DE112005003178T5

DE112005003178T5 - Berührungssensorvorrichtung und Verfahren

Info

Publication number: DE112005003178T5
Application number: DE112005003178T
Authority: DE
Inventors: Louis R. Lamborghini; Benjamin K. Allston Yuen; Thomas E. North Dartmouth Babington
Original assignee: Stoneridge Control Devices Inc
Current assignee: Stoneridge Control Devices Inc
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2008-02-14
Also published as: WO2006066097A2; US20060177212A1; US7518381B2; US8324910B2; US20090160529A1; WO2006066097A3

Abstract

Berührungssensoranordnung umfassend:
ein Gehäuse,
eine Platine, ausgebildet zur zumindest teilweisen Aufnahme in dem Gehäuse,
wenigstens einen Berührungssensor, verbunden mit der Platine, und
eine Sensorabdeckung, ausgebildet zur wenigstens teilweisen Aufnahme in dem Gehäuse, wobei die Platine zwischen dem Gehäuse und der Sensorabdeckung gelagert ist, wobei die Sensorabdeckung eine grafische Anzeige der Berührungsfläche umfasst, zugehörig zu dem wenigstens einen Berührungssensor,
wobei das Gehäuse ein Verbindungsmerkmal zum Verbinden mit einem entsprechenden Merkmal an einer Rückseite einer Gehäuseabdeckung umfasst, um einen im Wesentlichen wasserdichten Hohlraum zum Einschließen der Platine und der Sensorabdeckung zwischen dem Gehäuse und der Gehäuseabdeckung auszubilden.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 60/637,098 , die am 17. Dezember 2004 eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
Technischer Bereich
Die Offenbarung bezieht sich auf eine Berührungssensorvorrichtung und Verfahren.
Hintergrund der Erfindung
Ein Fahrzeug kann Anordnungen zur Steuerung der Aktivierung oder Deaktivierung von Geräten umfassen. Die Automobilindustrie fordert, dass solche Geräte eine tastbares Rückmeldung an einen Benutzer liefern, wenn eine Funktion aktiviert oder deaktiviert wurde. Eine tastbare Rückmeldung kann durch die Nutzung von zugehörigen mechanischen Komponenten, wie eine Feder und einen Hebel in einer "über der Mitte"-Schnappanordnung (z. B. bei einem Wippmechanismus) oder durch die Nutzung von anderen bekannten tastbaren Rückmeldungsanordnungen erreicht werden.
Diese Anordnungen benötigen typischerweise mehrere Komponenten und Eigenschaften. Manche dieser Komponenten können schwer und teuer herstellbar sein. Zum Beispiel können ein Gelenklager und eine Gelenkwelle für einen Wippschalter enge Toleranzgrenzen aufweisen und eine hochpolierte Oberfläche zur Reduzierung von Reibungskräften erfordern. Konventionelle Anordnungen können deshalb ein komplexes Design, hohe Kosten und eine verringerte Zuverlässigkeit nach sich ziehen. Zusätzlich führen die Verbrauchervorlieben die Automobilhersteller zu schnittigeren und unaufdringlicheren Vorrichtungen.
Um diese Probleme zumindest teilweise anzusprechen, wurden Berührungssensoranordnungen eingeführt. Der hier benutzte Begriff "Berührungssensor" bezieht sich auf eine Sensoranordnung, die eine Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit einer Berührungsfläche bereitstellt, ohne dass eine mechanische Komponente bewegt wurde, um zugehörige Kontakte elektrisch zu schließen oder zu öffnen. Zahlreiche analoge und digitale Berührungssensorenanordnungen sind dem Fachmann wohl bekannt. Bekannte Berührungssensoren benutzen Techniken wie Widerstandsmessungen, kapazitive Messungen, akustische Messungen, magnetische Messungen, optische Messungen, usw., um eine Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit der Berührungsfläche bereitzustellen.
Berührungssensoranordnungen können billiger als vergleichbare konventionelle mechanische Schaltvorrichtungen sein, weniger Platz zum Einbau benötigen und ästhetisch ansprechender sein. Jedoch haben Berührungssensoranordnungen typischerweise keine tastbare Rückmeldung bereitgestellt. Weiterhin kann in Mehrfachsensoranordnungen eine Beeinflussung (crosstalk) zwischen benachbarten Berührungssensoren die ordnungsgemäße Arbeitsweise des Systems verhindern oder verlangsamen und konventionelle Berührungssensorsysteme können durch raue Umwelteinflüsse, wie z. B. Regen, Eis, extreme Temperaturen, Vibrationen usw., beansprucht werden.
Beschreibung der Figuren
Eigenschaften und Vorteile von Ausführungsbeispielen des offenbarten Gegenstandes werden durch die folgende detaillierte Figurenbeschreibungen ersichtlich, wobei die Bezugszeichen einzelne Teile veranschaulichen, und wobei:
1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit enthaltenen erfindungsgemäßen Berührungssensoranordnungen ist,
2 eine Teilansicht des Fahrgastinnenraums des Fahrzeugs aus 1 ist,
3 ein Blockdiagramm eines Berührungssensorsystems ist, das in dem Fahrzeug aus 1 benutzt werden kann,
4 eine perspektivische Ansicht einer Berührungssensoranordnung ist,
5 eine Explosionsansicht der Berührungssensoranordnung aus 4 ist,
6 eine perspektivische Rückansicht der Berührungssensoranordnung aus 4 zum Anbringen auf einer Applikation ist,
7 eine perspektivische Rückansicht der Berührungssensoranordnung aus 4, angebracht auf der Applikation von 6, ist,
8 eine Teilansicht der Applikation und der Berührungssensoranordnung aus 7 entlang der Linie 8-8 aus 7 ist,
9 eine Teilansicht der Applikation und der Berührungssensoranordnung aus 7 entlang der Linie 9-9 aus 7 ist,
10 eine Querschnittsansicht der Berührungssensoranordnung aus 4 ist,
11 eine Querschnittsansicht ist, die darstellt wie eine LED aus 10 angebracht wird,
12 eine Querschnittsansicht eines anderen Ausführungsbeispiels zum Bereitstellen einer Beleuchtung für eine Berührungsfläche zeigt,
13 ein Diagramm einer kapazitiven Schaltung mit einer Kapazitivität ist, die auf die Berührung eines Benutzers antwortet,
14 ein Spannungs-/Zeit-Diagramm zeigt, welches die Ausgabe eines exemplarischen Berührungssensors mit kapazitiver Schaltung während einer Berührung und einer Nichtberührung darstellt,
15 Spannungs-/Zeit-Diagramme der Ausgänge von zwei verschiedenen Berührungssensoren beinhaltet,
16 ein Flussdiagramm von Operationen, entsprechend eines Ausführungsbeispiels, dass mehrfache Berührungsflächenbefehle erlaubt, ist,
17 ein anderes Ausführungsbeispiel mit einer Referenzelektrode angeordnet zwischen zwei Berührungsflächen darstellt,
18 ein Flussdiagramm von Operationen entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel ist, dass die Referenzelektrode aus 17 nutzt, um mehrfache Berührungsflächenbefehle zu ermöglichen,
19 eine perspektivische Ansicht eines Lenkrades und eines Teils der Instrumententafel ist,
20 eine Querschnittansicht der erhöhten Wölbung der Sensorabdeckung aus 19 ist,
21 eine repräsentative Querschnittansicht der erhöhten Wölbung der Sensorabdeckung aus 19 in einer niedergedrückten Position ist,
22 ein Diagramm einer Berührungsflächenkonsole entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist,
23 ein Flussdiagramm von Operationen zugehörig zu der Berührungsflächenkonsole aus 22 ist, und
24 ein Diagramm einer Berührungsflächenkonsole und eines Schalters von einem weiteren Ausführungsbeispiel ist.
