the body 20 ,

3 zeigt ein beispielhaftes Schaltbild, das einen Berührungssensor bildet, indem ein von der in 2 gezeigten X-Platte 100 auf die V-Platte 104 übertragenes Maß an Ladung erfasst wird, und es enthält eine Ladungsmessungsschaltung, die eine Reproduktion aus WO-00/44018 ist, um die Darstellung beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu unterstützen. 3 shows an exemplary circuit diagram that forms a touch sensor by one of the in 2 shown X-plate 100 on the V-plate 104 transmitted amount of charge is detected, and it includes a charge-measuring circuit, which is a reproduction WO-00/44018 to assist in the illustration of exemplary embodiments of the present invention.

Eine Ansteuerschaltung 101 ist, wie in 3 gezeigt, mit der X-Platte der Taste 100 verbunden, und die V-Platte der Taste 104 ist mit einem Eingang 106 einer Ladungsmess- Schaltung 108 verbunden, wobei die X- und die V-Platte zusammen den Kondensator 105 bilden. Der Eingang 106 ist mit einem ersten steuerbaren Schalter 110 und mit einer Seite eines Messkondensators CS 112 verbunden. Die andere Seite des Messungs-Kondensators 112 ist über einen zweiten Schalter 114 mit einem Ausgang 116 der Messungsschaltung 108 verbunden, der als eine Spannung VOUT einer Steuereinheit 118 zugeführt wird. In dem in 3 gezeigten Schaltbild ist eine konventionelle Form gewählt worden, um zu zeigen, dass ein Steuereingang jedes der Schalter 110, 114 bei dem Steuereingang „0” offen ist und bei dem Steuereingang „1” geschlossen ist. Die andere Seite jedes der Schalter 110, 114 ist mit Erde verbunden, so dass, wenn der Steuereingang „1” ist, der Verbindungseingang mit Erde verbunden wäre. Die Funktion des in 3 gezeigten Berührungssensor einschließlich der Funktion der Messungsschaltung, die so eingerichtet ist, dass sie ein von der X-Platte zu der Y-Platte der Taste 104 übertragenes Maß an Ladung misst, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in 4 gezeigte Zeitdiagramm erläutert.A drive circuit 101 is how in 3 shown with the X-plate of the button 100 connected, and the V-plate of the button 104 is with an entrance 106 a charge measuring circuit 108 connected, wherein the X and the V-plate together the capacitor 105 form. The entrance 106 is with a first controllable switch 110 and with one side of a measuring capacitor C S 112 connected. The other side of the measurement capacitor 112 is via a second switch 114 with an exit 116 the measurement circuit 108 connected as a voltage V OUT of a control unit 118 is supplied. In the in 3 In the diagram shown, a conventional form has been chosen to show that a control input of each of the switches 110 . 114 at the control input "0" is open and at the control input "1" is closed. The other side of each of the switches 110 . 114 is connected to ground so that when the control input is "1", the connection input would be connected to ground. The function of in 3 shown touch sensor including the function of the measurement circuit, which is arranged to be one of the X-plate to the Y-plate of the button 104 is measured in the following with reference to the in 4 illustrated timing diagram explained.

In 4 sind vier Zeitdiagramme 130, 132, 134, 138 gezeigt, um die Funktion der in 3 gezeigten Messungsschaltung 108 darzustellen. Ein erstes Zeitdiagramm 130 stellt den an den zweiten Schalter 114 angelegten Steuereingang dar. So ist auf der linken Seite der logische Wert des Steuereingangs dargestellt, während auf der rechten Seite die Auswirkung an dem Verbindungspunkt 114.1 so dargestellt ist, dass er entweder „Z” ist, wenn der Verbindungspunkt 114.1 isoliert oder erdfrei ist, oder bei einem logischen Steuereingang von „1” geerdet ist. Desgleichen stellt ein Zeitdiagramm 132 für den logischen Steuereingang Werte „0” oder „1” eines Verbindungspunktes 110.1 entweder erdfrei (Z) oder geerdet (0) dar. Ein drittes Zeitdiagramm 134 zeigt einen relativen Zeitablauf eines zu der X-Platte 100 der Taste geleiteten Ansteuersignals, wobei in diesem Fall im Unterschied zu den Zeitdiagrammen 130, 132 für die zwei Schalter 110, 114 der Wert des Zeitdiagramms ein absoluter Wert ist, so dass die linke Seite darstellt, dass die Spannung zwischen 0 V und der Bezugsspannung V variiert, die die Spannung ist, die dazu dient, die X-Platte 100 zu laden. Das letzte Zeitdiagramm 138 ist eine Darstellung der beispielhaften Signalstärke bzw. Spannung, die an dem Messungs-Kondensator 112 aufgrund des Öffnens und Schließens der Schalter 110, 114 und des Ansteuerns der X-Platte 100 entsprechend dem durch die Zeitdiagramme 130, 132, 134 dargestellten Zeitablauf erzeugt wird. Die Zeitdiagramme 130, 132, 134, 138 werden im Folgenden erläutert.In 4 are four time charts 130 . 132 . 134 . 138 shown to the function of in 3 shown measuring circuit 108 display. A first timing diagram 130 put that on the second switch 114 Thus, on the left side, the logical value of the control input is shown, while on the right side, the effect on the connection point 114.1 is shown as being either "Z" when the connection point 114.1 is isolated or floating, or grounded at a logical control input of "1". Likewise represents a time diagram 132 for the logical control input values "0" or "1" of a connection point 110.1 either floating (Z) or grounded (0). A third timing diagram 134 shows a relative timing of one to the X-plate 100 the key guided drive signal, in which case, in contrast to the timing diagrams 130 . 132 for the two switches 110 . 114 the value of the timing diagram is an absolute value, so that the left side represents that the voltage varies between 0 V and the reference voltage V, which is the voltage used to drive the X-plate 100 to load. The last time chart 138 FIG. 12 is an illustration of the exemplary signal strength applied to the measurement capacitor. FIG 112 due to the opening and closing of the switches 110 . 114 and driving the X-plate 100 according to the timing diagrams 130 . 132 . 134 time sequence is generated. The timing diagrams 130 . 132 . 134 . 138 are explained below.

In 4 wird an einem ersten Punkt t1 die Ladungsmessungsschaltung 108 initialisiert, wobei beide Steuereingänge für die Schalter 110, 114 „H” (1) sind, so dass sowohl die Y-Platte als auch der Ladungsmessungs-Kondensator 112 geerdet sind und die X-Platte 100 der Taste auf „Null” ist und daher nicht durch die Ansteuerschaltung 101 angesteuert wird. Dementsprechend ist die Ausgangsspannung über die Ladungsmessungsschaltung 112 „Null”. Zu t2 wird der logische Eingang an dem Steuerschalter 114 auf „Null” gesetzt, so dass der Schalter geöffnet wird und der Verbindungspunkt 114.1 erdfrei wird, der die Ausgangsspannung 116 mit einer Seite des Messungs-Kondensators 112 verbindet.In 4 At a first point t1, the charge-measuring circuit becomes 108 initialized, with both control inputs for the switches 110 . 114 "H" (1) are such that both the Y-plate and the charge-measuring capacitor 112 are grounded and the X-plate 100 the key is at "zero" and therefore not by the drive circuit 101 is controlled. Accordingly, the output voltage is across the charge measurement circuit 112 "Zero". At t2 becomes the logical input at the control switch 114 set to "zero" so that the switch is opened and the connection point 114.1 floating, which is the output voltage 116 with one side of the measurement capacitor 112 combines.

Zum nächsten Zeitpunkt t3 wird der Steuereingang des Schalters 110 auf „L” (0) gesetzt, so dass der Verbindungspunkt 110.1 erdfrei wird, d. h. YA, bevor zu einem Zeitpunkt t4 die Ansteuersteuerschaltung 101 die X-Platte der Taste 100 auf die Bezugsspannung V ansteuert. Dann wird, um den Messungs-Kondensator CS über einen Zeitraum S zwischen t5 und t6 zu laden, der Steuereingang an dem Schalter 114 auf „H” (1) gesetzt, um so YB zu erden und an der Y-Platte der Taste 104 induzierte Ladung zu dem Ladungsmessungs-Kondensator 112 bis zu dem Zeitpunkt t6 zu übertragen, zu dem der Steuereingang an den Schalter 114 auf „L” (0) gesetzt wird, so dass der Verbindungspunkt 114.1 wieder erdfrei wird. Nach dem Laden des Messungs-Kondensators CS über eine erste Verweilzeit zwischen t5 und t6 wird zum Zeitpunkt t7 der Steuereingang an Schalter 110 auf „H” (1) gesetzt, um so den Verbindungspunkt 110.1 zu erden, der mit der anderen Seite des LadungsMessungs-Kondensators CS 112 verbunden ist. Dadurch kann die Spannung über den Messungs-Kondensator gemessen werden. Das Maß an Ladung, das von der Y-Platte 104 zu dem Messungs-Kondensator CS 112 während der Verweilzeit zwischen t5 und t6 übertragen wird, wird als die Ausgangsspannung VOUT dargestellt.At the next time t3, the control input of the switch 110 set to "L" (0), leaving the connection point 110.1 becomes floating, ie, Y A , before the drive control circuit at time t4 101 the X-plate of the button 100 on the reference voltage V drives. Then, to charge the measurement capacitor C S for a period of time S between t5 and t6, the control input to the switch 114 set to "H" (1) so as to ground Y B and to the Y-plate of the key 104 induced charge to the charge-measuring capacitor 112 until the time t6 to which the control input to the switch 114 set to "L" (0), so that the connection point 114.1 becomes earth-free again. After charging the measuring capacitor C S for a first dwell time between t5 and t6, the control input is switched on at time t7 110 set to "H" (1) so as to make the connection point 110.1 grounded with the other side of the charge measurement capacitor C s 112 connected is. This allows the voltage across the measurement capacitor to be measured. The amount of charge from the Y-plate 104 to the measurement capacitor C S 112 is transmitted during the dwell time between t5 and t6, is represented as the output voltage V OUT .

