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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 17. November 2017 eingereichten vorläufigen
US-Anmeldung Nr. 62/588,148 mit dem Titel „System and Methods for Infusion Range Sensor“, deren Inhalt hiermit durch Verweis in dieser Anmeldung mit aufgenommen ist. Sie bezieht sich auf die am 1. Dezember 2016 eingereichte vorläufige
US-Patentanmeldung Nr. 62/428,862 mit dem Titel „Signal Injection to Enhance Appendage Detection and Characterization“, eingereicht am 1. Dezember 2016; und die am 20. März 2017 eingereichte vorläufige
US-Patentanmeldung Nr. 62/473,908 mit dem Titel „Hand Sensing Controller“; und die vorläufige
US-Patentanmeldung Nr. 62/488,753 mit dem Titel „Heterogene Sensorapparate und -Verfahren“, eingereicht am 22. April 2017, wobei der jeweilige Inhalt aller oben genannten Anmeldungen hiermit durch Verweis in der vorliegenden Anmeldung mit aufgenommen sind.
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Bereich der Erfindung
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Das offenbarte System und die Verfahren betreffen im Allgemeinen den Bereich der Sensorik, und insbesondere einen Infusionssensor zum Messen eines Bereiches.
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Figurenliste
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Die vorstehenden und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der folgenden genaueren Beschreibung der Ausführungsformen, wie sie in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, wobei sich die Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten auf dieselben Teile beziehen. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei der Schwerpunkt vielmehr auf der Veranschaulichung der Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen liegt.
- 1 zeigt ein beispielhaftes System, das eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einer Hand in einer ersten Position illustriert.
- 2 ist eine weitere Ansicht des in 1 gezeigten Systems, mit der Hand in einer anderen Position.
- 3 ist eine weitere Ansicht des in 1 gezeigten Systems, mit der Hand in einer anderen Position.
- 4 ist eine weitere Ansicht des in 1 gezeigten Systems.
- 5 ist eine schematische Darstellung eines Leiters, der in Verbindung mit der in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform verwendet wird.
- 6 ist eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung, die in Verbindung mit der in 6 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 7 ist eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 8 ist eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 9 ist eine weitere schematische Darstellung der in 8 gezeigten Leiteranordnung, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 10 ist eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 11 ist eine weitere schematische Darstellung der in 10 gezeigten Leiteranordnung, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 12 ist eine schematische Darstellung eines Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 13 ist eine schematische Darstellung einer Leiteranordnung, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 14 ist eine schematische Darstellung eines Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 15 ist eine schematische Darstellung eines Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 16 ist eine schematische Darstellung eines Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 17 ist eine weitere schematische Darstellung des in 16 gezeigten Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 18 ist eine schematische Ansicht eines Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
- 19 ist eine schematische Darstellung eines Leiters, der in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendbar ist.
- 20 ist eine Darstellung von zwei Ableitungen von Infusionssignaldaten.
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Detaillierte Beschreibung
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Die vorliegende Anmeldung betrachtet verschiedene Ausführungsformen von Sensoren, die zum Erfassen eines Signalinfusionsbereiches entwickelt wurden. Die Sensorkonfigurationen sind für die Verwendung mit frequenzorthogonalen Signaltechniken geeignet (siehe z.B.
US 9,019,224 und
US 9,529,476 sowie
US 9,811,214 , die hiermit alle durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen sind). Die hierin diskutierten Sensorkonfigurationen können mit anderen Signaltechniken verwendet werden, einschließlich Abtast- oder Zeitunterteilungsverfahren und/oder Code-Unterteilungsverfahren.
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Die gegenwärtig offenbarten Systeme und Verfahren beinhalten Prinzipien, die sich beziehen auf und geeignet sind für den Entwurf, die Herstellung und die Verwendung von Sensoren auf kapazitiver Basis, und insbesondere Sensoren auf kapazitiver Basis, die ein auf orthogonaler Signalübertragung basierendes Multiplexschema verwenden, wie z.B., aber nicht nur, Frequenzmultiplex (FDM), Codemultiplex (CDM) oder eine hybride Modulationstechnik, die sowohl FDM- als auch CDM-Verfahren kombiniert. Verweise auf Frequenzen hierin könnten sich auch auf andere orthogonale Signalgrundlagen beziehen. Somit enthält die vorliegende Anmeldung durch Verweis den Inhalt der früheren
US-Anmeldung 9,019,224 der Anmelderin mit dem Titel „Low-Latency Touch Sensitive Device“ und den Inhalt der
US-Anmeldung 9,158,411 mit dem Titel „Fast Multi-Touch Processing“.
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Diese Anmeldungen offenbaren FDM-, CDM- oder FDM/CDM-Hybrid-Touchsensoren, die in Verbindung mit den derzeit veröffentlichten Sensoren verwendet werden können. Bei solchen Sensoren werden Interaktionen erfasst, wenn ein Signal aus einer Reihe mit einer Spalte gekoppelt (erhöht) oder entkoppelt (verringert) wird und das Ergebnis auf dieser Spalte empfangen wird. Durch sequentielles Anregen der Reihen und Messen der Kopplung des Anregungssignals an den Spalten kann eine Heatmap erstellt werden, die Kapazitätsänderungen und damit die Nähe widerspiegelt.
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Die vorliegende Anmeldung verwendet auch Prinzipien, die in schnellen Multi-TouchSensoren und anderen Schnittstellen verwendet werden, die in folgenden Anmeldungen offenbart sind:
US 9,933,880 ;
US 9,019,224 ;
US 9,811,214 ;
US 9,804,721 ;
US 9,710,113 ; und
US 9,158,411 . Kenntnis der Offenbarungen, Konzepte und Nomenklatur dieser Patentanmeldungen wird angenommen. Die gesamte Offenbarung dieser Patentanmeldungen und der darin durch Verweis aufgenommenen Anmeldungen ist hierin durch Verweis mit aufgenommen. Die vorliegende Anmeldung verwendet auch Prinzipien, die in schnellen Multitouch-Sensoren und anderen in den folgenden Patentdokumenten offenbarten Schnittstellen verwendet werden:
US 15/162,240 ;
US 15/690,234 ;
US 15/195,675 ;
US 15/200,642 ;
US 15/821,677 ;
US 15/904,953 ;
US 15/905,465 ;
US 15/943,221 ;
US 62/540,458 ,
US 62/575,005 ,
US 62/621,117 ,
US 62/619,656 und PCT-Veröffentlichung
PCT/US2017/050547 , wobei Kenntnis der Offenbarungen, Konzepte und Nomenklatur dieser Patentdokumente angenommen wird. Die gesamte Offenbarung dieser Anmeldungen und die darin durch Verweis aufgenommenen Anmeldungen sind hier durch Verweis mit aufgenommen.