Auch wenn sich die folgende detaillierte Beschreibung auf spezielle Ausführungsbeispiele bezieht, sind dem Fachmann viele Alternativen, Modifikationen und Variationen davon bekannt. Demnach ist es beabsichtigt, dass das Beanspruchte breiter ausgelegt wird.
Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine automobile Anwendung. Jedoch sollten die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele als Veranschaulichung verstanden werden und nicht als Einschränkung. Zum Beispiel kann ein erfindungsgemäßes Berührungssensorsystem in einer Vielzahl von Anordnungen eingesetzt werden, beispielsweise in Konsumenten- oder Industrieausrüstungen oder Vorrichtungen, in welchen eine Benutzereingabe eine Funktion schalten oder kontrollieren kann und/oder als Dateneingabe dient.
1 und 2 stellen eine erfindungsgemäße Berührungssensoranordnung zur externen oder internen Nutzung bei einem Fahrzeug 100 dar. Eine erfindungsgemäße Berührungssensoranordnung kann z. B. als Benutzerbedienteil eines schlüssellosen Fahrzeugeintrittssystems vorgesehen sein. Schlüssellose Eintrittssysteme sind wohl bekannt und erlauben im Allgemeinen einem Benutzer, eine Tür, z. B. eine Fahrzeug- oder Gebäudetür, durch Eingabe eines Codes in ein zu der Tür zugehöriges Bedienfeld zu entriegeln. Eine Ausgabe des Bedienteils kann an eine Steuerung weitergegeben werden, die so ausgebildet ist, dass sie die zugehörige Tür bei Eingabe eines vorbestimmten Codes in das Bedienfeld entriegelt. Bei Fahrzeugeintrittssystemen kann eine erfindungsgemäße Berührungssensoranordnung 102 an oder in der Nähe der B-Säule 130 des Fahrzeugs befestigt werden, wie in 1 dargestellt. Zusätzlich oder alternativ kann eine erfindungsgemäße Berührungssensoranordnung 102 an der Vordertür 186 in der Nähe des Türgriffs 188 platziert sein. Wie in 2 dargestellt, können sich ein oder mehrere Berührungssensoren 102 auf dem Lenkrad 202 und/oder auf der Innenseite der Armablage 204 der Fahrertür befinden. Ein erfindungsgemäßer Berüh rungssensor kann auch auf der Oberfläche der Instrumententafel vorgesehen sein.
3 stellt in einer Blockdiagramm-Form ein Ausführungsbeispiel eines Berührungssensorsystems 300, umfassend eine Berührungssensoranordnung 102, eine Steuerung 302 und ein oder mehrere Fahrzeugsysteme 306, 308, 310, verbunden mit der Steuerung 302 dar. Die Berührungssensoranordnung 102 kann einen oder mehrere bekannte Berührungssensoren, z. B. widerstandsmessende, kapazitiv messende, akustisch messende, magnetisch messende, optisch messende usw. umfassen, um eine Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit der Berührungsfläche bereitzustellen. Kombinationen der Berührungssensoren können als Redundanz genutzt werden.
Bei der Nutzung kann ein Benutzer eine direkte oder indirekte Berührung mit einer oder mehreren der Berührungsflächen verursachen, was die Anordnung 102 dazu veranlasst, eine entsprechende Ausgabe zu liefern. Die Ausgabe der Anordnung 102 kann z. B. über ein Fahrzeug CAN-Bus mit der Steuerung 302 verbunden sein. Die Steuerung kann als Antwort auf die Ausgabe ein oder mehrere Systeme steuern, z. B. Fahrzeugtürverriegelung, Fahrzeugalarmanlage 308 und/oder andere Systeme 310, wie ein Fahrzeug-Soundsystem, Steuerung der Klimaanlage usw. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Berührungssensorsystem 300 als Fahrzeugeinstiegsystem ausgebildet, wobei die Steuerung 315 in Abhängigkeit der Signale der Anordnung 102 die Türschlösser 305 einer oder mehrerer Türen entriegeln oder verriegeln kann.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels 102a einer Berührungssensoranordnung, die außen an ein Fahrzeug angebracht werden kann, z. B. wie in 1 dargestellt an der B-Säule oder neben dem Türgriff, zur Nutzung in Verbindung mit dem Fahrzeugeintrittsystem. Die Berührungssensoranordnung 102a kann eine für den Benutzer sichtbare Sensorabdeckung 402 beinhalten. Die Sensorabdeckung 402 kann eine Mehrzahl von Berührungsflächen durch Buchstaben/Zahlen und/oder Grafiken kenntlich machen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine erste Berührungsfläche 420 durch die Zahlen 1 und 2 gekennzeichnet, eine zweite Berührungsfläche ist durch die Zahlen 3 und 4 gekennzeichnet, eine dritte Berührungsfläche 424 ist durch die Zahlen 5 und 6 gekennzeichnet, eine vierte Berührungsfläche 426 ist durch die Zahlen 7 und 8 gekennzeichnet und eine fünfte Berührungsfläche 428 ist durch die Zahlen 9 und 10 gekennzeichnet.
Wie in der Explosionsansicht von 5 dargestellt, kann jede Berührungsfläche 420, 422, 424, 426 und 428 einem entsprechenden Berührungssensor 430, 432, 434, 436 und 438 zugehörig sein, wobei eine Berührung mit der Oberfläche der Sensorabdeckung innerhalb einer Berührungsfläche den entsprechenden Berührungssensor veranlasst, eine zugehörige Ausgabe bereitzustellen. Die Berührungssensoren können auf einer Platine (printed circuit board PCB) 404 mit Leiterbahnen zum Bereitstellen der Sensorausgaben an zugehörigen Kontakten 403 gelagert sein.
Die Platine 404 und die Sensorabdeckung 402 können so ausgebildet sein, dass sie zumindest teilweise innerhalb eines Gehäuses 406 aufgenommen sind, wobei die Platine zwischen dem Gehäuse 406 und der Sensorabdeckung 402 gelagert ist. Das Gehäuse 406 beinhaltet eine Mehrzahl von Anschlüssen 502, die jeweils elektrisch mit einem der entsprechenden Anschlüsse 403 verbunden sind. Die Anschlüsse 502 können sich auch zu einem Verbindungsteil 440 erweitern zum elektrischen Verbinden der Berührungssensoranordnung 102 mit anderen Komponenten, wie der Steuerung 302 aus 3.
6 ist eine Explosionsansicht einer Anordnung aus einer Berührungssensoranordnung 102 und einer Gehäuseabdeckung 602. Die Gehäuseabdeckung 602 kann z. B. eine Applikation befestigt an der B-Säule 130 von einem Fahrzeug oder der Verkleidung der Vordertür 186 in der Nähe der Frontscheibe 180 sein. Die Gehäuseabdeckung 602 kann eine Mehrzahl von Schraubenaufnahmen 610, 612, 614 und 616 umfassen, die so ausgebildet sind, dass sie eine entsprechende Mehrzahl von Schrauben 640, 642, 644 und 646 aufnehmen, um ein Befestigen der Berührungssensoranordnung 102a an der hinteren Oberfläche 603 der Gehäuseabdeckung 602 zu unterstützen. Die hintere Oberfläche 603 der Gehäuseabdeckung 602 kann einen Vorsprung 604 umfassen, der so ausgebildet ist, dass er zu einer entsprechenden Nut in dem Gehäuse 406 der Berührungssensoran ordnung 102a passt. In einem Ausführungsbeispiel kann der Vorsprung 604 eine aufrecht stehende Wand mit geschlossener Geometrie sein.