Zum Zeitpunkt t8 geht die Ansteuerschaltung 101 auf „L” (0), womit eine erste Messungsfolge abgeschlossen wird.At time t8, the drive circuit goes 101 to "L" (0), thus completing a first measurement sequence.

Zum Zeitpunkt t9 tritt der nächste Messungszyklus einer Messungsfolge auf. Zum Zeitpunkt t9 geht der Steuereingang an dem Schalter 110 auf „L” (0), so dass YA erdfrei wird, bevor die Ansteuerschaltung die X-Platte 100 zu Zeitpunkt t10 wieder mit einer Spannung „V” lädt. Der Messungs-Kondensator 112 wird erneut mit der von der Y-Platte 104 der Taste zu dem Messungs-Kondensator 112 übertragenen Ladung geladen. Wie bei der ersten Periode geht zum Zeitpunkt t11 der Steuereingang des Schalters 114 auf „H” (1), so dass der Punkt 114.1 geerdet wird und Ladung bis zum Zeitpunkt t12 zu dem Messungs-Kondensator übertragen wird, zu dem der Steuereingang an dem Schalter 114 auf „L” geht, wodurch YB wie der erdfrei wird. So wird wiederum Ladung von Y-Platte 104 während der Verweilperiode zwischen t11 und t12 übertragen, wodurch die Spannung über dem Messungs-Kondensator CS erhöht wird, die als die Ausgangsspannung VOUT dargestellt wird. Zum Zeitpunkt t13 wird der Steuereingang an den Schalter 110 auf „H” (1) gesetzt, wodurch VA geerdet wird, und zum Zeitpunkt t14 geht die Ansteuerschaltung 101 auf „L” (0), womit die zweite Messungsfolge abgeschlossen wird. So ist wie bei der ersten Folge ein Maß an Ladung von der V-Platte übertragen worden, durch das die Spannung über den Messungs-Kondensator 112 erhöht worden ist, die ein von der Y-Platte getragenes Maß an Ladung darstellt.At time t9, the next measurement cycle of a measurement sequence occurs. At time t9, the control input goes to the switch 110 to "L" (0) so that Y A becomes floating before the drive circuit drives the X-plate 100 at time t10 again with a voltage "V" loads. The measurement capacitor 112 will be repeated with that of the Y-plate 104 the button to the measurement capacitor 112 transferred charge loaded. As with the first period, the control input of the switch goes on at time t11 114 to "H" (1), so the point 114.1 is grounded and charge is transferred to the measurement capacitor by time t12, to which the control input on the switch 114 goes to "L", which makes Y B as ungrounded. So again will be charge from Y-plate 104 during the dwell period between t11 and t12, thereby increasing the voltage across the measurement capacitor C S , which is represented as the output voltage V OUT . At time t13, the control input is at the switch 110 is set to "H" (1), thus grounding V A , and at time t14, the drive circuit goes low 101 to "L" (0), completing the second measurement sequence. Thus, as in the first sequence, a measure of charge has been transferred from the V-plate, through which the voltage across the measurement capacitor 112 has been increased, which represents a level of charge carried by the Y-plate.

Nach mehreren Folgen ist das an der Y-Platte vorhandene Maß an Ladung, das zu dem Messungs-Kondensator 112 übertragen wird, konsistent, wodurch eine Darstellung der an der Taste vorhandenen Ladung entsteht, die durch das Ansteuersignal zu der X-Platte 100 über die Ansteuerschaltung 101 erzeugt wird. Das Maß an Ladung an dem Messungs-Kondensator 112 wird mit Hilfe eines Entladungswiderstandes 140 bestimmt. Eine Seite des Entladungswiderstandes 140 ist mit dem Messungs-Kondensator verbunden, und die andere Seite SMP ist mit einem Entladungsschalter 142 verbunden. Der Entladungsschalter 142 empfängt ein Steuersignal von der Steuereinheit 118 über einen Steuerkanal 144. Die Steuereinheit 118 wird so gesteuert, dass sie bei Messungsfolgen SMP erdet und den Messungs-Kondensator CS 112 über den Entladungswiderstand 140 entlädt, indem sie SMP mit einer Spannung VDD verbindet. Die Steuereinheit 118 bestimmt dann ein vorhandenes Maß an Ladung, indem sie eine vorgegebene Anzahl von Taktperioden zählt, bevor die Ladung an dem Messungs-Kondensator CS auf Null entladen ist. Die Anzahl von Taktperioden stellt daher einen relativen Signal-Abtastwert für das jeweilige Signal gemessener Ladung dar.After several episodes, the amount of charge present on the Y-plate is that of the measurement capacitor 112 is transmitted consistently, thereby providing an indication of the charge present on the key caused by the drive signal to the X-plate 100 via the drive circuit 101 is produced. The amount of charge on the measurement capacitor 112 is using a discharge resistor 140 certainly. One side of the discharge resistor 140 is connected to the measurement capacitor, and the other side is SMP with a discharge switch 142 connected. The discharge switch 142 receives a control signal from the control unit 118 via a control channel 144 , The control unit 118 is controlled to ground at measurement sequences SMP and the measurement capacitor C S 112 over the discharge resistance 140 discharges by connecting SMP to a voltage V DD . The control unit 118 then determines an existing level of charge by counting a predetermined number of clock periods before the charge on the measurement capacitor C S is discharged to zero. The number of clock periods therefore represents a relative signal sample for the respective signal of measured charge.

In alternativen Ausführungsformen kann die Steuereinheit, anstatt, dass die Steuereinheit 118 eine vorgegebene Anzahl von Messungsfolgen erzeugt und dann die an der Y-Platte vorhandene Ladung misst, so arbeiten, dass sie die Messungsfolgen fortsetzt, bis eine vorgegebene Schwellenspannung erreicht ist. Die Anzahl an Messperioden, die erforderlich sind, um den vorgegebenen Schwellenwert zu erreichen, bildet dann eine Anzeige des von der X-Platte zu der Y-Platte übertragenen Maßes an Ladung und damit eine Anzeige der elektrischen Kopplung zwischen ihnen. Daher ändert das Vorhandensein eines Körpers nahe an der Kopplung die elektrische Kopplung und damit die Anzahl von Folgen, die erforderlich sind, um den Schwellenwert zu erreichen, der dann durch die Steuereinheit erfasst werden kann.In alternative embodiments, the control unit may instead of that the control unit 118 generating a predetermined number of measurement sequences and then measuring the charge present on the Y-plate, operate to continue the measurement sequences until a predetermined threshold voltage is reached. The number of measurement periods required to reach the predetermined threshold then provides an indication of the amount of charge transferred from the X-plate to the Y-plate and thus an indication of the electrical coupling between them. Therefore, the presence of a body close to the coupling alters the electrical coupling, and hence the number of sequences required to reach the threshold, which can then be detected by the control unit.

Ein Ladungssubtraktions-Kondensator ist, wie in WO-00/44018 erläutert, vorhanden, um Ladung von der V-Platte der Taste 104 und dem Messungs-Kondensator zu subtrahieren und zu gewährleisten, dass eine lineare Übertragung von Ladung zu dem Messungs-Kondensator 112 stattfindet, um eine genaue Messung zu gewährleisten. Weitere Erläuterungen befinden sich daher in WO-00/44018 , deren Inhalt hiermit durch Verweis einbezogen wird.A charge subtraction capacitor is as in WO-00/44018 explained, present to charge from the V-plate of the button 104 and to subtract the measurement capacitor and ensure that a linear transfer of charge to the measurement capacitor 112 takes place to ensure an accurate measurement. Further explanations are therefore in WO-00/44018 , the contents of which are hereby incorporated by reference.

Ein Vorteil der in 3 gezeigten Messungsschaltung besteht darin, dass unter Verwendung der gleichen konstruktiven und funktionellen Prinzipien eine Matrix aus berührungsempfindlichen Schaltern ausgebildet werden kann, so dass ein Benutzer entweder beispielsweise eine Vielzahl unterschiedlicher Positionen auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm oder beispielsweise eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen in Abhängigkeit von der Position des Empfängers des Benutzers in Bezug auf die Matrix von Punkten auswählen kann. 5 ist beispielsweise weitestgehend aus WO-00/44018 übernommen.An advantage of in 3 The measurement circuit shown is that, using the same constructive and functional principles, a matrix of touch-sensitive switches can be formed, allowing a user either a plurality of different positions on a touch-sensitive screen or, for example, a variety of different functions depending on the position of the receiver of the user with respect to the matrix of points. 5 For example, is largely off WO-00/44018 accepted.

Ansteuerschaltungen 101.1, 101.2, 101.3, 101.4 in 5 sind so eingerichtet, dass sie verschiedene Sensorpunkte 205 ansteuern, die, wie in 5 beispielhaft gezeigt, ein Feld aus N = 4 × M = 4 bilden. So wird, wie entsprechend in 6 gezeigt, ein Bedienfeld mit sechzehn berührungsempfindlichen Punkten geschaffen, die dazu dienen können, entweder den berührungsempfindlichen Bildschirm oder ein Bedienfeld mit mehreren Auswahl-Steuerschaltern zu bilden.drive circuits 101.1 . 101.2 . 101.3 . 101.4 in 5 are set up to have different sensor points 205 to drive, as in 5 exemplified, a field of N = 4 × M = 4 form. So will, as appropriate in 6 has provided a control panel with sixteen touch-sensitive points that may serve to form either the touch-sensitive screen or a control panel with multiple selection control switches.