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Wie hierin verwendet und insbesondere innerhalb der Ansprüche sollen Ordnungsbegriffe wie erster und zweiter nicht an und für sich Sequenz, Zeit oder Eindeutigkeit implizieren, sondern dienen vielmehr dazu, ein beanspruchtes Konstrukt von einem anderen zu unterscheiden. Bei einigen Verwendungen, bei denen der Kontext es vorschreibt, können diese Begriffe implizieren, dass „der erste“ und „der zweite“ eindeutig sind. Wenn zum Beispiel ein Ereignis zu einem ersten Zeitpunkt und ein anderes Ereignis zu einem zweiten Zeitpunkt eintritt, ist nicht beabsichtigt, dass der erste Zeitpunkt vor dem zweiten Zeitpunkt, nach dem zweiten Zeitpunkt oder gleichzeitig mit dem zweiten Zeitpunkt eintritt. Wenn jedoch die weitere Einschränkung, dass der zweite Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt eintritt, im Anspruch definiert ist, würde der Kontext erfordern, dass der erste Zeitpunkt und der zweite Zeitpunkt als eindeutige Zeitpunkte „gelesen“ werden müssten. In ähnlicher Weise sollen Ordnungsbegriffe, wenn der Kontext dies vorschreibt oder zulässt, weit ausgelegt werden, so dass die beiden identifizierten Anspruchskonstrukte dasselbe Merkmal oder ein unterschiedliches Merkmal aufweisen können. So könnten z.B. eine erste und eine zweite Frequenz, ohne weitere Einschränkung, die gleiche Frequenz sein, z.B. die erste Frequenz 10 MHz und die zweite Frequenz 10 MHz; oder es könnten verschiedene Frequenzen sein, z.B. die erste Frequenz 10 MHz und die zweite Frequenz 11 MHz. Der Kontext kann etwas anderes vorschreiben, z.B. wenn eine erste und eine zweite Frequenz weiter darauf beschränkt sind, frequenzorthogonal zueinander zu sein; in diesem Fall könnten sie nicht die gleiche Frequenz sein.
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Bestimmte Prinzipien eines schnellen Multitouch-(FMT) Sensors sind in den oben diskutierten Patentanmeldungen offenbart worden. Orthogonale Signale werden in eine Mehrzahl von Sendeleitern (oder Antennen) übertragen, und die Informationen werden von Empfängern empfangen, die an eine Mehrzahl von Empfangsleitern (oder Antennen) angeschlossen sind; das Signal wird dann von einem Signalprozessor analysiert, um Berührungsereignisse zu identifizieren. Die Sende- und Empfangsleiter können in einer Mehrzahl von Konfigurationen organisiert sein, einschließlich z.B. einer Matrix, in der die Kreuzungspunkte Knotenpunkte bilden, wobei Interaktionen an diesen Knotenpunkten durch Verarbeitung der empfangenen Signale erkannt werden. In einer Ausführungsform, in der die orthogonalen Signale frequenzmäßig orthogonal sind, ist der Abstand zwischen den orthogonalen Frequenzen Δf wenigstens der Kehrwert der Messperiode τ, wobei die Messperiode τ gleich der Periode ist, während der die Spalten abgetastet werden. So kann in einer Ausführungsform eine Spalte für eine Millisekunde (τ) gemessen werden, wobei der Frequenzabstand (Δf) 1 kHz beträgt (d.h. Δf = 1/τ).
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In einer Ausführungsform ist der Signalprozessor einer integrierten Schaltung mit gemischten Signalen (oder einer nachgeschalteten Komponente oder Software) so ausgebildet, dass er wenigstens einen Wert bestimmt, der jedes zu einer Reihe übertragene frequenzorthogonale Signal repräsentiert. In einer Ausführungsform führt der Signalprozessor der integrierten Schaltung mit gemischten Signalen (oder einer nachgeschalteten Komponente oder Software) eine Fourier-Transformation an empfangenen Signalen durch. In einer Ausführungsform ist die integrierte Mischsignalschaltung so ausgebildet, dass sie empfangene Signale digitalisiert. In einer Ausführungsform ist die integrierte Mischsignalschaltung (oder eine nachgeschaltete Komponente oder Software) so ausgebildet, dass sie empfangene Signale digitalisiert und eine diskrete Fourier-Transformation (DFT) an den digitalisierten Informationen durchführt. In einer Ausführungsform ist die integrierte Mischsignalschaltung (oder eine nachgeschaltete Komponente oder Software) so ausgelegt, dass sie empfangene Signale digitalisiert und eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) an den digitalisierten Informationen durchführt, wobei eine FFT eine Art diskrete Fourier-Transformation ist.
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Für einen Fachmann wird es angesichts dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass eine DFT, im Wesentlichen, die Sequenz von digitalen Abtastwerten (z.B. Fenster), die während einer Abtastperiode (z.B. Integrationsperiode) genommen werden, so behandelt, als ob sie sich wiederholt. Infolgedessen können Signale, die keine Mittenfrequenzen sind (d.h. keine ganzzahligen Vielfachen des Kehrwerts der Integrationsperiode (der Kehrwert definiert den minimalen Frequenzabstand)), relativ nominale, aber unbeabsichtigte Folgen haben, indem sie kleine Werte in andere DFT-Bins einbringen. Daher wird es auch für einen Fachmann angesichts dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass der Begriff orthogonal, wie er hier verwendet wird, durch solch kleine Beiträge nicht „verletzt“ wird. Mit anderen Worten, so wie hier der Begriff „frequenzorthogonal“ verwendet ist, werden zwei Signale als frequenzorthogonal betrachtet, wenn im Wesentlichen der gesamte Beitrag des einen Signals zu den DFT-Bins zu unterschiedlichen DFT-Bins gemacht wird, als im Wesentlichen der gesamte Beitrag des anderen Signals.
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In einer Ausführungsform werden empfangene Signale mit wenigstens 1 MHz abgetastet. In einer Ausführungsform werden die empfangenen Signale mit wenigstens 2 MHz abgetastet. In einer Ausführungsform werden die empfangenen Signale mit 4 MHz abgetastet. In einer Ausführungsform werden empfangene Signale mit 4.096 MHz abgetastet. In einer Ausführungsform werden die empfangenen Signale mit mehr als 4 MHz abgetastet.
