[发明专利]半无源触控笔

说明书

公开了与触敏设备结合使用的具有细长主体的触控笔，其中所述触敏设备在其表面附近产生里触摸检测信号，在一个实施例中，所述触控笔包括具有一个或多个适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用的笔尖部件的笔尖，和将一个或多个笔尖部件可操作地连接至所述触控笔主体或环境地面的其他源的一个或多个可变电路。在一个实施例中，所述触控笔具有包括适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用的多个笔尖部件的笔尖；除了可变电路可变地连接所述多个笔尖部件中的至少两个以外，所述多个笔尖部件中的每一个互相绝缘。还公开了用于基于变化的电连接的检测量检测所述触控笔相对于所述触敏设备的位置、角度和旋转的方法。

此申请是2015年9月11日提交的题为“Semi-Passive Stylus Using ParametricModulation”的美国临时专利申请No.62/217,426的非临时申请并且要求其优先权。

技术领域

所公开的系统和方法大体涉及用户输入领域，且更具体地涉及提供新颖的半无源触控笔的用户输入系统。

附图说明

下列对如附图所示的各实施例的更加较具体的描述，本公开的前述的及其他目标、特征，和优点将变得显而易见，在附图中，各个图中的附图标记表示相同部分。附图不一定按比例绘制，而是着重于描绘所公开实施例的原理。

图1提供了示出低等待时间触摸传感器设备的实施例的高级方框图。

图2A示出具有行和列的投射电容触摸表面的实施例。

图2B示出提供一组行和一组列之间的耦合的触摸。

图2C示出提供行和列之间的耦合的触控笔或其他有形体。

图3A-C示出在半无源触控笔中参数化调制的电容的说明性实施例。

图4A-B示出半无源触控笔的说明性实施例。

图5A-C示出了触控笔的互相结合的笔尖的进一步说明性实施例。

图6A-C示出在触控笔的互相结合的笔尖中参数化调制的电容的说明性实施例。

图7A示出了触控笔的另一个说明性实施例，其笔尖被分成三个不同的电容部分并且相对于触摸表面以三个不同的取向(左侧、中间、和右侧)示出。图7B示出先前在图7A中示出的左侧、中间、和右侧触控笔位置的调制电平。

背景技术

触控笔或有形物体(下文中有时为有形体)可以以三种不同的方式工作：(1)无源，其中触控笔根本不具有电池或其他能量源并依靠外部信号的能量以执行它的功能；(2)有源，其中触控笔具有它本身的能量源用于运行内部电子设备和传输信号两者；以及(3)如本文中描述的，半无源，其中触控笔具有它本身的电池或能量源用于运行内部电子设备，但是不用于生成或传输信号。

现有的有源投射电容(PCAP)触控笔由于其高有功功率和依靠异构数字、模拟、和机械传感器的阵列来收集输入数据和环境，因此是昂贵、重、和厚主体的人机接口设备。它们的高有功功率也可直接导致需要定期充电或更换电池以确保连续操作的终端用户的不便。这些限制已经减缓了有源PCAP触控笔的广泛商业应用。然而，这些妥协使得连接到有源PCAP触控笔的计算机系统提供：触控笔事件和触摸之间的输入区分；多种有源触控笔之间的输入区分；一个或多个有源触控笔的笔尖和橡皮擦之间的区分；优越的手掌排除；和薄的触控笔尖。

然而，有源触控笔可以被设计为与其他触摸和触控笔区分开，但这样做会消耗大量的功率。由此，有源触控笔通常需要大电池和/或必须被频繁地充电和/或替换的电池。