Wenn die Berührungssensoranordnung 102a mit der Gehäuseabdeckung 602 verbunden ist, kann die hintere Oberfläche 603 von der Gehäuseabdeckung 602 einen Teil 605 umfassen, der an die obere Oberfläche der Sensorabdeckung 402 angrenzt. Damit die Berührungsflächenanzeiger auf der Sensorabdeckung sichtbar sind, wenn die Gehäuseabdeckung 602 mit der Anordnung verbunden ist, kann der Teil 605 der Gehäuseabdeckung 602 kann aus einem ausreichend durchsichtigen Material ausgebildet sein. Das durchsichtige Material kann so gewählt sein, dass die Berührungsflächenanzeiger auf der Sensorabdeckung 402 so lange nicht für einen Benutzer sichtbar sind, bis sie von einer Lichtquelle von der Schalteranordnung 102a beleuchtet werden. Auf diese Art kann die Gehäuseabdeckung 602 die Sensorabdeckung 402 verbergen, bis die Berührungssensoranordnung 102a aktiviert wird, z. B. durch Berühren der Gehäuseabdeckung 602 in einem Bereich über einer der Berührungsflächen.
7 ist eine perspektivische Rückansicht der Berührungssensoranordnung 102a, angebracht an der rückwärtigen Oberfläche 603 von der Gehäuseabdeckung 602. 8 ist eine Teilansicht der Gehäuseabdeckung 602 und der Berührungssensoranordnung entlang der Linie 8-8 aus 7. Wie in 8 dargestellt, kann die rückwärtige Oberfläche der Gehäuseabdeckung 602 die obere Oberfläche der Sensorabdeckung 402 berühren, um den Abstand zwischen der Gehäuseabdeckung und der Erkennungsschaltung der Platine 404 zu minimieren. Die rückwärtige Oberfläche der Sensorabdeckung 402 kann die Berührungssensoren auf der Platine 404 berühren. Die aufrecht stehende Wand 604 der Gehäuseabdeckung 602 kann so ausgebildet sein, dass sie einer zugehörigen Nut 803 des Gehäuses 406 entspricht. Ein Kanal 802 kann in dem Boden der Nut 803 bereitgestellt sein, um einen Dichtring und/oder Kleber aufzunehmen, beispielsweise Epoxydharz oder Leim, usw.. Der Dichtring und/oder Kleber können eine Versiegelung zwischen der aufrecht stehenden Wand 604 der Gehäuseabdeckung 602 und der zugehörigen Nut 803 bilden.
In 9 ist eine Teilansicht der Gehäuseabdeckung 602 und der Berührungssensoranordnung entlang der Linie 9-9 aus 7 dargestellt. Wie dargestellt, kann die Sensorabdeckung 402 Vorsprünge 940, 942 umfassen, die zu zugehörigen Teilen von dem Gehäuse 406 passen, z. B. durch eine Schnappverbindung. Wenn die Gehäuseabdeckung 602 ordnungsgemäß mit dem Gehäuse 406 verbunden ist, kann ein Hohlraum 806 geformt werden, welcher durch die rückwärtige Oberfläche 603 der Gehäuseabdeckung 602 und der oberen Oberfläche des Gehäuses 406 definiert ist. Der Hohlraum 806 kann im Wesentlichen wasserdicht sein, und die Platine 404 und die Sensorabdeckung 402 können komplett in dem Hohlraum 806 angeordnet sein.
10 ist eine Querschnittsansicht der Berührungssensoranordnung 102a. Wie dargestellt, kann eine Leuchtdiode (LED) 1000, 1002, 1004, 1006 und 1008 unterhalb von jeder Berührungsfläche 420, 422, 424, 426 und 428 der Sensorabdeckung 402 gelagert sein, um eine Beleuchtung bereitzustellen. Jede LED kann an der unteren Oberfläche der Platine 404 angebracht sein. Zum Beispiel stellt 11 die Positionierung der LED 1008 relativ zu der Berührungsfläche 428 dar. Wie dargestellt, kann die LED so an der unteren Oberfläche 1012 von der Platine 404 angebracht sein, dass die Leuchtoberfläche der LED 1008 einen Abstand x von der Berührungsfläche 428 hat, die beleuchtet werden soll. Der Abstand x kann in Abhängigkeit von der Anwendung, die eine gewünschte Beleuchtungsflächenabdeckung für die Berührungsfläche 428 erfordert, gewählt werden.
12 stellt eine weitere LED-Lageanordnung zum Bereitstellen einer Beleuchtung für die Berührungsflächen der Sensorabdeckung 402 dar. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel von 12 ist die LED so an die untere Oberfläche 1012 der Platine angebracht, dass die Beleuchtungsoberfläche 1010 von der LED einen Abstand x1 von der Berührungsfläche hat, die beleuchtet werden soll. Um den Abstand x1 zu maximieren, um eine Beleuchtung über eine Länge L von der Berührungsfläche zu erreichen, kann die Sensorabdeckung kann von der Platine durch einen Abstand x2 beabstandet werden und die Dicke d der Sensorabdeckung 402 eingestellt werden (z. B. minimiert). Da die Beabstandung der Sensorabdeckung 402 zu der Platine 404 die kapazitive Verbindung von einer Berührung der Berührungsfläche 428 mit dem zugehörigen Berührungssensor 438 nachteilig beeinflussen kann, können ein oder mehrere Leiter, z. B. Leiter 1202 und 1204, bereitgestellt werden, um die Sensorabdeckung 404 leitend mit dem Berührungssensor 438 zu verbinden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können eine oder mehrere der LED's als Lichtquelle und als Lichtsensor zum Fühlen eines Umgebungshelligkeitsniveaus fungieren, oder eine separate LED kann zum Erfühlen von Umgebungshelligkeitsniveaus bereitgestellt werden. Ein stellvertretendes Signal für die gemessene Umgebungshelligkeit kann von der LED einer zugehörigen Steuerung bereitgestellt werden, z. B. Steuerung 302, welche als Antwort darauf die Lichtabgabe einer oder mehrerer LED's anpasst. Wenn die Berührungssensoranordnung nicht in Benutzung ist, kann die Steuerung vorzugsweise nicht die LED's zur Beleuchtung der Sensorabdeckung abschalten. Wenn ein Benutzer eine Berührungsfläche berührt, versorgt die Steuerung vorzugsweise die LED's mit mehr Energie zum Beleuchten der Berührungsflächen. Wenn der Benutzer eine Berührungsfläche während hoher Umgebungslichtverhältnisse, wie Tageslicht, berührt, kann die Steuerung die LED's zu einer maximalen Beleuchtung der Berührungsflächen veranlassen, so dass der Benutzer jede der Berührungsflächen auch in direktem Sonnenlicht lesen kann. Wenn der Benutzer eine Berührungsfläche während niedriger Umgebungslichtverhältnisse, wie in der Nacht, berührt, kann die Steuerung die LED's dazu veranlassen die Sensorabdeckung vergleichsweise schwächer zu beleuchten, so dass ein ansprechender Lichtkontrast für den Benutzer bereitgestellt wird. Die Steuerung, z. B. Steuerung 302, kann eine Komponente der Berührungssensoranordnung 102a sein, so dass das Fühlen und Regulieren des Lichts innerhalb der Berührungssensoranordnung 102a umgesetzt werden kann, damit ein direktes Austauschen mit einem existierenden mechanischen Eintrittsystem möglich ist.