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Um eine kHz-Abtastung zu erreichen, können z.B. 4096 Abtastwerte bei 4.096 MHz genommen werden. In einer solchen Ausführungsform beträgt die Integrationsperiode 1 Millisekunde, was unter der Bedingung, dass der Frequenzabstand größer oder gleich dem Kehrwert der Integrationsperiode ist, einen minimalen Frequenzabstand von 1 KHz ergibt. (Für einen Fachmann wird es angesichts dieser Offenbarung offensichtlich sein, dass die Entnahme von 4096 Abtastwerten bei z.B. 4 MHz eine Integrationsperiode von etwas mehr als einer Millisekunde ergeben würde, ohne dass eine kHz-Abtastung und ein Mindestfrequenzabstand von 976,5625 Hz erreicht wird). In einer Ausführungsform ist der Frequenzabstand gleich dem Kehrwert der Integrationsperiode. In einer solchen Ausführungsform sollte die maximale Frequenz eines frequenzorthogonalen Signalbereichs weniger als 2 MHz betragen. In einer solchen Ausführungsform sollte die praktische Maximalfrequenz eines frequenzorthogonalen Signalbereichs weniger als etwa 40% der Abtastrate oder etwa 1,6 MHz betragen. In einer Ausführungsform wird eine DFT (die eine FFT sein könnte) verwendet, um die digitalisierten empfangenen Signale in Informationsbins zu transformieren, von denen jedes die Frequenz eines übertragenen frequenzorthogonalen Signals widerspiegelt, das möglicherweise von der Sendeantenne 130 übertragen wurde. In einer Ausführungsform entsprechen 2048 Bins Frequenzen von 1 KHz bis etwa 2 MHz. Angesichts dieser Offenbarung wird es für einen Fachmann offensichtlich sein, dass diese Beispiele nur der Erläuterung dienen. Je nach den Erfordernissen eines Systems und unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Einschränkungen kann die Abtastrate erhöht oder verringert, die Integrationsperiode angepasst, der Frequenzbereich angepasst werden usw.
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In einer Ausführungsform umfasst ein DFT-Ausgang (der eine FFT sein kann) für jedes frequenzorthogonale Signal, das übertragen wird, ein Bin. In einer Ausführungsform besteht jedes DFT-Bin (das eine FFT sein kann) aus einer gleichphasigen (I) und einer Quadraturkomponente (Q). In einer Ausführungsform wird die Summe der Quadrate der I- und Q-Komponenten als Maß verwendet, das der Signalstärke für dieses Bin entspricht. In einer Ausführungsform wird die Quadratwurzel der Summe der Quadrate der I- und Q-Komponenten als Maß verwendet, das der Signalstärke für dieses Bin entspricht. Angesichts dieser Offenbarung wird es für den Fachmann offensichtlich sein, dass ein Maß, das der Signalstärke für ein Bin entspricht, als Maß für die biometrische Aktivität verwendet werden könnte. Mit anderen Worten, das Maß, das der Signalstärke in einem bestimmten Bin entspricht, würde sich als Folge einer bestimmten Aktivität ändern.
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Im Allgemeinen bezieht sich, wie der Begriff hier verwendet wird, die Injektion oder Infusion auf den Prozess der Übertragung von Signalen an den Körper eines Subjekts bzw. Probanden, wodurch der Körper (oder Teile des Körpers) effektiv zu einer aktiven Übertragungsquelle des Signals wird. Bei einer Ausführungsform wird ein elektrisches Signal in die Hand (oder einen anderen Teil des Körpers) injiziert, wobei dieses Signal von einem Sensor selbst dann erfasst werden kann, wenn die Hand (oder die Finger oder ein anderer Teil des Körpers) nicht in direktem Kontakt mit der Berührungsfläche des Sensors ist. Auf diese Weise können bis zu einem gewissen Grad die Nähe und Ausrichtung der Hand (oder des Fingers oder eines anderen Körperteils) relativ zu einer Oberfläche bestimmt werden. In einer Ausführungsform werden Signale vom Körper getragen (z.B. geleitet), und können, je nach den beteiligten Frequenzen, nahe der Oberfläche oder auch unter der Oberfläche übertragen werden. In einer Ausführungsform können bei der Frequenzinfusion Frequenzen von wenigstens dem KHz-Bereich verwendet werden. In einer Ausführungsform können bei der Frequenzinfusion Frequenzen im MHz-Bereich verwendet werden. Um die Infusion in Verbindung mit der FMT wie oben beschrieben zu verwenden, kann in einer Ausführungsform ein Infusionssignal so gewählt werden, dass es orthogonal zu den Antriebssignalen liegt, so dass es zusätzlich zu den anderen Signalen auf den Sensorleitungen gesehen werden kann.
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Die hier diskutierten Sensorvorrichtungen verwenden Sende- und Empfangsantennen (hier auch als Leiter bezeichnet). Es sollte jedoch verstanden werden, dass es vom Kontext und der Ausführungsform abhängt, ob die Sendeantennen oder Empfangsantennen als Sender, Empfänger oder beides funktionieren. In einer Ausführungsform sind die Sender und Empfänger für jegliche Kombination von Mustern operativ mit einer einzigen integrierten Schaltung verbunden, die in der Lage ist, die erforderlichen Signale zu senden und zu empfangen. In einer Ausführungsform sind die Sender und Empfänger jeweils operativ mit einem unterschiedlichen integrierten Schaltkreis verbunden, der in der Lage ist, die erforderlichen Signale zu senden bzw. zu empfangen. In einer Ausführungsform können die Sender und Empfänger für eine jegliche Kombination der Muster operativ mit einer Gruppe von integrierten Schaltungen verbunden sein, die jeweils in der Lage sind, die erforderlichen Signale zu senden und zu empfangen, und dabei zusammen Informationen teilen, die für eine solche Mehrfach-IC-Konfiguration erforderlich sind. In einer Ausführung, wo es die Kapazität der integrierten Schaltung (d.h. die Anzahl der Sende- und Empfangskanäle) und die Anforderungen der Muster (d.h. die Anzahl der Sende- und Empfangskanäle) erlauben, werden alle Sender und Empfänger für alle von einem Steuergerät verwendeten Mehrfachmuster von einer gemeinsamen integrierten Schaltung oder von einer Gruppe integrierter Schaltungen betrieben, die untereinander kommunizieren. In einer Ausführungsform, wo die Anzahl der Sende- oder Empfangskanäle die Verwendung mehrerer integrierter Schaltungen erfordert, sind die Informationen von jeder Schaltung in einem separaten System kombiniert. In einer Ausführungsform besteht das separate System aus einem Grafikprozessor (GPU) und Software zur Signalverarbeitung.
