[发明专利]静电尖笔

说明书

本发明揭示一种用于与具有传感器节点阵列的触屏(例如，电容式触屏)介接的手持式尖笔类型输入装置，其可包含：手持本体，其具有第一末端；尖端，其在所述第一末端处；电极，其至少部分布置在所述本体内；及电路，其经配置以在所述电极上产生电势，以产生接近所述尖笔尖端的电场。当所述尖笔尖端经放置成与所述触屏接触时，所述电场激活在所述尖端与所述触屏之间的物理接触区域外部的一或多个传感器节点，从而在所述传感器节点上产生与手指或其它物体相似的影响，手指或其它物体与所述触屏的接触区域比所述尖笔的接触区域大，因此提供所述触屏的激活，同时提供靠近所述接触点的屏幕的更佳视角。

技术领域

本发明涉及一种用于与电子装置介接的尖笔，例如产生可由电子装置(例如智能电话、平板计算机、电子书阅读器等等)的投射电容式触屏检测的电场的尖笔。

背景技术

许多电子装置包含通常称为PCT或PCAP屏幕的投射电容式触屏，例如智能电话、平板计算机、电子书阅读器等等。典型PCAP屏幕是由叠层在玻璃板上的导电材料的行及列的矩阵组成。此可通过蚀刻单一导电层以形成电极的栅格图案或通过蚀刻具有平行线性电极或“轨道”的导电材料的两个单独垂直层以形成栅格来完成。前一方法中的单一导电层的电极或后一方法中的每一层的线性电极重叠的位置形成触屏的传感器节点。施加到此栅格的电压产生可测量的静电场。当具有足够额外电荷保持能力的物体(例如指尖)开始与PCAP面板接触时，其更改所述点处的局部静电场且因此在接触点处或靠近接触点处产生可测量的电极电荷变化。可改变及测量栅格上的每个个别点处(交叉点)的电容。因此，可通过受影响邻近电极之间的内插，以比电极之间的间隔更精细的分辨率确定触摸的中心位置。因此，此系统能够以比所述多个邻近电极的间隔好得多的分辨率追踪在所述电极处产生可测量变化的指尖或其它物体的触摸；例如，具有间隔开5毫米的电极的触屏可能够以比0.5毫米更好的准确度内插影响多个电极的触摸的中心位置。然而，如果物体只在一个电极处产生可测量变化，那么内插是不可行的且只可以电极间隔的分辨率测量触摸的位置。

虽然PCAP屏幕可通常可感测一些类型的无源尖笔，但是当前市场上的大多数PCAP屏幕经设计以与手指互动。因此，PCAP屏幕可需要与屏幕接触的区域具有直径约1/4英寸的最小质心区域以检测触摸。然而，归因于检测所需的接触点的物理大小，当尝试模仿书写用具(例如，钢笔或铅笔)的动作时，手指不产生极佳用户体验。

图1说明常规的PCAP触屏的一部分，展示在正交传感器轨道T的交叉点处界定的传感器节点N的阵列。由虚线A指示通过手指与触屏接触形成的接触区域。激活接触区域A内的每一传感器节点，即，具有其所存储电荷或其电容的可测量变化，如由每一经激活节点Na处的放大点指示。来自传感器阵列的信号传达到控制器，所述控制器基于经激活节点Na来计算质心区域及/或区域A的中心。控制器可需要最小接触区域、直径或其它尺寸以当用户输入时识别受检测接触区域A。

图2A到2C说明接触常规的PCAP触屏的实例物体的侧视图，所述PCAP触屏具有控制器，所述控制器需要最小接触区域、直径或其它尺寸(指示为A_min)以检测用户输入。在一些设计中，可由最小数目个经激活节点Na界定最小接触区域。图2A说明手指与屏幕接触，其中接触区域大于最小接触尺寸A_min，且因此控制器检测用户输入。类似地，图2B说明具有大尖端LT的尖笔SLT与屏幕接触，其中接触区域大于最小接触尺寸A_min，且因此控制器检测用户输入。然而，图2C说明具有精细点尖端FT的尖笔SFP与屏幕接触，其中接触区域小于最小接触尺寸A_min，且因此控制器无法在多个电极处(或如果精细点尖端充分远离最近电极，那么甚至无法在一个电极处)检测用户输入且因此控制器无法准确确定触摸的位置。