13 ist ein Schaltdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines exemplarischen Berührungssensors 1300, nutzbar in einer erfindungsgemäßen Berührungssensoranordnung. Der Berührungssensor 1300 kann eine Mehrzahl von Schaltern S1, S3, S3, einen Vergleichskondensator Cs und eine unbekannte oder variable Kapazität Cx, die gemessen werden soll, umfassen. Die variable Kapazität Cx kann anfänglich der Kapazität des Berührungssensors 1302 zum freien Raum oder zur Bezugserde entsprechen. Der Berührungssensor 1302 kann eine Fühlelektrode zur Anpassung der Arbeitsweise umfassen, welche weiterhin räumlich geteilte Leiterbahnen (z. B. Platinenleiterbahnen, dünne oder dicke Folienschaltungen) in einem beschränkten Muster umfassen kann. Die variable Kapazität Cx kann sich mit der Nähe eines Objektes ändern, z. B. ein Finger des Benutzers, welcher eine störende Kapazität zur Bezugserde einführt. Die Schalter S1, S2 und S3 können den Ladungsaustausch zwischen den Kapazitäten Cx und Cs kontrollieren, so dass die Spannung Vcs an dem Kondensator Cs als eine Annahme für den Wert der Kapazität Cx genutzt werden kann. Zusätzliche und weitere exemplarische kapazitive Schaltungen mit einer von der Nähe von einem Objekt abhängigen Kapazität sind im Detail in US-Patent Nr. 6,466,036 beschrieben, dessen Lehren hier durch die Referenz eingeschlossen werden.
14 beinhaltet ein Diagramm der Ausgangsspannung gegenüber der Zeit des exemplarischen Berührungssensors aus 13. Die Ausgabe des Sensors kann einer Steuerung, z. B. Steuerung 302, zum Steuern einer zugehörigen Funktion bereitgestellt werden. Wenn die Ausgabespannung, wie dargestellt, ein Referenzspannungsniveau 1408 beibehält, wird ein Nichtberührungsereignis angenommen. Wenn die Ausgabespannung die negative Erkennungsschwelle 1404 für einen bestimmten Zeitraum überschreitet, z. B. Zeitraum t1, wird ein Berührungsereignis ermittelt, das für die zugehörige Berührungsfläche eingetreten ist. In einem Ausführungsbeispiel kann der Zeitraum t1 250 Millisekunden betragen.
Unabsichtliche Betätigung kann bei kapazitiven Berührungsschaltungsanwendungen vorkommen. Eine unabsichtliche Betätigung kann durch Umwelteinflüsse wie Regen, Frost und Kondensation verschlimmert werden. Unter manchen Umständen kann es vorkommen, dass die Berührung einer Berührungsfläche durch einen Benutzer durch Feuchtigkeit auf der Berührungsfläche eine Beeinflussung (crosstalk) mit einer anderen Berührungsfläche verursacht. Eine Ausgangsspannung könnte bereitgestellt werden, die ein Berührungsereignis auf zwei Berührungsflächen anzeigt.
Um sich solchen unbeabsichtigten Betätigungen durch crosstalk zuzuwenden, können Berührungserkennungssysteme einen Berührungsflächenunterdrückungs algorithmus verwenden. In einem Ausführungsbeispiel kann ein Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus Signale erkennen, die eine Erkennungsschwelle für einen erforderlichen Zeitraum überschreiten, und diese Signale miteinander vergleichen, um zu bestimmen, welches Signal die negative Erkennungsschwelle mit der größten Differenz überschreitet. Der Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus kann das stärkste Signal wählen, z. B. das Signal, dass die Erkennungsschwelle mit der größten Differenz überschreitet, und das schwächere Signal ignorieren. Der Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus kann also ermöglichen, dass nur eine Berührungsfläche zu einer Zeit erkannt wird.
In Anwendungen, bei denen zwei Berührungsflächen gleichzeitig berührt werden müssen, um eine bestimmte Funktion zu veranlassen, kann es notwendig sein, dass ein gleichzeitiges Berühren der Berührungsflächen erkannt wird. Zum Beispiel bei einer schlüssellosen Eintrittssystemanwendung kann das System so ausgebildet sein, dass ein gleichzeitiges Schließen aller Türen des Fahrzeugs durch gleichzeitiges Berühren der vierten Berührungsfläche 426 mit den Nummern [7-8] und der fünften Berührungsfläche 428 mit den Nummern [9-0] erlaubt wird. Solch eine Wirkungsweise kann von einem konventionellen Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus verhindert werden, der nur das stärkste Signal einer und nicht beider Berührungsflächen auswählt. 15 beinhaltet beispielsweise Diagramme 1502, 1504 der Spannung gegenüber der Zeit für kapazitive Berührungssensoren, zugehörig zu den Berührungsflächen 428 und 426. Wenn die Berührungsflächen 428 und 426 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichzeitig berührt werden, würde ein konventioneller Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus das stärkste Signal auswählen, also das der Berührungsfläche 426, und das schwächere Signal der Berührungsfläche 428 ignorieren.
16 ist ein Flussdiagramm von Operationen 1600 von einem Algorithmus, übereinstimmend mit einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, der einen mehrfachen Berührungsflächenbefehl ermöglicht und trotzdem eine konventionelle Berührungsflächenunterdrückungseigenschaft verwendet. Die hierin offenbarten Flussdiagramme können eine bestimmte Sequenz von Schritten umfassen. Es ist jedoch zu beachten, dass die Sequenz von Schritten nur ein Beispiel darstellt, wie die hierin generell beschriebene Funktionalität ausgeführt werden kann. Wei ter muss jede Sequenz von Schritten nicht in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden, außer etwas Gegenteiliges wird angezeigt.
Weiterhin ist zu beachten, dass die für das Ausführungsbeispiel der Erfindung beschriebenen Funktionalitäten durch eine Steuerung, z. B. Steuerung 302, oder anderen Systemkomponenten mit Hardware, Software oder einer Kombination aus Hard- und Software, und bekannten Signalverarbeitungstechniken ausgebildet sein können. Bei einer Softwareausführung ist ein Prozessor und ein maschinenlesbares Medium notwendig. Der Prozessor kann jede Art von Prozessor sein, der in der Lage ist, die für das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel notwendige Geschwindigkeit und Funktionalität bereitzustellen. Zum Beispiel könnte der Prozessor ein Prozessor aus der Pentium-Familie der von der Intel Corporation hergestellten Prozessoren oder der Familie der von Motorola hergestellten Prozessoren sein. Maschinenlesbare Medien können jedes Medium umfassen, welches in der Lage ist, Befehle zu speichern, welche zur Ausführung durch einen Prozessor ausgebildet sind. Einige Beispiele solcher Medien beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Festwertspeicher (ROM), wahlfreier Zugriffsspeicher (RAM), programmierbarer ROM (PROM), löschbarer programmierbarer ROM (EPROM), elektronisch löschbarer programmierbarer ROM (EEPROM), dynamischer RAM (DRAM), magnetische Laufwerke (z. B. Diskettenlaufwerk und Festplatte), optische Laufwerke (z. B. CD-ROM), und jedes andere Gerät, das digitale Informationen speichern kann. In einem Ausführungsbeispiel werden die Befehle auf dem Medium in einem komprimierten und/oder verschlüsselten Format gespeichert.
Der hierin benutzte Ausdruck "angepasst zur Ausführung durch einen Prozessor" meint, dass Befehle, die in einem komprimierten und/oder verschlüsselten Format gespeichert sind, ebenso wie Befehle, die kompiliert oder durch einen Installer vor der Ausführung durch den Prozessor installiert werden müssen, mit eingeschlossen sind. Weiterhin können der Prozessor und das maschinenlesbare Medium Teil eines größeren Systems sein, welches verschiedene Kombinationen von maschinenlesbaren Speichergeräten beinhaltet, die in der Lage sind Kombinationen von Computerprogrammbefehlen und Daten zu speichern und welche durch den Prozessor über I/O-Kontroller zugreifbar sind.