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Signalinfusion (auch bekannt als Signalinjektion) kann zur Verbesserung der Erfassung und Charakterisierung von Anhängseln verwendet werden. Siehe z.B. die am 1. Dezember 2016 eingereichte Patentanmeldung
US 62/428,862 . Signalinjektion kann auch mit kapazitiver Abtastung kombiniert werden, um mehr Signal und damit eine bessere Verfolgung, z.B. bei Berührung („Touch“), zu ermöglichen. Siehe z.B:
US 62/473,908 mit dem Titel „Hand Sensing Controller“, eingereicht am 20. März 2017; und
US 62/488,753 mit dem Titel „Heterogeneous Sensing Apparatus and Methods“, eingereicht am 22. April 2017. Die Inhalte der oben genannten Druckschriften ist hier durch Verweis mit aufgenommen.
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Die Signalinfusion kann zur Erfassung von Objekten in einer Mehrzahl von Entfernungen innerhalb des Arbeitsbereichs des Sensors eingesetzt werden. In einer Ausführungsform kann die Signalinfusion zur Erfassung von Objekten in Entfernungen von bis zu und mehr als 1 cm vom Sensor eingesetzt werden. In einer Ausführungsform wird die Signalinfusion zur Erfassung von Objekten in Entfernungen von bis zu und mehr als 5 cm vom Sensor eingesetzt. In einer Ausführungsform wird die Signalinfusion zur Erfassung von Objekten in Entfernungen von bis zu und mehr als 10 cm vom Sensor eingesetzt. In einer Ausführungsform wird die Signalinfusion zur Erfassung von Objekten in Entfernungen von bis zu und über 25 cm eingesetzt. Wie im Folgenden erläutert, wird die Signalinfusion in Versuchen zur Erfassung von Objekten in Entfernungen bis einschließlich 256 mm eingesetzt.
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Es wurde nun festgestellt, wie weiter unten weiter ausgeführt ist, dass in einer Ausführungsform zusätzlich zur Objekterkennung ein Sensor die Infusion verwenden kann, um die Entfernung eines Objekts vom Sensor zu messen. Der Abstand kann bis in einen nutzbaren Bereich des Sensors gemessen werden. In einer Ausführungsform kann ein Infusionssensor eine Mehrzahl von Sensorelementen, wie z.B. Leiter oder Antennen, umfassen, die jeweils dazu verwendet werden können, den Abstand eines Objekts vom Sensor innerhalb des Nutzbereichs des Sensors zu messen. Es sollte verstanden werden, dass die Begriffe Leiter und Antenne hier austauschbar verwendet werden können. In einer Ausführungsform können Daten von mehreren Antennen oder Leitern kombiniert werden, um den Ort und/oder Bereich oder sowohl den Ort als auch Bereich eines Objekts in Bezug auf einen Sensor zu bestimmen. In einer Ausführungsform ist die Abstandsabbildung von einer Antenne unter Verwendung einer kleinen Anzahl von Abtastwerten in einem bekannten Abstand vom Sensor berechnet. In einer Ausführungsform ist die Abstandsabbildung unter Verwendung von zwei Abtastwerten in einem bekannten Abstand vom Sensor berechnet.
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Mit Bezug auf 1 bis 5 ist ein beispielhaftes System dargestellt, das eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Ein Computer 200 ist mit einer Steuerplatine 202 verbunden, die aus einem Signalgenerator (nicht gezeigt) und einem Signalempfänger (nicht gezeigt) besteht. Der Signalgenerator ist über die Leitung 203 operativ mit einem Testsubjekt 205 verbunden. In einer Ausführungsform wird ein Elektrodenleiter 210 verwendet, um die Leitung 203 operativ mit dem Testsubjekt 205 zu verbinden. Der Elektrodenleiter 210 ist ein elektrisch leitfähiges Material, das in der Lage ist, ein Signal in das Testsubjekt 205 zu übertragen. Während auf einen Elektrodenleiter oder einfach eine Elektrode Bezug genommen wird, sollte verstanden werden, dass die Begriffe Elektrode oder Elektrodenleiter austauschbar mit Antenne oder Leiter verwendet werden können. Unter dem Finger 204 des Subjekts 203 ist eine Skala 208 abgebildet. Der Signalempfänger ist operativ mit einem Leiter 201 verbunden. Der Leiter 201 kann durch eine Oberfläche 206 geschützt sein.
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Der Leiter 201 kann verschiedene Formen und Größen haben. Im Allgemeinen erzeugen größere Leiter Empfänger von Signalen, die eine größere Kopplung erzeugen. In der abgebildeten Ausführung ist der Leiter 201 etwa 3,6 cm hoch und 1 cm breit. In einer Ausführungsform kann der Leiter eine Höhe von bis zu 1 m oder mehr und eine Breite von bis zu 10 cm oder mehr aufweisen. In einer Ausführungsform ist der Leiter viel kleiner, wobei keine Abmessung mehr als 1 cm beträgt. In einer Ausführung ist der Leiter viel kleiner mit Abmessungen von weniger als einigen Millimetern.
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Mit Bezug auf 12 kann ein im Allgemeinen runder oder ovaler Leiter 1200 für den in 1 bis 5 gezeigten linearen Leiter 201 eingesetzt werden. In einer Ausführung kann der Leiter 201 eine beliebige Größe haben, mit einem Durchmesser (oder einer größeren Abmessung im Falle einer ovalen Form) von z.B. 2 mm, 3 mm, 5 mm, 1 cm, 2 cm, 5 cm, oder er kann einen Durchmesser (oder eine größere Abmessung im Falle einer ovalen Form) haben, der größer oder kleiner als diese ist. Darüber hinaus muss ein im Allgemeinen runder oder ovaler Leiter keinen Mittelteil haben (d.h. kann wie ein Ring geformt sein), wobei der Ring eine Dicke von weniger als 1 mm oder weniger als einige Millimeter oder weniger als 1 cm haben kann. In einer Ausführungsform ist ein Leiter ein Ring mit einem Außendurchmesser (oder einer größeren Abmessung) von 1 cm und einem Innendurchmesser von 8 mm. In einer Ausführungsform ist ein Leiter ein Ring mit einem Außendurchmesser (oder einer größeren Abmessung) von 2 cm und einem Innendurchmesser von 17 mm. Der allgemein runde oder ovale Leiter, der in diesem Absatz beschrieben ist, ist hier manchmal als Spotsensor-Leiter bezeichnet.