Jede der Ansteuerschaltungen 101.1, 101.2, 101.3, 101.4 wird, wie in 5 gezeigt, durch die Steuereinheit 118.1 so gesteuert, dass jede der entsprechenden Leitungen X1, X2, X3, X4 auf die gleiche Weise angesteuert wird, auf die X-Platte 100 in 3 angesteuert wird, wie dies in 4 dargestellt ist. Der Ausgang des Kopplungskondensators an jedem der Punkte 205 ist mit einer Seite von Messungs-Kondensatoren 112.1, 112.2, 112.3, 112.4 verbunden, die so eingerichtet sind, dass sie ein an der V-Platte Y1, Y2, Y3, Y4 vorhandenes Maß an Ladung messen und Ausgangssignale 116.1, 116.2, 116.3, 116.4 erzeugen, um das Vorhandensein eines Objektes auf die gleiche Weise wie bei der Funktion der in 3 und 4 gezeigten Schaltung zu erfassen. Weitere Details bezüglich der Funktion einer derartigen Matrixschaltung sind in WO-00/44018 offenbart.Each of the drive circuits 101.1 . 101.2 . 101.3 . 101.4 will, as in 5 shown by the control unit 118.1 so controlled that each of the respective lines X1, X2, X3, X4 is driven in the same manner on the X-plate 100 in 3 is driven, as in 4 is shown. The output of the coupling capacitor at each of the points 205 is with a side of measurement capacitors 112.1 . 112.2 . 112.3 . 112.4 which are adapted to measure a level of charge present at the V-plate Y1, Y2, Y3, Y4 and output signals 116.1 . 116.2 . 116.3 . 116.4 generate the presence of an object in the same way as in the function of 3 and 4 to detect the circuit shown. Further details regarding the function of such a matrix circuit are in WO-00/44018 disclosed.

Obwohl der oben unter Bezugnahme auf 1 bis 6 beschriebene Berührungssensor einen effektiven Berührungssensor bildet, der für viele Zwecke eingesetzt werden kann, besteht ein Wunsch, derartige Berührungssensoren für Zwecke einzusetzen, die zunehmende Her ausforderungen bieten. Beispielsweise kann der Einsatz eines Berührungssensors an einem Mobiltelefon ein technisches Problem verursachen, da es eine Vielzahl von störenden Rauschsignalen gibt, die durch Funkfrequenzstrahlung von Funkfrequenzsignalen sowie durch Modulatoren im Inneren des Mobiltelefons erzeugt werden. Desgleichen kann bei einem Fernsehgerät Schalt-Rauschen aufgrund des An- und Abschaltens von LCD-Displays und Pixeln innerhalb des Displays Rechteckwellen-Rauschen erzeugen. Sinuswellen-Rauschen, wie es beispielsweise durch Netz-Strom erzeugt wird, kann ebenfalls vorliegen, wodurch das an einer Taste erfasste Maß an Ladung beeinflusst werden kann. Ein Beispiel für Sinuswellen-Rauschen ist in 7 dargestellt.Although the above with reference to 1 to 6 As described, the contact sensor described herein forms an effective touch sensor that can be used for many purposes, there is a desire to use such touch sensors for purposes that provide increasing challenges. For example, the use of a touch sensor on a mobile phone can cause a technical problem because there are a variety of spurious noise signals generated by radio frequency radiation of radio frequency signals as well as by modulators inside the mobile phone. Likewise, in a television, switching noise may generate square wave noise due to the turning on and off of LCD displays and pixels within the display. Sine wave noise, such as that produced by mains power, may also be present, which may affect the amount of charge sensed on a key. An example of sine wave noise is in 7 shown.

In 7 ist ein Diagramm einer Signalstärke bzw. -amplitude dargestellt, die in Bezug auf die Zeit gemessene Spannung oder Ladung sein kann. Verschiedene Punkte 220 sind, wie in 7 gezeigt, dargestellt, um Punkte anzuzeigen, an denen Messungen einer Folge für einen Berührungssensor, wie den in 4 und 5 gezeigten, vorgenommen werden. Aufgrund von Sinuswellen-Rauschen, das durch eine Linie 222 dargestellt wird, variiert, wie auf der Hand liegt, ein von einer Taste durch einen Messungs-Kondensator der Messungsschaltung, wie den in 3 und 5 gezeigten, übertragenes Maß an Ladung, und könnte daher unter bestimmten Umständen eine falsche Messung bezüglich des Vorhandenseins eines Körpers verursachen.In 7 Figure 12 is a graph of signal strength, which may be voltage or charge measured in time. Different points 220 are, as in 7 shown to indicate points at which measurements of a sequence for a touch sensor, such as those in 4 and 5 be shown. Due to sine wave noise caused by a line 222 As will be appreciated, one of a key varies through a measurement capacitor of the measurement circuit, such as the one shown in FIG 3 and 5 Thus, under certain circumstances, it could cause a false measurement of the presence of a body.

Desgleichen ist ein Ergebnis von Rechteckwellen-Rauschen mit Hochfrequenzkomponenten, wie es beispielsweise durch Schalten der Pixel in einem LCD-Display erzeugt werden kann, in 8 gezeigt. Wieder wird ein Diagramm der Signalstärke in Bezug auf die Zeit mit Abtastpunkten 220 gezeigt, die durch Folgen von Messungszyklen in einer Messungsschaltung erzeugt werden könnten, wie sie in 3 und 5 gezeigt wird. Wiederum sind in 8 Messungspunkte 222 gezeigt, die Folgen einer Messungsschaltung und Tasten in einem Berührungssensor entsprechen. Wenn ein Messungszyklus mit einer ansteigenden Flanke eines Rechteckwellen-Rauschens zusammenfällt, das typischerweise durch LCD-Schaltrauschen erzeugt wird und mit dem in 8 gezeigten Diagramm dargestellt ist, dann kann, wie kurz erläutert wird, eine fehlerhafte Messung erzeugt werden, die wiederum bewirkt, dass ein Berührungssensor fälschlicherweise das Vorhandensein eines Körpers erfasst. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können, wie kurz erläutert wird, eine Methode schaffen, mit der ein nachteiliger Effekt ausgeglichen werden kann, der durch dieses Rechteckwellen-Rauschen verursacht wird. Bei einigen Beispielen können jedoch, wie auf der Hand liegt, sowohl Sinuswellen-Rauschen als auch Rechteckwellen-Rauschen vorhan den sein, so dass das Diagramm der Signalamplitude in Bezug auf die Zeit für eine Kombination von Sinuswellen-Rauschen, das in 7 gezeigt wird, und Rechteckwellen-Rauschen, das in 8 gezeigt wird, der Darstellung in 9 entspricht. Eine Methode zum Reduzieren der Auswirkungen von Sinuswellen-Rauschen wird in unserer gleichzeitig eingereichten US-Patentanmeldung Serien-Nr. _____ (Anwaltsakte Nr. 3050.003US1) offenbart.Likewise, a result of square wave noise with high frequency components, such as may be generated by switching the pixels in an LCD display, is 8th shown. Again, a plot of signal strength with respect to time is shown with sample points 220 which could be generated by following measurement cycles in a measurement circuit as shown in FIG 3 and 5 will be shown. Again, in 8th measurement points 222 shown that correspond to consequences of a measurement circuit and buttons in a touch sensor. When a measurement cycle coincides with a rising edge of square wave noise, typically generated by LCD switching noise and coincident with that in FIG 8th as briefly explained, an erroneous measurement may be generated, which in turn causes a touch sensor to erroneously detect the presence of a body. Embodiments of the present invention, as will be explained briefly, can provide a method by which to compensate for an adverse effect caused by this square wave noise. However, in some examples, both sine wave noise and square wave noise may be present, so the plot of the signal amplitude with respect to time for a combination of sine wave noise generated in 7 is shown, and square wave noise in 8th is shown, the representation in 9 equivalent. One method of reducing the effects of sine wave noise is described in our co-pending US patent application Ser. _____ (Attorney Docket No. 3050.003US1).

Eine Methode zum Reduzieren der Auswirkungen von Rechteckwellen-Rauschen wird im Folgenden beschrieben, mit der die Wahrscheinlichkeit verbessert wird, das Vorhandensein eines Körpers korrekt zu erfassen. Diese Methode kann, wie auf der Hand liegt, mit der Methode zum Reduzieren der Auswirkungen von Sinuswellen-Rauschen minimiert werden, das in der erwähnten US-Patentanmeldung offenbart wird, um die Wahrscheinlichkeit, dass ein Körper beim Vorhandensein von Sinuswellen- und höherfrequentem Rauschen korrekt erfasst wird, weiter zu verbessern.A Method for reducing the effects of square wave noise is described below, which improves the probability is to correctly detect the presence of a body. This method can, as is obvious, with the method for Reducing the impact of sine wave noise can be minimized which is disclosed in the mentioned US patent application, the probability that a body is present correctly detected by sine wave and higher frequency noise will continue to improve.

Verarbeitung zum Reduzieren von RauschenProcessing for reducing from noise

Das vorliegende Verfahren kann, wie oben erwähnt, eine Anordnung zum Reduzieren der Auswirkungen von Rauschen, beispielsweise Impuls- oder Rechteckwellen-Rauschen, schaffen. Wie unter Bezugnahme auf die beispielhaften Messungsschaltungen erläutert, die in 1 bis 6 gezeigt werden und einen Mikro-Controller verwenden, um einen Messungszyklus in Folgen durchzuführen und Ladung in diskreten Zeitintervallen von einer Taste zu übertragen, kann Rauschen verschiedener Typen diese Messungen stören.The present method, as mentioned above, may provide an arrangement for reducing the effects of noise, such as pulsed or square wave noise. As with reference to the exemplary measurement scarf explained in 1 to 6 and using a microcontroller to perform a measurement cycle in series and transfer charge at discrete time intervals from a key, noise of various types can interfere with these measurements.