Mit Bezug auf 16 kann die Operation 1602 einen konventionellen Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus starten oder ermöglichen. Während der Operation 1604 kann ein Benutzer gleichzeitig zwei Berührungsflächen berühren. Wenn das zugehörige Signal von jeder Berührungsfläche unter der negativen Erkennungsschwelle ist, kann der Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus einen binär codierten Dezimal (BCD)-Wert für die Berührungsfläche mit dem stärksten Signal ausgeben. Angenommen, die beiden berührten Berührungsflächen sind z. B. die vierte Berührungsfläche 426 mit den Nummern [7-8] und die fünfte Berührungsfläche 428 mit den Nummern [9-0] und die Ergebnisse sind in 15 dargestellt, würde die Operation 1604 bestimmen, dass das Signal zugehörig zu der vierten Berührungsfläche 426 stärker ist als das Signal zugehörig zu der fünften Berührungsfläche 428. Dementsprechend würde der BCD-Wert für die vierte Berührungsfläche bereitgestellt werden. Jede Berührungsfläche kann einen entsprechenden BCD-Wert haben und der BCD-Wert für die vierte Berührungsfläche 426 kann "110" sein.
Operation 1606 kann ermitteln, ob das stärkste Signal von Operation 1604 für einen bestimmten Zeitraum t1 unterhalb der negativen Erkennungsschwelle ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Zeit t1 250 Millisekunden sein. Wenn nicht, können die Operationen zurück zu Operation 1602 springen. Wenn das stärkste Signal für einen bestimmten Zeitraum unterhalb der negativen Erkennungsschwelle ist, kann Operation 1608 kontrollieren, ob ein anderes Signal zugehörig zu einer zweiten Berührungsfläche auch für einen bestimmten Zeitraum unterhalb der negativen Erkennungsschwelle ist. Wenn nicht, kann Operation 1610 weiterhin den BCD-Wert von Operation 1604 ausgeben, bis die Berührungsfläche freigegeben ist 1612.
Wenn das zweite Signal auch für den bestimmten Zeitraum unterhalb der negativen Erkennungsschwelle liegt, kann Operation 1614 prüfen, ob irgendein anderes Signal von einer anderen dritten Berührungsfläche auch diese Kriterien erfüllt. Wenn nicht, kann der ursprüngliche BCD-Wert der ersten Ausgabe aus Operation 1604 in den BCD-Wert geändert werden, der mit einer speziellen Funktion für die zwei gleichzeitig berührten Berührungsflächen, verknüpft ist. Wenn beispielsweise die vierte Berührungsfläche 426 mit den Nummern [7-8] und die fünfte Berüh rungsfläche 428 mit den Nummern [9-0] gleichzeitig berührt werden, würde der BCD-Codewert der Ausgabe aus Operation 1604 (z. B. "110") in den BCD-Codewert zum Schließen aller Türen geändert werden (z. B. "100"). Wenn ein anderes Signal zugehörig zu einer dritten Berührungsfläche auch für einen bestimmten Zeitraum unterhalb der negativen Erkennungsschwelle ist, würde Operation 1618 nichts machen und keinen BCD-Wert ausgeben bis alle Berührungsflächen in einen unberührten Zustand zurückkehren und dann zurück zum Start 1620 springen.
Folglich, wenn beide Berührungsflächen berührt werden, resultierend in entsprechenden Signalen, z. B. Signale 1502 und 1504 aus 15, die für einen bestimmten Zeitraum, z. B. Zeit t1, unterhalb der negativen Erkennungsschwelle liegen, würde die entsprechende Funktion ausgeführt werden. Dies könnte die automatische Verriegelungseigenschaft für alle Türen sein, wenn die vierte Berührungsfläche 426 und die fünfte Berührungsfläche 428 gleichzeitig berührt werden. Dies verbessert die Eigenschaft der Berührungssensoranordnung eine unbeabsichtigte Betätigung einer Berührungsfläche durch crosstalk zu verhindern, während die Ausführung von mehrfachen Berührungsflächenfunktionen erlaubt ist. Auch wenn die oberen Operationen 1600 für ein gleichzeitiges Pressen von zwei Berührungsflächen beschrieben sind, so ist dem Fachmann klar, dass ähnliche Operationen ausgeführt werden können, die ein gleichzeitiges Pressen von drei oder mehr Berührungsflächen überprüfen.
Ein anderes Beispiel für einen mehrfachen Berührungsflächenbefehl einer Berührungssensoranordnung ist das Einschalten/Ausschalten einer automatischen Verriegelungseigenschaft. In diesem Beispiel kann der Benutzer zuerst die vierte Berührungsfläche 426 mit den Nummern [7-8] berühren und halten. Der BCD-Wert, zugehörig zu der vierten Berührungsfläche, kann ausgegeben werden und der Benutzer kann dann die zweite Berührungsfläche 422 mit den Nummern [3-4] berühren, während er gleichzeitig weiterhin die vierte Berührungsfläche 426 berührt. Wenn beide Signale von der zweiten 422 und der vierten Berührungsfläche 426 für einen bestimmten Zeitraum unterhalb der negativen Erkennungsschwelle sind, kann der BCD-Wert für den zweiten Schritt von dem Einschalten/Ausschalten der automatischen Verriegelungseigenschaft ausgegeben werden, auch wenn der Berührungsflächenunterdrückungsalgorithmus eingeschaltet ist.
17 stellt eine weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit einer in die Berührungssensoranordnung integrierten und zwischen zwei Berührungsflächen gelagerten Referenzelektrode dar. Die Referenzelektrode kann zwischen zwei beliebigen der fünf Berührungsflächen 1720, 1722, 1724, 1726 oder 1728 gelagert sein, die gleichzeitig berührt werden könnten um eine bestimmte Funktion zu aktivieren. In dem Ausführungsbeispiel von 17 ist die Referenzelektrode 1702 zwischen der vierten Berührungsfläche 1726 mit den Nummern [7-8] und der fünften Berührungsfläche 1728 mit den Nummern [9-0] dargestellt.
Zugehörig zu der Berührungssensoranordnung aus 17 stellt 18 ein Flussdiagramm eines Algorithmus mit der zwischen der vierten Berührungsfläche 1726 und der fünften Berührungsfläche 1728 gelagerten Referenzelektrode 1702 dar. Viele der Operationen des Algorithmus aus 18 sind ähnlich zu 16 und sind deshalb gleich benannt. Deshalb wurden wiederholende Erklärungen aus Klarheitsgründen weggelassen. Der Hauptunterschied beim Vergleichen der Operation 1800 zu der Operation 1600 ist, dass die Operation 1800 ein Referenzsignal von der Referenzelektrode 1702 für zwei bestimmte Berührungsflächen (die vierte Berührungsfläche 1726 und fünfte Berührungsfläche 1728) und für eine bestimmte Türverriegelungsfunktion verwendet, im Vergleich zu den allgemeinen Berührungsflächen und einer allgemeinen Funktion der Operationen 1600.
Wenn alle drei Signale zugehörig zu der vierten Berührungsfläche 1726, der fünften Berührungsfläche 1728 und der Referenzelektrode 1702 für einen bestimmten Zeitraum t1 unterhalb einer negativen Erkennungsschwelle sind, dann schließen die Türen nicht 1818, und das System wartet, bis die Signale zugehörig zu der vierten Berührungsfläche 1726, der fünften Berührungsfläche 1728 und der Referenzelektrode 1702 zu einem Ruhezustand ("low state") zurückkehren. Wenn das vierte Signal und das fünfte Signal für den bestimmten Zeitraum t1 unterhalb der negativen Erkennungsschwelle sind und das Referenzsignal nicht, dann wird der BCD-Wert in den Türschließcode 1816 geändert. Folglich schützt die Referenzelektrode 1702 und ihr zugehöriges Signal weiterhin vor einem unbeabsichtigten Ausführen eines mehrfachen Berührungsflächenbefehls, wie dem Türverriegelungsbefehl.