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Mit Bezug auf 6 und 7 sind Abbildungen einer schematischen Darstellung von Leiteranordnungen mit den Leitern 600 und 700 gezeigt, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden können. In einer Ausführungsform enthält eine Steuerplatine (nicht dargestellt) Signalempfänger für jeden der Leiter, so dass von jedem Leiter separate Messungen vorgenommen werden. Die Verwendung von mehreren Leitern kann die Information verbessern. Für den Fachmann ist angesichts dieser Offenbarung offensichtlich, dass die Verwendung mehrerer Leiter mehrere Messungen ermöglicht, die zur Lokalisierung der Quelle dienen und somit mehr Informationen als nur den Bereich des Sensors aufweisen.
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In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator ein Signal. In einer Ausführungsform ist das Signal eine Sinuswelle. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator ein Signal, das sich einer Sinuswelle einer vorbestimmten Frequenz annähert, wobei sich aber das erzeugte Signal von den vorbestimmten Frequenzen unterscheidet, indem es mindestens ein Merkmal von den folgenden Merkmalen aufweist: Phasenrauschen, Frequenzvariation, harmonische Verzerrung und andere Unregelmäßigkeiten. Mit anderen Worten, es ist nicht notwendig, ein qualitativ hochwertiges Signal zu verwenden.
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In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine Mehrzahl von orthogonalen periodischen Signalen. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator zwei orthogonale periodische Signale. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator drei orthogonale periodische Signale. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine Mehrzahl von orthogonalen Signalen, eines für jeden Leiter. So würden beispielsweise in 6 zwei orthogonale Signale erzeugt, eines für jeden Leiter 600. In 7 würden drei orthogonale Signale erzeugt, eines für jeden Leiter 700. In einer Ausführungsform kann ein orthogonales Signal für jeden Leiter erzeugt werden, der in dem System verwendet wird.
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In einer Ausführungsform können ein oder mehrere Signale, die vom Signalgenerator für die Infusionsbereichserfassung erzeugt werden, bei jeder beliebigen Hochfrequenz erzeugt werden. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine oder mehrere Frequenzen zwischen 50 KHz und 1 MHz für die Bereichserfassung. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine oder mehrere Frequenzen bis zu 5 MHz für die Bereichserfassung. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine oder mehrere Frequenzen bis zu 3 GHz für die Bereichserfassung. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine oder mehrere Frequenzen zwischen 10 KHz und 2,5 GHz für die Bereichserfassung. In einer Ausführungsform erzeugt der Signalgenerator eine Frequenz von 245 KHz für die Bereichserfassung.
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Da der menschliche Körper bei höheren Frequenzen verlustbehafteter ist (wahrscheinlich u.a. aufgrund des Effekts der Übertragung durch die Haut), kann die Frequenz oder können die Frequenzen, die für die Frequenzbereichsbestimmung verwendet werden, so gewählt werden, dass dieser „Hauteffekt“ ausgenutzt wird. In einer Ausführungsform werden Mehrfachfrequenzen über einen Elektrodenleiter übertragen, wie der in 1 bis 4 verwendete Elektrodenleiter. In einer Ausführungsform wird dieselbe Frequenz übertragen über jeden von einer Mehrzahl von Elektrodenleitern. In einer Ausführungsform werden orthogonale Frequenzen über jeden einer Mehrzahl von Elektrodenleitern übertragen, z.B. wird eine Frequenz über einen ersten Elektrodenleiter und eine andere orthogonale Frequenz über einen zweiten Elektrodenleiter übertragen. In einer Ausführungsform werden solche ersten und zweiten Elektrodenleiter verwendet, um das Signal auf einen menschlichen Körperteil zu übertragen. In einer Ausführungsform werden solche ersten und zweiten Elektrodenleiter verwendet, um das Signal auf ein leitfähiges Objekt zu injizieren. In einer Ausführungsform werden mehrere Frequenzen über jeden einer Mehrzahl von Elektrodenleitern übertragen. Die Verwendung mehrerer Frequenzen kann Rauschen reduzieren, den dynamischen Bereich vergrößern und/oder Fehler reduzieren. In einer Ausführungsform sind solche Mehrfachfrequenzen orthogonal zueinander. In einer Ausführungsform werden eine erste und zweite Frequenz über einen ersten Elektrodenleiter und eine dritte und vierte Frequenz über einen zweiten Elektrodenleiter übertragen. In einer Ausführungsform sind die erste, zweite, dritte und vierte Frequenz jeweils orthogonal zueinander. In einer Ausführungsform werden eine erste und eine zweite Frequenz über einen ersten Elektrodenleiter und die erste und eine dritte Frequenz über einen zweiten Elektrodenleiter übertragen. In einer Ausführungsform sind die erste, zweite und dritte Frequenz jeweils orthogonal zueinander.
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In einer beispielhaften Ausführungsform sind erste und zweite Elektrodenleiter auf gegenüberliegenden Seiten einer Hand voneinander getrennt; jeder der beiden Elektrodenleiter wird verwendet, um eine relativ hohe und eine niedrigere Frequenz auszusenden (und in einer Ausführungsform ist jede der vier Frequenzen orthogonal zueinander). Der größere Verlust bei den höheren Frequenzen kann dazu verwendet werden, einen Finger von einem anderen zu unterscheiden, weil (bei ansonsten gleichen Bedingungen) die Stärke des Signals an einem Finger, der näher an einer bestimmten Hochfrequenz liegt, größer ist als die Stärke dieses Hochfrequenzsignals an einem Finger, der weiter von der Hochfrequenzquelle (d.h. der Elektrode) entfernt ist.
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In einer Ausführungsform wird das vom Signalempfänger empfangene Signal verarbeitet, um einen Betrag des erzeugten Signals oder der erzeugten Signale zu erfassen. In einer Ausführungsform wird das empfangene Signal über eine Messperiode abgetastet und es wird eine Fourier-Transformation des während der Messperiode empfangenen Signals durchgeführt. Der Wert in dem oder den Bins, der bzw. die dem erzeugten Signal oder den erzeugten Signalen entspricht, kann als Maß für die Stärke des erzeugten Signals oder der Signale, die im empfangenen Signal vorhanden sind, verwendet werden. In einer Ausführungsform kann die Fourier-Transformation eine diskrete Fourier-Transformation sein. In einer Ausführungsform kann die Diskrete Fourier-Transformation mit dem FFT (Fast Fourier Transform) -Algorithmus berechnet werden.