10a zeigt ein Beispiel von Rechteckwellen-Rauschen in Bezug auf die Zeit 460, wobei das Rauschen während einer Reihe von Abtastpunkten innerhalb von zwei Folgen von Messungszyklen 462, 464 auftritt. Mit jedem Messungszyklus 462, 464 wird ein Satz von Signal-Abtastwerten erzeugt, die repräsentative Zeitpunkte sind, zu denen Messungen an einer Taste induzierter Ladung mit einer Messungsschaltung, wie beispielsweise den oben beschriebenen, vorgenommen werden. Das Rechteckwellen-Rauschen kann jedoch, wie oben erläutert, die Messungen stören, wenn beispielsweise ein Messungszyklus einer ansteigenden oder abfallenden Flanke des Rechteckwellen-Rauschens 466 entspricht. 10a shows an example of square wave noise with respect to time 460 wherein the noise during a series of sampling points is within two series of measurement cycles 462 . 464 occurs. With every measurement cycle 462 . 464 generating a set of signal samples which are representative times at which measurements are made on an induced charge key with a measurement circuit, such as those described above. However, as explained above, the square wave noise may interfere with the measurements, for example, if a measurement cycle of a rising or falling edge of the square wave noise 466 equivalent.

Für die in 10a gezeigten beispielhaften Folgen 462, 464 stellt 10b einen Wert von Ladungsmessungen für jeden dieser Punkte in Bezug auf die Zeit dar, wobei eine entsprechende Darstellung als ein numerischer Zählwert in 10c gezeigt wird. Der Mittelwert der erfassten Ladung wird, wie zu sehen ist, auf einer Linie 470 gezeigt, und oberhalb und unterhalb des Mittelwertes 470 sind vorgegebene minimale und maximale Signal-Abtastwerte 472, 474 entsprechend einem erwarteten Bereich von Abtastwerten während des Betriebes des Berührungssensors festgelegt. Beispielsweise wird in 11 eine grafische Darstellung von Signal-Abtastwerten gezeigt, die eine Periode 490 enthält, die einer Zeit entspricht, zu der sich ein Körper nahe an dem Ladungssensor befindet. Die vorgegebenen Minimal- und Maximalwerte 472, 474 sind, wie zu sehen ist, so angeordnet, dass der normalerweise erwartete durchschnittliche Signalwert zwischen dem Minimal- und dem Maximalwert 472, 474 liegt und der Wert des Signals beim Erfassen einer Berührung größer ist als der Minimalwert 472. Der Mittelwert kann der Durchschnittswert, Medianwert oder ein beliebiger anderer numerischer Mittelwert sein. Aufgrund von Rechteckwellen-Rauschen können, wie im Folgenden erläutert, auch Signalspitzen 492 vorhanden sein.For the in 10a shown exemplary consequences 462 . 464 provides 10b a value of charge measurements for each of these points with respect to time, with a corresponding representation as a numerical count in FIG 10c will be shown. The average of the detected charge, as can be seen, on a line 470 shown, and above and below the mean 470 are predetermined minimum and maximum signal samples 472 . 474 set according to an expected range of samples during operation of the touch sensor. For example, in 11 shown a graphical representation of signal samples that a period 490 which corresponds to a time when a body is close to the charge sensor. The predetermined minimum and maximum values 472 . 474 As can be seen, are arranged such that the normally expected average signal value between the minimum and the maximum value 472 . 474 and the value of the signal when detecting a touch is greater than the minimum value 472 , The mean can be the average, median, or any other numerical average. Due to square wave noise, signal peaks can also occur as explained below 492 to be available.

Es werden, wie an Zeitpunkten 475, 476, 478, 480 in 10a, 10b, 10c zu sehen ist, an denen ein Messungszyklus mit einer ansteigenden oder einer abfallenden Flanke von einer Rechteckwelle des Rauschens 460 zusammenfällt, fehlerhafte Werte gemessen, die 474, 476 übersteigen oder niedrigen sind als 478, 480 (der akzeptierte Bereich von Abtastwerten, in dem Ladungsmessungen liegen sollten). Dadurch können diese Messwerte 474, 476, 478, 480 eine fehlerhafte Erfassung eines Körpers nahe an dem Sensor bewirken.It will, as at times 475 . 476 . 478 . 480 in 10a . 10b . 10c It can be seen at which a measurement cycle with a rising or falling edge of a square wave of noise 460 coincides, erroneous values measured, the 474 . 476 exceed or lower than 478 . 480 (the accepted range of samples in which charge measurements should be). This allows these readings 474 . 476 . 478 . 480 cause erroneous detection of a body close to the sensor.

Die in 10b gezeigten Abtastwerte sind in 10c als entsprechende relative Werte dargestellt, die als Zählwerte bezeichnet werden können, da, wie für den in 3 gezeigten Berührungssensor erläutert, die vorgenommene Messung der Anzahl von Zeitschritten entspricht, die erforderlich sind, um den Messungs-Kondensator über einen Messungs-Widerstand zu entladen.In the 10b shown samples are in 10c represented as corresponding relative values, which may be referred to as counts, since, as for the in 3 1, the measurement taken corresponds to the number of time steps required to discharge the measurement capacitor via a measurement resistor.

Ausführungsformen der vorliegenden Methode schaffen eine Anordnung zum Reduzieren der Auswirkungen von Rauschen, das fehlerhafte Abtastwerte von Ladungsmessung von einem Berührungssensor erzeugen kann. 12 ist ein Blockdiagramm von Elementen, die in die Verringerung der Auswirkungen des Rechteckwellen-Rauschens involviert sind. Es liegt jedoch auf der Hand, dass mit der vorliegenden Methode die Signal-Abtastwerte verarbeitet werden, die von einer Ladungsmessungsschaltung beispielsweise innerhalb eines Mikro-Controllers erzeugt werden, und daher könnten die in 12 gezeigten Elemente Teil des Mikro-Controllers 118 in 3 sein.Embodiments of the present method provide an arrangement for reducing the effects of noise that may generate erroneous samples of charge measurement from a touch sensor. 12 Figure 12 is a block diagram of elements involved in reducing the effects of square wave noise. However, it will be appreciated that the present method processes the signal samples produced by a charge measurement circuit, for example, within a microcontroller, and therefore, the in 12 elements shown part of the micro-controller 118 in 3 be.

In 12 werden die Abtastwerte Un, Un-1, Un-2 zunächst von einem Bandpassfilter 518.1, 518.2, 518.3 empfangen und danach jeweils durch eine Einrichtung 520.1, 520.2, 520.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit verarbeitet und anschließend wird der Ausgang der Einrichtungen 520.1, 520.2, 530.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit einem mittelwertbildenden Filter 522 zugeführt. Die Einrichtungen zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit sind kaskadenartig angeordnet, so dass der Ausgang von der ersten Einrichtung 520.1 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit als ein Eingang der zweiten Einrichtung 520.2 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit zugeführt wird und der Ausgang der zweiten Einrichtung zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit als ein Eingang der dritten Einrichtung 520.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit zugeführt wird. Die Verarbeitung jedes der Abtastwerte Un, Un-1, Un-2 durch die Bandpassfilter 518.1, 518.2, 518.3, die Einrichtungen 520.1, 520.2, 520.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit und das mittelwertbildende Filter 522 zum Erzeugen des Ausgangssignal-Abtastwertes Vn ist effektiv durch die grafischen Darstellungen in Bezug auf die Zeit dargestellt, die in 13a, 13b und 13c gezeigt werden.In 12 The samples U n , U n-1 , U n-2 are first from a bandpass filter 518.1 . 518.2 . 518.3 received and then each by a device 520.1 . 520.2 . 520.3 for limiting the slew rate and then the output of the devices 520.1 . 520.2 . 530.3 for limiting the slew rate of an averaging filter 522 fed. The means for limiting the slew rate are cascaded so that the output from the first device 520.1 for limiting the slew rate as an input of the second device 520.2 for limiting the slew rate and the output of the second slew rate limiting means as an input to the third means 520.3 for limiting the slew rate is supplied. The processing of each of the samples U n , U n-1 , U n-2 by the bandpass filters 518.1 . 518.2 . 518.3 , the facilities 520.1 . 520.2 . 520.3 for limiting the slew rate and the averaging filter 522 for generating the output signal sample value V n is effectively represented by the graphs with respect to the time shown in FIG 13a . 13b and 13c to be shown.

Wenn die Abtastwerte durch die Bandpassfilter 518.1, 518.2, 518.3 empfangen werden, werden die Signal-Abtastwerte mit dem akzeptierten Bereich 472, 474 verglichen und werden verworfen, wenn sie außerhalb des Bereiches von Werten liegen.When the samples through the bandpass filter 518.1 . 518.2 . 518.3 are received, the signal samples become the accepted range 472 . 474 and are discarded if they are outside the range of values.

Wie für das in 13a gezeigte Beispiel zu sehen ist, werden an den Punkten 475, 476 die Werte, die den Maximalwert 474 überstiegen, und an den Punkten 478, 480 die Abtastwerte, die unter dem Minimalwert 472 lagen, erneut abgetastet, bis ihre Werte innerhalb des Bereiches liegen.As for the in 13a shown example will be at the points 475 . 476 the values that are the maximum value 474 topped, and at the points 478 . 480 the samples that are below the minimum value 472 rescanned until their values are within the range.

