[发明专利]在电容传感阵列上的接触识别以及跟踪

说明书

技术领域

本公开涉及触摸传感器的领域，并且特别是涉及与触摸传感器阵列的触控笔同步和操作。

背景

计算设备例如笔记本电脑、个人数字助理（PDA）、信息亭（kiosk）和手机具有也被称为人机接口设备（HID）的用户接口设备。变得更常见的一个用户接口设备是触摸传感器板（通常也被称为触摸板）。基本的笔记本电脑触摸传感器板模拟个人计算机（PC）鼠标的功能。为了内置的可携带性，触摸传感器板一般嵌入到PC笔记本中。触摸传感器板通过使用两个定义的轴复制鼠标的X/Y运动，这两个轴包括检测一个或者多个传导对象例如手指或者触控笔的位置的一批传感器元件。鼠标的右/左按钮点击可以通过位于触摸板附近区域内的两个机械按钮或者通过在触摸传感器板本身上敲入命令来复制。触摸传感器板提供用于执行诸如定位指针或者选择显示器上的项目的功能的用户接口设备。这些触摸传感器板可以包括用于检测在多个轴上的运动的多维传感器阵列。传感器阵列可以包括检测在一个轴上的运动的一维传感器阵列。传感器阵列还可以是检测在两个轴上的运动的二维传感器阵列。

另一个变得更常见的用户接口设备是触摸屏（touch screen）。也被称为触摸屏（touchscreens）、触摸窗、触摸面板或者触摸屏面板的触摸屏是通常为压敏的（电阻的或者压电的）、电敏的（电容的）、声敏的（表面声波（SAW））或者光敏的（红外）透明显示覆盖层。这样的覆盖层的效果允许显示器用作输入设备，去除了作为与显示器的内容交互作用的主要输入设备的键盘和鼠标。这样的显示器可以附接到计算机或者作为终端附接到网络。触摸屏在零售环境中、销售点系统上、ATM上、手机上、信息亭上、游戏控制台上和PDA上变得常见，其中触控笔有时被用于操纵图形用户接口（GUI）以及输入数据。用户可以触摸触摸屏或者触摸传感器板来操纵数据。例如，用户可以通过使用手指触摸触摸屏的表面来施加单次触摸以从菜单选择项目。

用户还可以使用触控笔来与屏幕交互作用并且操纵数据。触控笔可以具有变化水平的复杂度。基本的触控笔可以构成一个点，通过该点来接触电阻性触摸屏表面。对于电容性系统，触控笔可以具有传导性尖端，使用该尖端来改变传感电极的电容。电容的变化可以是被动的，只有额外的导电材料影响传感电极的电容。电容变化还可以是主动的，由此，信号从触控笔的尖端传输到触摸屏或者触摸传感器板的表面。该信号可以是恒定电压，或者在其它的实施方式中，它可以是可以由电容传感电路接收的交流电压。

附图简述

本公开作为例子而不是作为限制在附图的图中被示出。

图1是示出了处理触摸传感器数据的电子系统的实施方式的方框图。

图2A示出在互电容阵列中的发射电极和接收电极的实施方式。

图2B示出了互电容阵列中的发射电极和接收电极的示意图。

图3示出了具有菱形图案的电容传感器阵列的实施方式。

图4是示出了处理触摸传感器数据并且被配置为在所有电极上接收的电子系统的实施方式的方框图。

图5示出了包括感应同步的与触摸屏同步的触控笔的实施方式。

图6示出了光学同步触控笔的实施方式。

图7示出了包括光学同步的与触摸屏同步的触控笔的实施方式。

图8以横截面示出了光学同步触控笔的实施方式。

图9A和9B以横截面示出了光学同步触控笔的实施方式。

图10以横截面示出了光学同步触控笔的实施方式。

图11A-D示出了同步发射器和接收器的实施方式。

图12A-C示出了在不同供电电压处的示例性同步波形和信号强度。

图12D示出了示例性LCD驱动信号波形。

图13示出了在电容传感系统中光学地同步触控笔的方法的实施方式。

详细描述

为了提供对本发明的若干实施方式的较好理解，下面的描述阐述了许多特定的细节，例如特定的系统、组件、方法等的实例。然而，对于本领域中的技术人员显然，本发明的至少一些实施方式可以在没有这些特定的细节的情况下被实践。在其它的实例中，为了避免不必要地使本发明难理解，众所周知的组件或者方法未被详细描述或者以简单的方框图格式示出。因此，所阐述的特定的细节仅仅是示范性的。特定的实现可以从这些示范性的细节变化，并且仍然被设想在本发明的精神和范围内。