Unbeabsichtigte Betätigungen von Berührungsflächen und Fehlen einer tastbaren Rückmeldung für einen Benutzer sind Erwägungen beim Entwerfen von Berührungssensoranordnungen, die kapazitive Erkennungsschaltungen verwenden. Unbeabsichtigte Betätigungen von Berührungsflächen können vorkommen, wenn eine Person mit ihren Fingern über Berührungsflächen fährt, um eine bestimmte Berührungsfläche zu finden. Es ist wünschenswert, eine Aktivierung von Funktionen zugehörig zu den ungewünschten Berührungsflächen zu verhindern, während der Benutzer versucht, die gewünschte Berührungsfläche zu finden. Diese unbeabsichtigte Aktivierung kann wahrscheinlicher in Systemanwendungen vorkommen, bei denen mehrere Berührungsflächen nahe beieinander angeordnet sind. Bereitstellen einer tastbaren Rückmeldung für den Benutzer, die anzeigt, dass die Berührungsfläche ausgewählt wurde, kann in einigen Fällen wünschenswert sein.
19 stellt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, um bei der Nutzung von einer Berührungssensoranordnung mit einer kapazitiven Erkennungsschaltung ein unbeabsichtigtes Aktivieren von Berührungsflächen zu verhindern und eine fühlbare Rückmeldung für den Benutzer bereitzustellen. Der Fachmann erkennt sicherlich viele weitere Systemanwendungen. Das System von 19 umfasst Berührungssensoranordnungen 1980 und 1982, verbunden mit einem Lenkrad 1900 eines Fahrzeugs. Die rechte Berührungssensoranordnung 1982 kann eine erste Berührungsfläche 1950 für ein Telefon, eine zweite Berührungsfläche 1952 für ein Erhöhen der Radiolautstärke, eine dritte Berührungsfläche 1954 für ein Verringern der Radiolautstärke und eine vierte Berührungsfläche 1956 für den rechten Blinker des Fahrzeugs umfassen. Vorzugsweise kann die Sensorabdeckung 1902 der rechten Berührungssensoranordnung 1982 erhöhte Anteile über jeder Berührungsfläche 1950, 1952, 1954 und 1956 aufweisen. Der erhöhte Anteil der Sensorabdeckung 1902 kann die Form einer erhöhten Wölbung haben.
20 ist eine Querschnittsansicht der erhöhten Wölbung 1912 der Sensorabdeckung 1902 für die erste Berührungsfläche 1950. Der erhöhte Wölbungsteil 1912 der Sensorabdeckung 1902 kann eine Höhe d1 über dem Sensor 1906 des zugehörigen Berührungssensors für die Berührungsfläche 1950 haben. Wenn ein Benutzer mit seinen Fingern oder einem anderen Gegenstand über die erhöhte Wölbung fährt, sorgt die Höhe d1 der erhöhten Wölbung dafür, dass der Finger einen ausreichenden Abstand von dem Berührungssensor 1906 behält, um ein unbeabsichtigtes Aktivieren der Funktion der ersten Berührungsfläche 1950 zu verhindern.
21 stellt eine repräsentative Ansicht der erhöhten Wölbung 1912 aus 20 in einer gedrückten oder deformierten Position dar, wenn die erste Berührungsfläche 1950 die gewünschte und von dem Benutzer ausgewählte Berührungsfläche ist. Wenn ein Benutzer einen abwärts gerichteten Druck auf die erhöhte Wölbung 1912 anwendet, bricht die erhöhte Wölbung 1912 temporär ein, um das Aktivieren der Funktion der ersten Berührungsfläche 1950 zu erlauben. Wenn der Benutzer den Druck zurücknimmt, kann die erhöhte Wölbung 1912 in die Position aus 20 zurückkehren. Zusätzlich zur Erhöhung des Schutzes gegen eine unbeabsichtigte Betätigung von Berührungsflächen kann die erhöhte Wölbung 1912 vorteilhafterweise dem Benutzer ein tastbares Rückmeldung bereitstellen. Die erhöhte Wölbung 1912 kann zur Komponentenminimierung in die Sensorabdeckung 1902 integriert werden. Alternativ kann die erhöhte Wölbung 1912 als eine von der Sensorabdeckung 1902 separate Struktur bereitgestellt werden.
22 stellt eine Berührungsflächenkonsole 2200 mit einer Mehrzahl von Berührungsflächen für die Zahlen 1-9 dar. Jede Berührungsfläche kann einen zugehörigen Berührungssensor aufweisen, der sich unterhalb der Berührungsfläche befindet. Die Nähe der Berührungsflächen zueinander kann Ausgaben von Berührungssensoren, zugehörig zu ungewollten Berührungsflächen, verursachen, wenn der Benutzer sich zu einer gewollten Berührungsfläche bewegt. Wenn beispielsweise ein Benutzer Berührungsfläche 5 berühren möchte, könnte er jedoch vor Erreichen der Berührungsfläche 5 die Berührungsflächen 4 und 7 passieren. Ein Berührungssensor, zugehörig zu Nummern 4 und 7 könnte eine Änderung der Kapazität erkennen. Sogar, wenn ein Benutzer eine Berührungsfläche an dem äußeren Rand der Berührungsflächenkonsole 2200 berührt, beispielsweise an grenzend an Berührungsfläche Nr. 7, berührt, können andere Schaltungen, zugehörig zu anderen Berührungsflächen, eine fühlbare Änderung in der Kapazität anzeigen.
23 stellt Operationen 2300 von einem Algorithmus im Einklang mit einem anderen Ausführungsbeispiel dar, um bei unbeabsichtigten Betätigungen von Berührungsfeldern in Systemen, wie der Berührungsflächenkonsole aus 22, zu helfen. Operation 2302 kann die Änderung von Kapazitäten für Schaltungen, zugehörig zu allen Berührungsflächen, z. B. alle Berührungsflächenziffern 1-9 aus 22, überwachen. Operation 2304 kann analysieren, ob crosstalk auftritt. Crosstalk kann z. B. eine Änderung in der Kapazität von beliebigen zwei oder mehr kapazitiven Berührungserkennungsschaltungen sein. Wenn kein crosstalk vorliegt, wird kein Signal ausgegeben und die Operation 2300 überwacht weiterhin die Änderung der zu allen Berührungsflächen zugehörigen Kapazitäten. Wenn crosstalk vorhanden ist, wird das stärkste Signal bestimmt und die zu dem stärksten Signal zugehörige Funktion oder Ausgabe kann ausgeführt werden 2306. Beispielsweise können während der Berührung der gewünschten Berührungsfläche Nr. 5 einige der benachbarten Berührungsflächen eine zugehörige Schaltung haben, die eine höhere als die normale Kapazitätsänderung erkennen. Die Änderung der Kapazität für diese Schaltungen könnte nicht so hoch wie die Änderung der Kapazität für die beabsichtigte Berührungsziffer 5 sein und hilft dadurch zu bestätigen, dass Berührungsflächenummer 5 die gewünschte Berührungsfläche ist.