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In einer Ausführungsform liegt das gesendete Signal zwischen 1 Volt Spitze-Spitze und 48 Volt Spitze-Spitze in Bezug auf den Schaltkreiserdungspunkt des Signalempfängers. Höhere und niedrigere Werte sind möglich. In einer Ausführungsform beträgt das übertragene Signal mindestens 1 Volt Spitze-zu-Spitze. In einer Ausführungsform beträgt das übertragene Signal mindestens 5 Volt Spitze-zu-Spitze. In einer Ausführungsform beträgt das übertragene Signal 20 Volt Spitze-zu-Spitze. In einer Ausführungsform beträgt das übertragene Signal nicht mehr als 30 Volt Spitze-zu-Spitze. In einer Ausführungsform beträgt das übertragene Signal aus Vorschriftsgründen und/oder Sicherheitsgründen nicht mehr als 48 Volt Spitze-zu-Spitze. Im Allgemeinen hat das System einen niedrigen Energiebedarf.
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Mit Bezug auf 8 und 9 ist eine Anordnung von zwei Leitern 800, 810 dargestellt. Obwohl sich die Leiter 800, 810 in 8 zu berühren scheinen, wie in 9 deutlicher dargestellt ist, besteht ein Spalt zwischen ihnen. In einer Ausführungsform können die beiden Leiter 800, 810 auf gegenüberliegenden Seiten eines nicht leitfähigen Materials 820 angeordnet sein. Diese Sensorkonfiguration kann auch zur kapazitiven Erkennung von Berührungen verwendet werden, indem Signale, die auf einem oder beiden Leitern 800, 810 übertragen werden, auf dem anderen Leiter erfasst werden (z.B. durch Übertragen von Signalen auf dem Leiter 800, Empfangen von Signalen vom Leiter 810 und Detektieren von Pegeln oder Veränderungen in letzterem). Im Allgemeinen wird bei der kapazitiven Berührungserkennung die Änderung der empfangenen Signale (d.h. des Berührungsdeltas) als eine Verringerung wiedergegeben, d.h. als ein negatives Berührungsdelta.
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Im Allgemeinen ist bei Verwendung des offenbarten Entfernungsmesssystems das Delta des durchflossenen Signals ein positives Berührungsdelta. Dadurch können die Systeme besonders gut zusammenarbeiten, da Signale, die für Berührung und Bereich repräsentativ sind, gleichzeitig auf denselben Leitern empfangen werden können. In einer Ausführungsform sollten das Signal oder die Signale, die für die Berührungserkennung verwendet werden, orthogonal zu dem Signal oder den Signalen sein, die für die Entfernungsmessung verwendet werden, wie es hier offenbart ist.
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Mit Bezug auf 10 und 11 sind zwei Gruppen von Leitern 1000, 1010 in einem Leitersystem gezeigt. Obwohl sich die Leiter 1000, 1010 in 10 zu berühren scheinen, wie in 11 deutlicher dargestellt ist, besteht ein Spalt zwischen ihnen. In einer Ausführungsform können die Leiter 1000, 1010 auf gegenüberliegenden Seiten eines nicht leitfähigen Materials 1020 angeordnet sein. Diese Sensorkonfiguration kann auch zur kapazitiven Erfassung von Berührungen verwendet werden, indem Signale, die auf einer oder beiden Leitergruppen 1000, 1010 übertragen werden, auf dem anderen Leiter erfasst werden (z.B. durch Übertragen von Signalen auf den Leitern 1000 und Empfangen von Signalen von den Leitern 1010 (oder umgekehrt), dann Erfassen von Pegeln oder Änderungen in den empfangenen Signalen). In einer Ausführungsform, in der Signale gleichzeitig auf zwei oder mehr Leitern übertragen werden, sollten diese Signale orthogonal zu dem Signal oder den Signalen sein, die für die hier offenbarte Entfernungsmessung verwendet werden. In einer Ausführungsform sollten die gleichzeitig verwendeten Signale (für die Entfernungsmessung oder für die Berührung) keine einfache harmonische Beziehung zueinander haben, d.h. „harmonisch nicht-zusammenhängend“ sein. (Wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck „harmonisch nicht-zusammenhängend“, dass sie keine einfache harmonische Beziehung zueinander haben, d.h. zwei Signale sind harmonisch zusammenhängend, wenn sie eine einfache harmonische Beziehung zueinander haben).
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Mit Bezug auf 12, 13, 14, 15, 16 und 17 sind Darstellungen einer schematischen Ansicht eines Leitersystems unter Verwendung von Mehrfach-Spotsensor-Leitern 1200, 1300, 1400, 1500 und 1600 gezeigt, die in Verbindung mit einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden können. Wie bei den in den 6 und 7 gezeigten Leitersystemen enthält eine Steuerplatine (nicht dargestellt) Signalempfänger für jeden der Spotsensor-Leiter 1200, 1300, 1400, 1500 und 1600, so dass von jedem getrennte Messungen vorgenommen werden können. Die in 16 gezeigte Anordnung 1010 von Sensoren 1000 kann selbst in einem komplexeren Sensor umgesetzt sein, wie in 17 gezeigt.
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18 und 19 zeigen verschiedene Kombinationen von Leiterformen und - größen, die in den Anwendungsbereich dieser Offenbarung fallen. In 18 wird eine Gruppe von Spotsensor-Leitern 1800 und linearen Leitern 1810 verwendet, die im Wesentlichen die in 5 (etwas gedreht) und 15 (etwas gedreht) gezeigten Leitersysteme kombinieren. 19 zeigt eine Gruppe von Spotsensorleitern 1900 und linearen Leitern 1910, die im Wesentlichen die in 8 und 9 (etwas gedreht) und 15 gezeigten Leitersysteme kombinieren.