Die Signal-Abtastwerte werden dann durch die Einrichtungen 520.1, 520.2, 520.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit empfangen, die vorherige Abtastwerte Un-1, Un-2 und den aktuellen Abtastwert Un verwenden, um einen akkumulierten relativen Mittelwert aufrechtzuerhalten, der um den Mittelwert 470 herum gehalten werden sollte. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Eingangswert ändern darf, wird entsprechend der relativen Änderung zwischen Abtastwerten angepasst. Es gibt verschiedene mögliche Umsetzungen für die Anstiegsgeschwindigkeits-Begrenzungseinrichtungen 520.1, 520.2, 520.3. Es liegt auf der Hand, dass verschiedene Methoden eingesetzt werden könnten, um die Geschwindigkeit der Änderung von einem Abtastwert zum nächsten zu begrenzen. Eine derartige Grenze könnte eine lineare Änderung sein, oder, wenn zwei Abtastwerte einen vorgegebenen Wert übersteigen, könnte die Geschwindigkeit der Änderung auf eine feste Zunahme oder Abnahme beschränkt werden, so dass sich die Einrichtung zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit schneller auf den Durchschnittswert einschwingen kann. Ein Steuereingang 524 kann vorhanden sein, um die Geschwindigkeit der Änderung anzupassen, die durch die Einrichtung zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit bereitgestellt wird.The signal samples are then passed through the devices 520.1 . 520.2 . 520.3 to receive the slew rate, use the previous samples U n-1 , U n-2, and the current sample U n to maintain an accumulated relative average that is around the average 470 should be kept around. The rate at which the input value is allowed to change is adjusted according to the relative change between samples. There are several possible implementations for the slew rate limiter 520.1 . 520.2 . 520.3 , It is obvious that various methods could be used to limit the rate of change from one sample to the next. Such a limit could be a linear change or, if two samples exceed a predetermined value, the rate of change could be limited to a fixed increase or decrease so that the slew rate limiting means can settle faster to the average value. A control input 524 may be present to adjust the rate of change provided by the slew rate limiting means.

Von dem Ausgang der Einrichtungen 520.1, 520.2, 520.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit werden die Abtastwerte dem mittelwertbildenden Filter zugeführt, das eine Mittelwertbildung der von jeder der Einrichtungen 520.1, 520.2, 520.3 zum Begrenzen der Anstiegsgeschwindigkeit empfangenen Abtastwerte durchführt. Als Ergebnis der durch den Mikro-Controller durchgeführten Verarbeitungsmethoden reduziert die Messungsschaltung die Auswirkung von Signal-Abtastwerten, die mit Impulsen von Rauscherscheinungen oder ansteigenden oder abfallenden Flanken von Rauschen zusammenfallen und daher bewirken, dass die Werte über oder unter einem erwarteten Bereich von Werten liegen. Daher kann, statt dass diese durch Rauschen indizierten Werte bewirken, dass der Berührungssensor ausgelöst wird, eine zuverlässigere Anzeige erfolgen, dass ein Körper vorhanden ist.From the exit of the facilities 520.1 . 520.2 . 520.3 in order to limit the slew rate, the samples are fed to the averaging filter which averages that of each of the devices 520.1 . 520.2 . 520.3 for limiting the slew rate, receives received samples. As a result of the processing techniques performed by the microcontroller, the measurement circuitry reduces the effect of signal samples that coincide with pulses of noise or rising or falling edges of noise, and thus cause the values to be above or below an expected range of values. Therefore, instead of causing these noise indexed values to trigger the touch sensor, a more reliable indication that a body is present can be made.

Festlegen des akzeptierten WertebereichesSet the accepted value range

Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Methode wird der akzeptierte Bereich von Signal-Abtastwerten, die durch den maximalen und den minimalen Wert 472, 474 definiert werden, die in 10b und 13a gezeigt sind, während einer Testphase des Berührungssensors festgelegt. Bei einem Beispiel findet die Testphase während des Anschaltens statt. Während der Testphase wird eine Gruppe von Folgen von Messungszyklen durchgeführt, um für jeden Messungszyklus einen Signal-Abtastwert zu erzeugen. Der Maximal- und der Minimalwert der Signal-Abtastwerte, die während der Initialisierungsphase ermittelt werden, werden verwendet, um den akzeptierten Bereich von Signal-Abtastwerten zu definieren. Der akzeptierte Bereich definiert die vorgegebenen Maximal- und Minimalwerte, die angewendet werden, um die folgenden Signal-Abtastwerte zu begrenzen.According to an example of the present method, the accepted range of signal samples is determined by the maximum and minimum values 472 . 474 be defined in 10b and 13a are determined during a test phase of the touch sensor. In one example, the test phase takes place during turn-on. During the test phase, a series of sequences of measurement cycles are performed to generate a signal sample for each measurement cycle. The maximum and minimum values of the signal samples obtained during the initialization phase are used to define the accepted range of signal samples. The accepted range defines the predetermined maximum and minimum values that are applied to limit the subsequent signal samples.

Bei einem Beispiel wird ein Durchschnittswert der Signal-Abtastwerte, die während der Initialisierungsphase erzeugt werden, auf Basis der Annahme bestimmt, dass während dieser Phase keine Berührung stattfindet. Der Maximal- und der Minimalwert des akzeptierten Bereiches werden dann unter Bezugnahme auf diesen Durchschnittswert berechnet. Beispielsweise wird ein vorgegebener Bruchteil dieses Durchschnittswertes berechnet, und dieser wird zu dem Durchschnittswert addiert, um dem Maximalwert zu bestimmen, und von dem Durchschnittswert subtrahiert, um den Minimalwert des akzeptierten Bereiches zu erzeugen. Der Kalibrierungsprozess kann beispielsweise in Ruheperioden automatisch wiederholt werden oder kann entsprechend einem deterministischen Plan regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt werden. So sollte die Initialisierungsphase durch den Mikro-Controller 118 gesteuert und eingeleitet werden, um den akzeptierten Bereich von Werten zu berechnen und den Berührungssensor zu kalibrieren. Als Alternative dazu könnte die Initialisierungsphase durch den Benutzer eingeleitet werden, um die Vorrichtung zu kalibrieren.In one example, an average value of the signal samples generated during the initialization phase is determined based on the assumption that no contact occurs during this phase. The maximum and minimum values of the accepted range are then calculated by reference to this average value. For example, a predetermined fraction of this average value is calculated and added to the average value to determine the maximum value and subtracted from the average value to produce the minimum value of the accepted range. For example, the calibration process may be automatically repeated at rest periods, or it may be repeated regularly or irregularly according to a deterministic schedule. So should the initialization phase through the micro-controller 118 be controlled and initiated to calculate the accepted range of values and to calibrate the touch sensor. Alternatively, the initialization phase could be initiated by the user to calibrate the device.

Zusammenfassung der FunktionSummary of the function

Die Funktion eines Berührungssensors gemäß der vorliegenden Methode, die Verarbeiten von Signal-Abtastwerten zum Reduzieren der Auswirkungen von Rauschen mit Hochfrequenzkomponenten einschließt, wird in dem in 14a, 14b und 15 gezeigten Flussdiagramm zusammengefasst. Die Prozessschritte des durch das in 13a gezeigte Flussdiagramms dargestellten Verfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • S1: Eine Testphase beginnt beispielsweise, nachdem dem Berührungssensor Strom zugeführt worden ist.
  • S2: Eine Testphase startet, indem die Steuereinheit eine Reihe von Messfolgen durchführt, um den Berührungssensor zu kalibrieren und einen akzeptierten Bereich von Werten einzurichten. Jede der Messfolgen besteht aus einer Vielzahl von Messungszyklen, wobei mit jedem Zyklus ein Signal-Abtastwert von dem Berührungssensor erzeugt wird. So wird davon ausgegangen, dass zu dieser Zeit kein Körper vorhanden ist, der ansonsten mit Auslösung des Sensors in Zusammenhang gebracht würde.
  • S4: Die Steuereinheit analysiert dann die Signal-Abtastwerte und bestimmt aus den Signal-Abtastwerten einen stationären Wert bzw. Durchschnittswert der Signal-Abtastwerte. Der Maximal- und der Minimalwert des akzeptierten Bereiches von Werten werden dann unter Bezugnahme auf diesen Mittelwert bestimmt, indem ein Bruchteil des Wertes dazu addiert oder davon subtrahiert wird, um den Maximal- bzw. Minimalwert zu erzeugen.
  • S6: Nach Schritt S4 ist die Initialisierungsphase abgeschlossen, und die Signal-Abtastwerte, die aus Reihen von Messungszyklen erzeugt werden, werden verarbeitet, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Körpers nahe an dem Be rührungssensor zu erfassen. Die Signal-Abtastwerte werden von der Steuereinheit empfangen.
  • S8: Die Verarbeitung der Signal-Abtastwerte beginnt mit Bandpassfiltern der Signal-Abtastwerte, die außerhalb des akzeptierten Bereiches liegen. Dies kann bewerkstelligt werden, indem Werte oberhalb des Maximums auf das Maximum und Werte unterhalb des Minimums auf das Minimum eingestellt werden. Als Alternative dazu kann jeder beliebige Wert außerhalb des akzeptierten Bereiches verworfen werden.
The function of a touch sensor according to the present method, which includes processing of signal samples to reduce the effects of noise with high frequency components, is described in the US patent application Ser 14a . 14b and 15 summarized flow chart summarized. The process steps of the in 13a shown flowchart can be summarized as follows:
  • S1: A test phase begins, for example, after power has been supplied to the touch sensor.
  • S2: A test phase starts by the control unit performing a series of measurement sequences to calibrate the touch sensor and establish an accepted range of values. Each of the measurement sequences consists of a plurality of measurement cycles, with each cycle generating a signal sample from the touch sensor. So it is assumed that at this time no body before hand, which would otherwise be associated with triggering the sensor.
  • S4: The control unit then analyzes the signal samples and determines from the signal samples a steady state or average value of the signal samples. The maximum and minimum values of the accepted range of values are then determined with reference to this average by adding or subtracting a fraction of the value to produce the maximum and minimum values, respectively.
  • S6: After step S4, the initialization phase is completed, and the signal samples generated from series of measurement cycles are processed to detect the presence or absence of a body close to the touch sensor. The signal samples are received by the control unit.
  • S8: The processing of the signal samples begins with bandpass filtering of the signal samples that are outside the accepted range. This can be accomplished by setting values above the maximum to the maximum and values below the minimum to the minimum. Alternatively, any value outside the accepted range may be discarded.