24 stellt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit einer Berührungsflächenkonsole 2400, verbunden mit einem elektromechanischen Schalter 2404 dar. In dem Ausführungsbeispiel von 24 würde ein Benutzer eine Auswahl von einer der Berührungsflächen für die Nummern 1 bis 9 mit Hilfe der Berührungskonsole 2400 treffen. Die Berührungsflächenkonsole 2400 kann z. B. eine hörbare oder sichtbare Rückmeldung für den Benutzer bereitstellen, um die ausgewählte Berührungsfläche anzuzeigen. Wenn die angezeigte ausgewählte Berührungsfläche wirklich die gewünschte Berührungsfläche ist, kann der Benutzer den elektromechanischen Schalter 2404 zur endgültigen Aktivierung der ausgewählten Berührungsfläche drücken. Der elektromechanische Schalter 2404 kann also andere Maßnahmen gegen unbeabsichtigte Schalteraktivierungen bereitstellen.
Zusammenfassend wird eine Berührungssensoranordnung bereitgestellt. Die Berührungssensoranordnung kann ein Gehäuse, eine Platine, ausgebildet zur zumindest teilweisen Aufnahme in dem Gehäuse, wenigstens einen Berührungssensor, verbunden mit der Platine, und eine Sensorabdeckung, ausgebildet zur wenigstens teilweisen Aufnahme in dem Gehäuse, wobei die Platine zwischen dem Gehäuse und der Sensorabdeckung gelagert ist, umfassen. Die Sensorabdeckung umfasst eine grafische Anzeige der Berührungsfläche, zugehörig zu dem wenigstens einen Berührungssensor. Das Gehäuse umfasst ein Verbindungsmerkmal zum Verbinden mit einem entsprechenden Merkmal an einer Rückseite einer Gehäuseabdeckung, zum Bereitstellen eines im Wesentlichen wasserdichten, Hohlraums zum Einschließen der Platine und der Sensorabdeckung zwischen dem Gehäuse und der Gehäuseabdeckung.
Nach einem anderen Gesichtspunkt wird eine Berührungssensoranordnung umfassend einen Berührungssensor, ausgebildet zum Bereitstellen einer Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit einer Berührungsfläche, und einem erhöhten Wölbungsteil, positioniert über der Berührungsfläche, bereitgestellt. Die erhöhte Wölbung kann so ausgebildet sein, dass sie eine tastbare Rückmeldung für den Benutzer bereitstellt, wenn der Benutzer die erhöhte Wölbung niederdrückt.
Nach einem anderen Gesichtspunkt wird eine Berührungssensoranordnung umfassend einen Berührungssensor, ausgebildet zum Bereitstellen einer Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit einer Berührungsfläche, einer Sensorabdeckung, ausgebildet zum wenigstens teilweisen Bedecken des Berührungssensors, wobei die Sensorabdeckung eine grafische Anzeige zum kenntlich machen einer Lage der Berührungsfläche umfasst, und wenigstens einen Leiter zum Verbinden der Sensorabdeckung mit dem Berührungssensor.
Nach einem anderen Gesichtspunkt wird eine Berührungssensoranordnung umfassend einen Berührungssensor, ausgebildet zum Bereitstellen einer Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit einer Berührungsfläche, einer Sensorabde ckung, ausgebildet zum wenigstens teilweisen Bedecken des Berührungssensors, und umfassend eine grafische Anzeige zum kenntlich machen einer Lage der Berührungsfläche, einer Steuerung und eine Leuchtdiode (LED). Die LED ist zum Beleuchten wenigstens eines Teils der Berührungsfläche und zum Fühlen eines Umgebungshelligkeitsniveaus an der Berührungsfläche ausgebildet. Die Steuerung ist ausgebildet zum Steuern eines Beleuchtungsniveaus, dass von der LED als Antwort auf das gefühlte Umgebungshelligkeitsniveaus bereitgestellt wird.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Verfahren zur Überwachung einer Mehrzahl von Berührungsflächen von einer Berührungssensoranordnung bereitgestellt. Das Verfahren kann umfassen: Identifizieren eines ersten Signals aus einer Mehrzahl von Signalen, welches ein Schwellenniveau für einen ersten Zeitraum überschreitet, wobei jedes einzelne der Mehrzahl der Signale einer anderen aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, wobei das erste Signal einer ersten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht; Bereitstellen eines ersten Ausgabesignals, zugehörig zu dem ersten Signal; Identifizieren eines zweiten Signals aus der Mehrzahl der Signale, dass das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet, wobei das zweite Signal einer zweiten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht; und Ändern des ersten Ausgabesignals in ein zweites Ausgabesignal, zugehörig zu einem gleichzeitigen Berühren von der ersten Berührungsfläche und der zweiten Berührungsfläche, wenn kein anderes von der Mehrzahl der Signale das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt wird ein Verfahren zur Überwachung einer Mehrzahl von Berührungsflächen von einer Berührungssensoranordnung bereitgestellt. Das Verfahren kann umfassen: Identifizieren eines ersten Signals aus einer Mehrzahl von Signalen, welches ein Schwellenniveau für einen ersten Zeitraum überschreitet, wobei jedes einzelne der Mehrzahl der Signale einer anderen aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, wobei das erste Signal einer ersten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht; Bereitstellen eines ersten Ausgabesignals, zugehörig zu dem ersten Signal; Identifizieren eines zweiten Signals aus der Mehrzahl der Signale, dass das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet, wobei das zweite Signal einer zweiten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht; und Ändern des ersten Ausgabesignals in ein zweites Ausgabesignal, zugehörig zu einem gleichzeitigen Berühren von der ersten Berührungsfläche und der zweiten Berührungsfläche, wenn ein Referenzsignal, zugehörig zu einer Referenzelektrode nicht das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet.
Die Begriffe und Ausdrücke, die hierin verwendet wurden, dienen zur Beschreibung und nicht zur Einschränkung und es ist nicht beabsichtigt, durch die Verwendung der Begriffe und Ausdrücke Äquivalente zu den gezeigten und beschriebenen Merkmalen (oder Teilen davon) auszuschließen und es ist ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche möglich sind. Weitere Modifikationen, Variationen und Alternativen sind ebenfalls möglich. Dementsprechend sind die Ansprüche gedacht, alle solchen Äquivalente mit abzudecken.
Zusammenfassung
Eine Berührungssensoranordnung. Die Berührungssensoranordnung kann ein Gehäuse, wenigstens einen Berührungssensor und eine Sensorabdeckung umfassen. Die Sensorabdeckung kann eine Berührungsfläche, zugehörig zu jedem Berührungssensor kenntlich machen. Das Gehäuse kann einen wasserdichten Hohlraum für die Sensorabdeckung und den Berührungssensor ausbilden, wenn sie mit einer Gehäuseabdeckung verbunden sind. Eine erhöhte Wölbung kann zum Bereitstellen einer tastbaren Rückmeldung vorgesehen sein, beispielsweise auf der Sensorabdeckung oder einem anderen Element. LED's können zum Beleuchten der Berührungsflächen und/oder Fühlen einer Umgebungshelligkeit vorgesehen sein. Eine Steuerung kann das Beleuchtungsniveau der LED's als Antwort auf die gefühlte Umgebungshelligkeit steuern. Unterdrückungsalgorithmen für benachbarte Taster werden ebenfalls bereitgestellt.