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In einer Ausführungsform werden die offenbarten Sensorsysteme zur Berechnung der Entfernungsabbildung aus den empfangenen Signalen verwendet. In einer Ausführungsform wird eine Signal-Abstand-Abbildung unter Verwendung von nur zwei Abtastwerten in bekannten Abständen berechnet, wobei ein Abtastwert in einer ersten Zeitperiode näher am Sensor und ein anderer Abtastwert in einer zweiten Zeitperiode von weiter weg genommen wird. Die Signal-zu-Abstand-Abbildung wird dann als Referenz zur Bestimmung eines Bereichs auf der Grundlage eines anderen Signals, das während einer anderen Zeitperiode erfasst wurde, und auf der Grundlage der berechneten Signal-zu-Abstand-Abbildung verwendet. Bei einer Ausführungsform wird ein Abtastwert sehr nahe an der Steuerung (z.B. 2 mm) und ein anderer Abtastwert ziemlich weit entfernt (z.B. 100 mm) aufgenommen. Obwohl 2 mm und 100 mm verwendet werden können, kann jeder Nah- und Fernabstand innerhalb der Toleranz des Sensorsystems verwendet werden. Zum Beispiel eine Messung bei 10 mm und 20 mm; eine Messung bei 3 mm und 80 mm; eine Messung bei 40 mm und 50 mm; oder eine Messung bei 5 mm und 8 mm, um nur einige Beispiele zu nennen.
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In einer Ausführungsform findet die Nahmessung so nah wie praktischerweise möglich am Sensor statt, wobei die Fernmessung am oder nahe am gewünschten oder praktischen Messbereich des Sensors stattfindet. Der praktische Messbereich kann von der Leistungsmenge im injizierten Signal, der Lage der Infusion gegenüber dem zu messenden Objekt (z.B. Finger) und dem Bereich des Leiters, an dem das Signal gemessen wird, abhängen. In einer Ausführungsform werden eine Nahmessung an einer Stelle relativ nahe am Sensor, z.B. 5 mm, und eine Fernmessung innerhalb des praktischen Messbereichs des Sensors, z.B. 50 mm, durchgeführt.
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In einer Ausführungsform werden ein oder mehrere Signale über einen am Handgelenk getragenen Infusor in eine Hand injiziert. In einer Ausführungsform wird ein Signal bzw. werden Signale über einen in der Hand gehaltenen Infusor in die Hand injiziert. Bei einer Ausführungsform wird ein Signal bzw. werden Signale über einen in einer Halterung befindlichen Infusor in einen Nutzer injiziert. Bei einer Ausführungsform werden einem Nutzer ein oder mehrere Signale über einen an einem Kleidungsstück befindlichen Infusor injiziert. In einer Ausführungsform wird ein Signal bzw. werden Signale einem Nutzer über einen an einem Schmuck- oder Dekorationselement befindlichen Infusor injiziert. In einer Ausführungsform wird ein Signal bzw. werden Signale einem Nutzer über einen an einem Möbelstück befindlichen Infusor injiziert. In einer Ausführungsform wird ein Signal bzw. werden Signale einem Nutzer über eine Tastatur oder Maus injiziert. In einer Ausführungsform wird ein Signal bzw. werden Signale einem Nutzer über ein Objekt aus der Umgebung, wie z.B. einen Griff oder eine Klinke, injiziert. In der hier verwendeten Form bezieht sich der Begriff Infusor auf den Bereich, in dem das Signal oder die Signale dazu gebracht werden, durch den Körper geleitet zu werden.
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20 zeigt zwei Ableitungen von Infusionssignaldaten. Die erste Gleichung 2001 wurde unter Verwendung von Informationen aus einem Spotsensor-Leiter berechnet. Eine Kupferplatte wurde vor den Sensor gelegt und eine Frequenz in die Platte injiziert. Die Kurve 2001 zeigt die Reaktion des Spots bei 2 mm, 4 mm, 8 mm, 16 mm, 32 mm, 64 mm, 128 mm und 256 mm. Die zweite Gleichung 2002 wird aus den gleichen Daten berechnet, wobei nur die Messungen bei 2 mm und 256 mm verwendet werden. Die Kurven 2001 und 2002 sind recht ähnlich. In einer Ausführungsform wird erwartet, dass sich die Kurven 2001, 2002 enger aneinander angleichen, wenn die beiden Messungen in einem kleineren Abstand voneinander liegen und an einer nahen Stelle größer als 2 mm und an einer fernen Stelle kleiner als 256 mm liegen, z.B. 10 mm und 100 mm oder 5 mm und 50 mm oder 4 mm und 32 mm.
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In einer Ausführungsform folgt das Verhalten des Infusionssignals einer Potenzfunktion, d.h.: wenn ein Finger, ein Messingstab oder eine Sonde sich näher an einen Sensor heranbewegen, dann steigt der Signalwert exponentiell an: So können zwei Proben verwendet werden, um die Beziehung zwischen Signal und Abstand bzw. Distanz einigermaßen gut zu beschreiben.
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In einer Ausführungsform eines Handbereichssensors kann ein Nahsignal-Messwert und/oder ein Fernsignal-Messwert an den Händen ausreichend ähnlich sein, so dass ein Standardwert verwendet werden kann. In einem solchen System kann die Kalibrierung von jeder Hand durchgeführt werden. In einem solchen System kann die Kalibrierung einmal durchgeführt werden, z.B. in einer Fabrik oder bei Erhalt eines Gerätes.
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In einer Ausführungsform kann ein kapazitiver Berührungssensor (oder ein anderer Berührungssensor bzw. „Touchsensor“) zur Identifizierung eines Nah-Signals verwendet werden, indem eine Berührung („Touch“) erkannt wird oder ein anderes bekanntes Verfahren zur Identifizierung eines Nahkontakts verwendet wird. In einer Ausführungsform kann Video zur Kalibrierung verwendet werden, um eine Distanz zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann ein Infrarotsensor zur Kalibrierung verwendet werden, um eine Distanz zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann ein Kalibrierverfahren verwendet werden, um einen Nah- oder Fern-Wert an einem oder entlang einer Gruppe von Empfängern abzutasten, wenn sich z.B. eine Hand in einer bekannten Positur befindet.
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In einer Ausführungsform werden Nah- und Fernmesswerte für nahe und ferne Distanzen aufgenommen. In einer beispielhaften Ausführungsform werden die folgenden Nah- und Fernmesswerte für nahe und ferne Distanzen aufgenommen. Der untenstehende Algorithmus kann in einer Ausführungsform eines Entfernungssensors verwendet werden:
- //1. Erfasse Signal für nahe/ferne Distanzen
float signalFar = 1940.0f; //FFT magnitude
float signalNear = 5000.0f; //FFT magnitude
float distanceNear = 2.0f; //mm
float distanceFar = 1 00.0f; //mm
- //2. Berechne Koeffizienten in y=ax^b, wobei y in mm ist, x Quadratwurzel des FFT-Betrags ist;
float b = log(distanceFar / distanceNear) / log(signalFar / signalNear);
float a = distanceFar / pow(signalFar, b);
float mm = a * pow(signal[i], b);
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Der FFT-Betrag ist die Quadratwurzel der Summe der Quadrate der Real- und Imaginärkomponenten einer FFT.