Das Verfahren zum Betreiben des Berührungssensors wird dann über Verbindungselemente A zu Schritt S10 fortgeführt, der in 14b gezeigt wird.

  • S10: Die Anstiegsgeschwindigkeit bzw. Geschwindigkeit der Änderung der Signal-Abtastwerte wird dann so begrenzt, dass sie innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt. Des Weiteren wird bei einigen Beispielen die Grenze der Anstiegsgeschwindigkeit entsprechend einer kontinuierlich überwachten Geschwindigkeit der Änderung der Signal-Abtastwerte angepasst. Die Grenze der Anstiegsgeschwindigkeit kann beispielsweise entsprechend der mit dem in 15 gezeigten Flussdiagramm dargestellten Methode angepasst werden, die sich wie folgt erläutern lässt:
  • S10.2: Bestimmen der Geschwindigkeit der Änderung zwischen Werten der aufeinanderfolgend empfangenen Signal-Abtastwerte in einem ersten Zeitraum.
  • S10.4: Bestimmen einer Obergrenze der Geschwindigkeit der Änderung der Signal-Abtastwerte, die zulässig ist, entsprechend der bestimmten Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit.
  • S10.6: Begrenzen der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der bestimmten Obergrenze.
  • S10.8: Bestimmen einer Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der aufeinanderfolgenden Signal-Abtastwerte zu einer zweiten Zeit nach der ersten Zeit.
  • S10.10: Anpassen der Obergrenze der Geschwindigkeit der Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der Geschwindigkeit von Änderung zu der zweiten Zeit in Bezug auf die Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit.
  • S10.12: Begrenzen der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der angepassten Obergrenze.
The method for operating the touch sensor is then continued via connection elements A to step S10, which in FIG 14b will be shown.
  • S10: The slew rate of the change of the signal samples is then limited to be within a predetermined range. Furthermore, in some examples, the slew rate limit is adjusted according to a continuously monitored rate of change of the signal samples. The limit of the slew rate may be, for example, according to the with the in 15 shown in the flowchart shown, which can be explained as follows:
  • S10.2: determining the rate of change between values of the consecutively received signal samples in a first time period.
  • S10.4: determining an upper limit of the rate of change of the signal samples allowed according to the determined rate of change at the first time.
  • S10.6: Limit the rate of change of the signal samples according to the determined upper limit.
  • S10.8: determining a speed of change between the values of the successive signal samples at a second time after the first time.
  • S10.10: adjusting the upper limit of the speed of change of the signal samples according to the speed of change to the second time with respect to the speed of change at the first time.
  • S10.12: Limit the rate of change of the signal samples according to the adjusted upper limit.

Wie unter erneuter Bezugnahme auf das in 14b gezeigte Flussdiagramm zu sehen ist, wird die Verarbeitung nach der Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit in Schritt S10 mit Schritt S12 fortgesetzt.

  • S12: Die bezüglich der Anstiegsgeschwindigkeit begrenzten Signal-Abtastwerte werden dann einem mittelwertbildenden Filter zugeleitet, das Mittelwertbildung der Signal-Abtastwerte durchführt.
  • S14: Der Prozess wird fortgesetzt, indem die Steuereinheit anhand einer Änderung der Signal-Abtastwerte innerhalb des akzeptierten Bereiches feststellt, ob sich ein Körper nahe an dem Sensor befindet oder nicht.
As with renewed reference to the in 14b In the flowchart shown in FIG. 8, processing after the limitation of the slew rate is continued in step S10 to step S12.
  • S12: The slew rate limited signal samples are then fed to an averaging filter which averages the signal samples.
  • S14: The process continues by the control unit determining whether or not a body is close to the sensor based on a change in the signal samples within the accepted range.

Weitere Aspekte und Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert. Verschiedene Abwandlung können an den beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Insbesondere lässt sich die Erfindung, obwohl sich die obenstehende Beschreibung auf einen Matrix-Berührungssensor bezieht, der eine Taste mit einer X-Platte und einer Y-Platte enthält, wobei die X-Platte angesteuert wird und Ladung an der Y-Platte gemessen wird, auch dort einsetzen, wo nur eine einzelne Platte an dem Berührungssensor vorhanden ist, die zuerst in einem Ladezyklus geladen wird und dann in einem Messungszyklus entladen wird, wie die in WO-97/23738 offenbarte.Further aspects and features of the invention are defined in the appended claims. Various modifications may be made to the exemplary embodiments without departing from the scope of the present invention. In particular, although the above description relates to a matrix touch sensor including a key having an X-plate and a Y-plate, the X-plate is driven and charge on the Y-plate is measured. also use where there is only a single plate on the touch sensor, which is first charged in a charging cycle and then discharged in a measurement cycle, such as in WO 97/23738 revealed.

Es versteht sich, dass die Bereichsgrenzen nicht in gleichem Abstand zu dem Mittelwert festgelegt sein müssen. Die untere Grenze könnte beispielsweise unter Bezugnahme auf das Grundrauschen und auf den Mittelwert oder statt dessen nur auf diesen festgelegt werden.It It is understood that the range limits are not equally spaced must be fixed at the mean. The lower limit for example, with reference to the noise floor and set it to the mean or, instead, just that become.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - WO 00/44018 [0005, 0031, 0040, 0040, 0041, 0043] WO 00/44018 [0005, 0031, 0040, 0040, 0041, 0043]
  • - WO 00/440018 [0005] WO 00/440018 [0005]

Claims (22)