Claims

Berührungssensoranordnung umfassend: ein Gehäuse, eine Platine, ausgebildet zur zumindest teilweisen Aufnahme in dem Gehäuse, wenigstens einen Berührungssensor, verbunden mit der Platine, und eine Sensorabdeckung, ausgebildet zur wenigstens teilweisen Aufnahme in dem Gehäuse, wobei die Platine zwischen dem Gehäuse und der Sensorabdeckung gelagert ist, wobei die Sensorabdeckung eine grafische Anzeige der Berührungsfläche umfasst, zugehörig zu dem wenigstens einen Berührungssensor, wobei das Gehäuse ein Verbindungsmerkmal zum Verbinden mit einem entsprechenden Merkmal an einer Rückseite einer Gehäuseabdeckung umfasst, um einen im Wesentlichen wasserdichten Hohlraum zum Einschließen der Platine und der Sensorabdeckung zwischen dem Gehäuse und der Gehäuseabdeckung auszubilden.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungsmerkmal eine Nut entlang eines Randes des Gehäuses umfasst, und wobei das Verbindungsmerkmal der Gehäuseabdeckung einen Vorsprung umfasst, wobei die Nut zur Aufnahme des Vorsprungs ausgebildet ist, um den im Wesentlichen wasserdichten Hohlraum auszubilden.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 2, wobei der Vorsprung eine aufrecht stehende Wand mit geschlossener Geometrie umfasst.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 2, wobei ein Kleber zumindest teilweise innerhalb der Nut verteilt ist.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung weiterhin wenigstens eine Leuchtdiode (LED), montiert an der unteren Oberfläche der Platine, umfasst und zur Beleuchtung der Berührungsfläche ausgebildet ist.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung eine Mehrzahl von Berührungssensoren, verbunden mit der Platine, und eine Mehrzahl von grafischen Anzeigern umfasst, wobei jeder der grafischen Anzeiger einem der Berührungssensoren zugehörig ist, wobei die Anordnung weiterhin eine Mehrzahl von Leuchtdioden (LED's), angebracht an der unteren Oberfläche der Platine, umfasst, wobei jede der LED's zum Beleuchten einer der zugehörigen Berührungsflächen ausgebildet ist.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 1, wobei der grafische Anzeiger auf einem erhöhten Wölbungsteil der Sensorabdeckung bereitgestellt ist, wobei der erhöhte Wölbungsteil über dem Berührungssensor der Anordnung aus Platine und Sensorabdeckung in dem Gehäuse angeordnet ist.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 1, wobei der Berührungssensor eine kapazitive Schaltung, ausgebildet zum Bereitstellen einer kapazitiven Antwort beim Berühren der Berührungsfläche umfasst.
Berührungssensoranordnung umfassend: einen Berührungssensor, ausgebildet zum Bereitstellen einer Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit einer Berührungsfläche, und einem erhöhten Wölbungsteil, positioniert über der Berührungsfläche, wobei die erhöhte Wölbung zum Bereitstellen einer tastbaren Rückmeldung für den Benutzer ausgebildet ist, wenn der Benutzer die erhöhte Wölbung niederdrückt.
Berührungssensor nach Anspruch 9, wobei die erhöhte Wölbung eine Höhe über dem Berührungssensor hat, die groß genug ist, dass der Berührungssensor die Ausgabe nicht bereitstellt, bis sie zum Berühren des Berühungssensors niedergedrückt ist.
Berührungssensor nach Anspruch 9, wobei der Berührungssensor auf einer Platine angeordnet ist und die erhöhte Wölbung in einer Sensorabde ckung, umfassend eine grafische Anzeige der Berührungsfläche, bereitgestellt ist.
Berührungssensor nach Anspruch 11, wobei eine grafische Anzeige auf der erhöhten Wölbung angeordnet ist.
Berührungssensoranordnung umfassend: einen Berührungssensor, ausgebildet zum Bereitstellen einer Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit einer Berührungsfläche, eine Sensorabdeckung, ausgebildet zum wenigstens teilweisen Bedecken des Berührungssensors, wobei die Sensorabdeckung eine grafische Anzeige zum kenntlich machen einer Position der Berührungsfläche umfasst, und wenigstens einen Leiter, zum Verbinden der Sensorabdeckung mit dem Berührungssensor.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 13, weiter umfassend wenigstens eine Leuchtdiode (LED), ausgebildet zum Beleuchten der Berührungsfläche, wobei die Sensorabdeckung eine untere Oberfläche, beabstandet von einer Leuchtoberfläche der LED aufweist, wobei der Abstand so gewählt ist, dass die LED eine gewünschte Beleuchtungsflächenabdeckung auf der Berührungsfläche bereitstellt.
Berührungssensor nach Anspruch 14, wobei der Berührungssensor mit der Platine verbunden ist und wobei die LED mit der unteren Oberfläche der Platine verbunden ist.
Berührungssensoranordnung umfassend: einen Berührungssensor, ausgebildet zum Bereitstellen einer Ausgabe als Antwort auf eine Berührung mit der Berührungsfläche, eine Sensorabdeckung, ausgebildet zum wenigstens teilweisen Bedecken des Berührungssensors und umfassend eine grafische Anzeige, zum kenntlich machen einer Lage der Berührungsfläche, eine Steuerung, und eine Leuchtdiode (LED), ausgebildet zum Beleuchten wenigstens eines Teils der Berührungsfläche, und zum Fühlen eines Umgebungshelligkeitsniveaus an der Berührungsfläche, wobei die Steuerung zum Steuern eines Beleuchtungsniveaus, dass von der LED als Antwort auf das gefühlte Umgebungshelligkeitsniveau bereitgestellt wird.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 16, wobei das von der LED bereitgestellte Beleuchtungsniveau ein erstes Beleuchtungsniveau für ein erstes Umgebungslichtniveau und ein zweites Beleuchtungsniveau für ein zweites Umgebungslichtniveau ist, wobei das erste Umgebungslichtniveau größer als das zweite Umgebungslichtniveau ist und das erste Beleuchtungsniveau größer als das zweite Beleuchtungsniveau ist.
Berührungssensoranordnung nach Anspruch 16, wobei der Berührungssensor mit der Platine verbunden ist, und wobei die LED mit der unteren Oberfläche der Platine verbunden ist.
Verfahren zur Überwachung einer Mehrzahl von Berührungsflächen einer Berührungssensoranordnung, umfassend Identifizieren eines ersten Signals aus einer Mehrzahl von Signalen, welches ein Schwellenniveau für einen ersten Zeitraum überschreitet, wobei jedes einzelne der Mehrzahl der Signale einer anderen aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, wobei das erste Signal einer ersten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, Bereitstellen eines ersten Ausgabesignals, zugehörig zu dem ersten Signal, Identifizieren eines zweiten Signals aus der Mehrzahl der Signale, dass das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet, wobei das zweite Signal einer zweiten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, und Ändern des ersten Ausgabesignals in ein zweites Ausgabesignal, zugehörig zu einem gleichzeitigen Berühren von der ersten Berührungsfläche und der zweiten Berührungsfläche, wenn kein anderes von der Mehrzahl der Signale das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet.
Verfahren zur Überwachung einer Mehrzahl von Berührungsflächen einer Berührungssensoranordnung, umfassend Identifizieren eines ersten Signals aus einer Mehrzahl von Signalen, welches ein Schwellenniveau für einen ersten Zeitraum überschreitet, wobei jedes einzelne der Mehrzahl der Signale einer anderen aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, wobei das erste Signal einer ersten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, Bereitstellen eines ersten Ausgabesignals, zugehörig zu dem ersten Signal, Identifizieren eines zweiten Signals aus der Mehrzahl der Signale, dass das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet, wobei das zweite Signal einer zweiten Berührungsfläche aus der Mehrzahl der Berührungsflächen entspricht, und Ändern des ersten Ausgabesignals in ein zweites Ausgabesignal, zugehörig zu einem gleichzeitigen Berühren von der ersten Berührungsfläche und der zweiten Berührungsfläche, wenn ein Referenzsignal, zugehörig zu einer Referenzelektrode nicht das Schwellenniveau für den ersten Zeitraum überschreitet.