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In einer Ausführungsform können Signale, die in die Finger eines Nutzers injiziert („infundiert“) werden, von mehreren Geräten mit heterogenen Sensoren erfasst werden, jedoch ist es nicht erforderlich, dass solche Geräte mit einem oder mehreren Signalinfusoren verbunden sind. Mit anderen Worten, als eine beispielhafte Ausführungsform, können zwei Nutzer jeweils ein Signalinfusionsgerät mit tragbarem Riemen verwenden, wobei jedes der tragbaren Signalinfusionsgeräte mit Riemen seine eigenen frequenzorthogonalen Signale hat - und jeder Nutzer kann eines oder mehrere aus einer Mehrzahl von Berührungsobjekten verwenden, die die frequenzorthogonalen Signale jedes der beiden tragbaren Geräte erkennen können.
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Die vorliegenden Systeme sind oben unter Bezugnahme auf Diagramme und Funktionsdarstellungen von Steuerungen und anderen schwebeempfindlichen Objekten unter Verwendung von FMT oder FMT-ähnlichen Systemen beschrieben. Es wird davon ausgegangen, dass die von den Systemen ausgeführten Operationen mit Hilfe von analoger oder digitaler Hardware und Computerprogrammbefehlen implementiert sein können. Computerprogrammbefehle können einem Prozessor eines Allzweckrechners, eines Spezialrechners, eines ASIC oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts bereit gestellt werden, so dass die Befehle, die über einen Prozessor eines Computers oder eines anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgeräts ausgeführt werden, die oben angegebenen Funktionen/Aktionen umsetzen.
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Sofern durch die obige Diskussion nicht ausdrücklich eingeschränkt, können in einigen alternativen Ausführungsformen die in den Blöcken angegebenen Funktionen/Aktionen außerhalb der in den Funktionsdarstellungen angegebenen Reihenfolge auftreten. So kann z.B. die Ausführungsreihenfolge der nacheinander dargestellten Algorithmen tatsächlich gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden, oder, wo dies praktisch durchführbar ist, es können Teile in einer anderen Reihenfolge in Bezug auf die anderen ausgeführt werden, je nach der betreffenden Funktion/Aktivität.
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Erfassen eines Bereichs eines leitfähigen Objekts von einem Leiter aus. Das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Signals; Einbringen des ersten Signals in das leitfähige Objekt; Bewegen des leitfähigen Objekts zu einem ersten bekannten Abstand vom Leiter; Erfassen des ersten Signals am Leiter während einer ersten Zeitperiode; Bestimmen einer ersten Messung des erfassten ersten Signals, die während der ersten Zeitperiode vorgenommen wurde; Bewegen des leitfähigen Objekts zu einem zweiten bekannten Abstand vom Leiter; Erfassen des ersten Signals an dem Leiter während einer zweiten Zeitperiode; Bestimmen einer zweiten Messung des ersten Signals, die während der zweiten Zeitperiode vorgenommen wurde; Berechnen einer Signal-zu-Abstand-Abbildung auf der Grundlage der ersten Messung und der zweiten Messung; Erfassen eines zweiten Signals an dem Leiter während einer dritten Zeitperiode; und Bestimmen eines Bereichs auf der Grundlage des zweiten Signals, das während der dritten Zeitperiode erfasst wurde, und auf der Grundlage der Signal-zu-Abstand-Abbildung.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist ein Verfahren zum Erfassen eines Bereichs eines Körperteils von einem Leiter, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Signals unter Verwendung eines Signalgenerators; Infusion des ersten Signals in den Körperteil über einen Elektrodenleiter; Erfassen des ersten Signals an dem Leiter während einer ersten Zeitperiode, wobei sich der Körperteil in einem ersten bekannten Abstand von dem Leiter befindet; Bestimmen einer ersten Messung des ersten Signals, das während der ersten Zeitperiode erfasst wurde; Erfassen des ersten Signals an dem Leiter während einer zweiten Zeitperiode, wobei sich der Körperteil in einem zweiten bekannten Abstand von dem Leiter befindet; Bestimmen einer zweiten Messung des ersten Signals, das während der zweiten Zeitperiode erfasst wurde; Berechnen einer Signal-zu-Abstand-Abbildung auf der Grundlage der ersten Messung und der zweiten Messung; Erfassen eines zweiten Signals an dem Leiter während einer dritten Zeitperiode; und Bestimmen eines Bereichs auf der Grundlage des zweiten Signals, das während der dritten Zeitperiode erfasst wurde, und auf der Grundlage der Signal-zu-Abstand-Abbildung.
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Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist ein System zum Erfassen eines Bereichs eines Körperteils. Das System umfasst: einen Signalgenerator zum Erzeugen eines ersten Signals; einen Elektrodenleiter, der dazu ausgebildet ist, das erste Signal über einen Elektrodenleiter in den Körperteil zu injizieren; einen Leiter, der dazu ausgebildet ist, von dem Signalgenerator erzeugte Signale zu erfassen; einen Prozessor, der betriebsfähig mit dem Leiter verbunden ist, wobei der Prozessor dazu ausgebildet ist, eine erste Messung des ersten Signals während einer ersten Zeitperiode zu bestimmen, wobei sich der Körperteil in einem ersten bekannten Abstand befindet, wobei der Prozessor dazu ausgebildet ist, eine zweite Messung des ersten Signals während einer zweiten Zeitperiode zu bestimmen, wobei sich der Körperteil in einem zweiten bekannten Abstand befindet; wobei der Prozessor ausgebildet ist, eine Signal-zu-Abstand-Abbildung unter Verwendung der ersten Messung und der zweiten Messung zu berechnen; und wobei der Prozessor ausgebildet ist, einen Bereich des Körperteils basierend auf einem zweiten Signal zu bestimmen, das in den Körperteil während einer dritten Zeitperiode injiziert wurde.
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Obwohl die Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben wurden, ist anzumerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich sein werden. Solche Änderungen und Modifikationen sind so zu verstehen, dass sie in dem Umfang der verschiedenen Beispiele enthalten sind, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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