Verfahren zum Erfassen des Vorhandenseins eines Körpers anhand einer Änderung eines Maßes an Ladung, das an einer kapazitiv geladenen Taste vorhanden ist, wobei das Verfahren umfasst: Durchführen einer Messungsfolge, mit der eine Vielzahl von Signal-Abtastwerten aus einer Vielzahl von Messungszyklen erzeugt wird, wobei jeder der Messungszyklen enthält: Induzieren von Ladung an der Taste während eines Ansteuer-Teil des Messungszyklus, Messen der während des Ansteuer-Teils des Messungszyklus an der Taste induzierten Ladung während eines Signalmessungs-Teils des Messungszyklus, Erzeugen eines Signal-Abtastwertes, der die während des Signalmessungs-Teils des Messungszyklus an der Taste gemessene Ladung darstellt, Vergleichen des Wertes der Vielzahl der Signal-Abtastwerte der Messungsfolge mit einem bestimmten Bereich akzeptierter Werte zwischen einem bestimmten Maximal- und einem bestimmten Minimalwert, und Verarbeiten etwaiger der Vielzahl von Signal-Abtastwerten, die außerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen, so dass das Vorhandensein eines Körpers nur anhand einer Änderung des Wertes eines oder mehrerer der Vielzahl von Signal-Abtastwerten festgestellt werden kann, die innerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen.Method for detecting the presence of a Body based on a change in a measure Charge present on a capacitively charged key, wherein the method comprises: Performing a measurement sequence, with a plurality of signal samples from a plurality generated by measurement cycles, with each of the measurement cycles includes: Induce charge on the button during a drive part of the measurement cycle, Measuring the while of the driving part of the measurement cycle on the key induced charge during a signal measurement part of the measurement cycle, Produce a signal sample which is the one during the signal measurement part represents the measurement cycle on the button measured charge, to compare the value of the plurality of signal samples of the measurement sequence with a certain range of accepted values between a given Maximum and a certain minimum value, and To process any of the plurality of signal samples outside of the particular accepted range, so that the presence of a body only by means of a change of value one or more of the plurality of signal samples which can be within the specified acceptable range lie. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten der Signal-Abtastwerte einschließt: Anpassen der Signal-Abtastwerte, die das vorgegebene Maximum übersteigen oder unter dem bestimmten Minimum liegen.The method of claim 1, wherein the processing the signal samples include: Adjusting the signal samples, that exceed the given maximum or below that certain minimum. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten der Signal-Abtastwerte einschließt: Verwerfen von Signal-Abtastwerten aus der Messungsfolge, die außerhalb des akzeptierten Bereiches liegen, und Feststellen, ob der Körper vorhanden ist, anhand einer Änderung eines Durchschnittswertes der verbleibenden Signal-Abtastwerte der Messungsfolge, die innerhalb des akzeptierten Bereiches liegen.The method of claim 1, wherein the processing the signal samples include: Discard from Signal samples from the measurement sequence, the outside of the accepted range, and Determine if the Body is present, based on a change of a Average value of the remaining signal samples of the measurement sequence, which are within the accepted range. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verarbeiten der Signal-Abtastwerte einschließt: Begrenzen einer Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte.The method of claim 1, wherein the processing the signal samples include: Limiting one Speed of change between the values of the signal samples. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Begrenzen der Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte einschließt: Bestimmen einer Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte zu einer ersten Zeit, Bestimmen einer Obergrenze der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der festgestellten Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit, Begrenzen der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der bestimmten Obergrenze, Bestimmen einer Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte zu einer zweiten Zeit nach der ersten Zeit, Anpassen der Obergrenze der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der Geschwindigkeit von Änderung zu der zweiten Zeit in Bezug auf die Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit, und Begrenzen der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der angepassten Obergrenze.The method of claim 4, wherein limiting the Speed of change between the values of the signal samples includes: Determine a speed of change between the values of the signal samples at a first time, Determine an upper limit of the speed of change of the signal samples according to the established speed of change at the first time, Limiting the speed of change the signal samples according to the determined upper limit, Determine a speed of change between the values the signal samples at a second time after the first time, To adjust the upper limit of the speed of change of the signal samples according to the speed of change to the second Time in terms of the speed of change to the first Time and Limiting the speed of change the signal samples according to the adjusted upper limit. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verarbeiten der Signal-Abtastwerte einschließt: Mitteln der Signal-Abtastwerte.The method of claim 5, wherein the processing the signal samples include: Averaging the signal samples. Verfahren nach Anspruch 1, das umfasst: Erzeugen einer Vielzahl von Signal-Abtastwerten aus einer oder mehreren Messungsfolgen während einer Testphase, wobei jede Messungsfolge eine Vielzahl von Mes sungszyklen enthält und mit jedem der Messungszyklen einer der Signal-Abtastwerte erzeugt wird, und Einstellen des bestimmten Bereiches akzeptierter Werte zwischen dem bestimmten Maximal- und dem bestimmten Minimalwert auf Basis des Wertes der während der Testphase erzeugten Signal-Abtastwerte.The method of claim 1, comprising: Produce a plurality of signal samples from one or more measurement sequences during a test phase, with each measurement sequence one Contains a variety of measurement cycles and with each of the measurement cycles one of the signal samples is generated, and Setting the certain range of accepted values between the given Maximum and the specified minimum value based on the value of during the test phase generated signal samples. Vorrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Körpers anhand einer Änderung eines Maßes an Ladung, das an einer kapazitiv geladenen Taste vorhanden ist, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Ansteuerschaltung, die mit der Taste gekoppelt ist und so betrieben werden kann, dass sie Ladung an der Taste induziert, eine Ladungserfassungsschaltung, die einen Signalmessungs-Kondensator enthält, und eine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Ansteuerschaltung und die Ladungserfassungsschaltung so steuert, dass sie einen Signal-Abtastwert für jeden einer Vielzahl von Messungszyklen erzeugen, die eine Messungsfolge bilden, indem während eines Ansteuer-Teils des Messungszyklus Ladung an der Taste induziert wird, während eines Signalmessungs-Teils des Messungszyklus die Ladung gemessen wird, die während des Ansteuer-Teils des Messungszyklus an der Taste induziert wird, und ein Signal-Abtastwert erzeugt wird, der die Ladung darstellt, die während des Signalmessungs-Teils des Messungszyklus an der Taste gemessen wird, den Wert der Vielzahl Signal-Abtastwerte der Messungsfolge mit einem vorgegebenen Bereich akzeptierter Werte zwischen einem bestimmten Maximal- und einem bestimmten Minimal-Wert vergleicht, und etwaige der Vielzahl von Signal-Abtastwerten, die außerhalb des bestimmten akzeptierten Gereichtes liegen, verarbeitet, so dass das Vorhandensein des Körpers nur anhand einer Änderung des Wertes eines oder mehrerer der Vielzahl von Signal-Abtastwerten festgestellt werden kann, die innerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen.Apparatus for detecting the presence of a body from a change in a level of charge present on a capacitively charged key, the apparatus comprising: a drive circuit coupled to the key and operable to charge the key a charge detection circuit including a signal measurement capacitor, and a control unit, wherein the control unit is operable to control the drive circuit and the charge detection circuit to generate a signal sample for each of a plurality of measurement cycles including a signal sample Forming a measurement sequence by inducing charge on the key during a drive portion of the measurement cycle, during a signal measurement portion of the measurement cycle, measuring the charge induced on the key during the drive portion of the measurement cycle and generating a signal sample becomes, which represents the charge, which during the d it is measured signal measurement part of the measurement cycle at the button compares the value of the plurality of signal samples of the measurement sequence with a predetermined range of accepted values between a certain maximum and a certain minimum value, and processes any of the plurality of signal samples that fall outside the determined accepted range, such that the Presence of the body can only be determined by a change in the value of one or more of the plurality of signal samples that are within the particular accepted range. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Signal-Abtastwerte anpasst, die das bestimmte Maximum übersteigen oder unter dem bestimmten Minimum liegen.Apparatus according to claim 8, wherein the control unit can be operated to adjust the signal samples, which exceed the certain maximum or below that particular maximum Minimum lying. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Verarbeitung der Signal-Abtastwerte einschließt: Verwerfen derjenigen der Vielzahl von Signal-Abtastwerten aus der Messungsfolge, die außerhalb des akzeptierten Bereiches liegen, und Bestimmen, ob der Körper vorhanden ist, anhand einer Änderung eines Durchschnittswertes der verbleibenden Signal-Abtastwerte der Messungsfolge, die innerhalb des akzeptierten Bereiches liegen.Apparatus according to claim 8, wherein said processing the signal samples include: Discard those the plurality of signal samples from the measurement sequence, the lie outside the accepted range, and Determine, whether the body is present, based on a change an average value of the remaining signal samples of Measurement sequences that are within the accepted range. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Signal-Abtastwerte verarbeitet, indem sie: eine Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte begrenzt.Apparatus according to claim 8, wherein the control unit can be operated to process the signal samples, by: a speed of change between limited to the values of the signal samples. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte begrenzt, indem sie: eine Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte zu einer ersten Zeit bestimmt, eine Obergrenze der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der bestimmten Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit bestimmt, die Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der bestimmten Obergrenze begrenzt, eine Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte zu einer zweiten Zeit nach der ersten Zeit bestimmt, die Obergrenze der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der Geschwindigkeit von Änderung zu der zweiten Zeit in Bezug auf die Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit anpasst, und die Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der angepassten Obergrenze begrenzt.Apparatus according to claim 11, wherein the control unit can be operated so that they change the speed of change limited between the values of the signal samples by: a Speed of change between the values of the signal samples determined at a first time an upper limit of speed of changing the signal samples according to the determined one Speed of change determined at the first time the Speed of change of signal samples accordingly limited to a certain upper limit, a speed of change between the values of the signal samples for a second time the first time determines the upper limit of the speed of changing the signal samples according to the speed from change to the second time in terms of speed of change at the first time adapts, and the speed of changing the signal samples according to the adjusted Upper limit limited. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Signal-Abtastwerte verarbeitet, indem sie die Signal-Abtastwerte mittelt.Apparatus according to claim 12, wherein the control unit can be operated to process the signal samples, by averaging the signal samples. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie: während einer Testphase eine Vielzahl von Signal-Abtastwerten aus einer oder mehreren Messungsfolge/n erzeugt, wobei jede Messungsfolge eine Vielzahl von Messungszyklen enthält und mit jedem der Messungszyklen einer der Signal-Abtastwerte erzeugt wird, und den bestimmten Bereich akzeptierter Werte zwischen dem bestimmten Maximal- und dem bestimmten Minimalwert auf Basis des Wertes der während der Testphase erzeugten Signal-Abtastwerte festlegt.Apparatus according to claim 8, wherein the control unit can be operated so that they: during one Test phase a variety of signal samples from one or more Measurement sequence / n generated, each measurement sequence a variety of measurement cycles and with each of the measurement cycles one of the signal samples is generated, and the particular one Range of accepted values between the given maximum and the determined minimum value based on the value of during the test phase generates signal samples. Berührungsempfindliches Bedienfeld, das eine Tasten-Matrix enthält, die eine erste Vielzahl N von Eingangsleitungen, eine zweite Vielzahl M von Ausgangsleitungen und N mal M Tasten umfasst, wobei jede der N mal M Tasten so angeordnet ist, dass sie das Vorhandensein eines Körpers erfasst und jede der N mal M Tasten an einen jeweiligen Schnittpunkt einer Eingangsleitung und einer Ausgangsleitung angrenzend angeordnet ist und eine angesteuerte Platte (X), die mit einer der N Eingangsleitungen verbunden ist, sowie eine empfangende Platte (Y) umfasst, die mit einer der M Ausgangsleitungen verbunden ist, jede der N Eingangsleitungen mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung verbunden ist, und jede der M Ausgangsleitungen mit einer jeweiligen Ladungserfassungsschaltung verbunden ist, jede der Ladungserfassungsschaltungen einen Signalmessungs-Kondensator enthält und die Tasten-Matrix eine Steuereinheit enthält und die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie: die Ansteuerschaltungen und die Ladungserfassungsschaltungen so steuert, dass sie für jede der N mal M Tasten einen Signal-Abtastwert für jeden einer Vielzahl von Messungszyklen erzeugen, die eine Messungsfolge bilden, indem während eines Ansteuer-Teils des Messungszyklus Ladung an der Ansteuerplatte jeder der Tasten induziert wird, während eines Signalmessungs-Teils des Messungszyklus die Ladung gemessen wird, die während des Ansteuer-Teils des Messungszyklus an der Erfassungsplatte jeder der Tasten induziert wird, und der Signal-Abtastwert erzeugt wird, der die Ladung darstellt, die während des Signalmessungs-Teils des Messungszyklus an jeder der Tasten gemessen wird, den Wert der Vielzahl der Signal-Abtastwerte der Messungsfolge mit einem bestimmten Bereich akzeptierter Werte zwischen einem vorgegebenen Maximal- und einem bestimmten Minimalwert vergleicht, und etwaige der Vielzahl von Signal-Abtastwerten, die außerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen, verarbeitet, so dass das Vorhandensein des Körpers nur anhand einer Änderung des Wertes einer oder mehrerer der Vielzahl von Signal-Abtastwerten bestimmt werden kann, die innerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen.A touch panel comprising a key matrix comprising a first plurality N of input lines, a second plurality M of output lines and N by M keys, each of the N by M keys being arranged to detect the presence of a body and each of the N times M keys is disposed adjacent a respective intersection of an input line and an output line and includes a driven plate (X) connected to one of the N input lines and a receiving plate (Y) connected to one of the M output lines is connected, each of the N input lines is connected to a respective drive circuit, and each of the M output lines is connected to a respective charge detection circuit, each of the charge detection circuits includes a signal measurement capacitor and the key matrix includes a control unit and the control unit can be operated so that they: the drive circuits and controls the charge detection circuits to generate, for each of the N by M keys, a signal sample for each of a plurality of measurement cycles forming a measurement sequence by inducing charge on the drive plate of each of the keys during a drive portion of the measurement cycle. during a signal measurement part of the measurement cycle, the charge induced on the sense plate of each of the keys during the drive portion of the measurement cycle and the signal sample representing the charge during the signal measurement portion of the measurement cycle are measured at each of the keys, comparing the value of the plurality of signal samples of the measurement sequence with a particular range of accepted values between a predetermined maximum and a minimum value, and any of the plurality of signal samples that fall outside the determined accepted range so that the presence of the body can only be determined from a change in the value of one or more of the plurality of signal samples that fall within the particular accepted range. Berührungsempfindliches Bedienfeld nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Signal-Abtastwerte anpasst, die das bestimmte Maximum übersteigen oder die unter dem bestimmten Minimum liegen.Touch-sensitive control panel according to claim 15, wherein the control unit can be operated so that they Adjusts signal samples that exceed the certain maximum or below the specified minimum. Berührungsempfindliches Bedienfeld nach Anspruch 15, wobei das Verarbeiten der Signal-Abtastwerte einschließt: Verwerfen von Signal-Abtastwerten aus der Messungsfolge, die außerhalb des akzeptierten Bereiches liegen, und Bestimmen, ob der Körper vorhanden ist, anhand einer Änderung eines Durchschnittswertes der verbleibenden Signal-Abtastwerte der Messungsfolge, die innerhalb des akzeptierten Bereiches liegen.Touch-sensitive control panel according to claim 15, wherein processing the signal samples includes: discard of signal samples from the measurement sequence, the outside of the accepted range, and Determine if the body exists, based on a change in an average value the remaining signal samples of the measurement sequence, within of the accepted range. Berührungsempfindliches Bedienfeld nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Signal-Abtastwerte verarbeitet, indem sie: eine Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte begrenzt.Touch-sensitive control panel according to claim 15, wherein the control unit can be operated so that they Processed signal samples by: a speed change between the values of the signal samples limited. Berührungsempfindliches Bedienfeld nach Anspruch 18, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte begrenzt, indem sie: eine Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte zu einer ersten Zeit bestimmt, eine Obergrenze der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der bestimmten Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit bestimmt, die Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der bestimmten Obergrenze begrenzt, eine Geschwindigkeit von Änderung zwischen den Werten der Signal-Abtastwerte zu einer zweiten Zeit nach der ersten Zeit bestimmt, die Obergrenze der Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der Geschwindigkeit von Änderung zu der zweiten Zeit in Bezug auf die Geschwindigkeit von Änderung zu der ersten Zeit anpasst, und die Geschwindigkeit von Änderung der Signal-Abtastwerte entsprechend der angepassten Obergrenze begrenzt.Touch-sensitive control panel according to claim 18, wherein the control unit can be operated so that they Speed of change between the values of the signal samples limited, by: a speed of change between determines the values of the signal samples at a first time, a Upper limit of the speed of change of the signal samples according to the determined speed of change determined at the first time, the speed of change limits the signal samples according to the specified upper limit, a Speed of change between the values of the signal samples determined at a second time after the first time, the upper limit the speed of change of the signal samples according to the speed of change to the second Time in terms of the speed of change to the first time adapts, and the speed of change the signal samples are limited according to the adjusted upper limit. Berührungsempfindliches Bedienfeld nach Anspruch 18, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie die Signal-Abtastwerte verarbeitet, indem sie die Signal-Abtastwerte mittelt.Touch-sensitive control panel according to claim 18, wherein the control unit can be operated so that they Signal samples are processed by taking the signal samples averages. Berührungsempfindliches Bedienfeld nach Anspruch 15, wobei die Steuereinheit so betrieben werden kann, dass sie: während einer Testphase eine Vielzahl von Signal-Abtastwerten aus einer oder mehreren Messungsfolge/n erzeugt, wobei jede Messungsfolge eine Vielzahl von Messungszyklen enthält und mit jedem der Messungszyklen einer der Signal-Abtastwerte erzeugt wird, und den bestimmten Bereich akzeptierter Werte zwischen dem bestimmten Maximal- und dem bestimmten Minimalwert auf Basis des Wertes der während der Testphase erzeugten Signal-Abtastwerte festlegt.Touch-sensitive control panel according to claim 15, wherein the control unit can be operated to: while a test phase, a plurality of signal samples from a or multiple measurement sequence (s), each measurement sequence being a Contains a variety of measurement cycles and with each of the measurement cycles one of the signal samples is generated, and the particular one Range of accepted values between the given maximum and the determined minimum value based on the value of during the test phase generates signal samples. Verfahren zum Erfassen des Vorhandenseins eines Körpers nahe an einem berührungsempfindlichen Bedienfeld, wobei das berührungsempfindliche Bedienfeld eine Tasten-Matrix enthält, die eine erste Vielzahl N von Eingangsleitungen, eine zweite Vielzahl M von Ausgangsleitungen und N mal M Tasten umfasst, wobei jede der N mal M Tasten an einen jeweiligen Schnittpunkt einer Eingangsleitung und einer Ausgangsleitung angrenzend angeordnet ist und eine angesteuerte Platte (X), die mit einer der N Eingangsleitungen verbunden ist, sowie eine empfangende Platte (Y) umfasst, die mit einer der M Ausgangsleitungen verbunden ist, jede der N Eingangsleitungen mit einer jeweiligen Ansteuerschaltung verbunden ist, und jede der M Ausgangsleitungen mit einer jeweiligen Ladungserfassungsschaltung verbunden ist, wobei jede der Ladungserfassungsschaltungen einen Signalmessungs-Kondensator enthält und das Verfahren umfasst: Steuern der Ansteuerschaltungen und der Ladungserfassungsschaltungen, so dass sie für jede der N mal M Tasten einen Signal-Abtastwert für jeden einer Vielzahl von Messungszyklen erzeugen, die eine Messungsfolge bilden, indem während eines Ansteuer-Teils des Messungszyklus Ladung an der Ansteuerplatte jeder der Tasten induziert wird, während eines Signalmessungs-Teils des Messungszyklus die Ladung gemessen wird, die während des Ansteuer-Teils des Messungszyklus an der Erfassungsplatte jeder der Tasten induziert wird, und ein Signal-Abtastwert erzeugt wird, der die Ladung darstellt, die während des Signalmessungs-Teils des Messungszyklus an jeder der Tasten gemessen wird, Vergleichen des Wertes der Vielzahl der Signal-Abtastwerte der Messungsfolge mit einem bestimmten Bereich akzeptierter Werte zwischen einem bestimmten Maximal- und einem bestimmten Minimalwert, und Verarbeiten etwaiger der Vielzahl von Signal-Abtastwerten, die außerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen, so dass das Vorhandensein eines Körpers nur anhand einer Änderung des Wertes einer oder mehrerer der Vielzahl von Signalwerten bestimmt werden kann, die innerhalb des bestimmten akzeptierten Bereiches liegen.A method of detecting the presence of a body proximate a touch-sensitive panel, the touch-sensitive panel including a key matrix comprising a first plurality N of input lines, a second plurality M of output lines, and N times M keys, each of N times M Keys are juxtaposed to a respective intersection of an input line and an output line and comprises a driven plate (X) connected to one of the N input lines, and a receiving plate (Y) connected to one of the M output lines, each of N input lines are connected to a respective drive circuit, and each of the M output lines is connected to a respective charge detection circuit, wherein each of the charge detection circuits includes a signal measurement capacitor and the method comprises: controlling the drive circuits and the charge detection circuits so that they f r each of the N times M keys generate a signal sample for each of a plurality of measurement cycles forming a measurement sequence by inducing charge on the drive plate of each of the keys during a drive portion of the measurement cycle during a signal measurement portion of the measurement cycle Charge is induced, which is induced on the detection plate of each of the keys during the drive portion of the measurement cycle, and a signal sample representing the charge measured on each of the keys during the signal measurement portion of the measurement cycle is compared the value of the plurality of signal samples of the measurement sequence having a certain range of accepted values between a certain maximum and a certain minimum value, and processing any of the plurality of signal samples that are outside the certain accepted range, such that the presence of a body only by changing the value ei ner or more of the plurality of signal values can be determined within the specified accepted range.
DE102009021844A 2008-05-19 2009-05-19 Method for sensing presence of body i.e. user's finger, on capacitively charged key of touch sensitive control panel in e.g. TV, involves processing signal sample value, which is outside accepted range so that presence of body is determined Ceased DE102009021844A1 (en)

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