[发明专利]有源触控笔装置和方法

说明书

触控笔系统包括传感器，该传感器具有多个第一导体和多个第二导体。接收器与第一多个导体中的每一个和第二多个导体中的每一个相关联。触控笔系统具有信号处理器，该信号处理器被配置为在多个连续的交错的触摸积分周期和触控笔积分周期期间由接收器接收的信号上执行快速傅里叶变换。系统从在触摸积分期间期间在接收器上接收到的信号的FFT来识别触摸事件；并且从在触控笔积分周期或触摸积分周期期间在接收器上接收到的信号的FFT确定触控笔的位置以及由触控笔传输的信息。

本申请要求于2017年12月4日提交的美国临时申请序列No.62/594,502的优先权权益，该临时申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

所公开的装置和方法大体涉及触控笔传感系统的领域，并且具体涉及有源触控笔装置和用于实现该有源触控笔的方法。

背景技术

触敏(Touch sensitive)设备由于其易用性和通用性，作为各种计算系统和其他设备的输入设备而受欢迎。触敏设备通常包括触摸表面，在各种应用中，触摸表面可以是透明的或不透明的触摸表面。在许多应用中(例如，智能手机、智能手表、触摸屏电视和触摸屏显示屏)，透明的触摸表面包括显示设备，该显示设备使触摸界面能够通过适当的软件和硬件允许用户与显示器交互。在其他应用中(例如，触摸板)，触摸表面不包括在其中观看的显示设备。许多方法和装置已知用于测量触摸增量(touch delta)(例如，由触摸引起的可测量变化(即，响应))并且根据这些测量，确定一个或多个触摸的位置，参见，例如，题为“低延迟触敏设备(Low-Latency Touch Sensitive Device)”的美国专利No.9,019,224和题为“快速多点触摸后处理(Fast Multi-Touch Post Processing)”的美国专利No.9,158,411，所公开的内容通过应用并入本文。

触摸增量可以表示为以分贝(dB)为单位的比率。通常，触摸增量直接影响系统的信噪比(SNR)。在典型的电容性触摸传感器设计中，在传感器的触摸表面上期望形成高触摸增量。通常，触摸增量将反映触摸传感器的基线响应与存在触摸对象(诸如手指或触控笔)时其响应之间的差。在上述专利的上下文中，触摸增量将反映每个给定频率的触摸传感器的基线响应与在这些频率存在触摸对象(诸如手指或触控笔)时其响应之间的差。

触摸传感器的部分——该部分可以是导电材料(诸如ITO或银纳米线路)——被嵌入触摸表面、放置在触摸表面上、或与触摸表面集成(触摸传感器的此类部分可以在本文中被称为例如，导体、导电元件或天线)。第一组触摸传感器导体和第二组触摸传感器导体通常以网格或交叉图案(例如，行和列)放置，但在其他配置中，诸如在美国专利申请序列No.15/690,234(在此通过引用并入本文中)中所示的配置中，第一组导体和第二组导体(为了方便而非配置，也被称为行和列)不需要相交。行或列可以用信号或能量来激发，尽管在一些实施例中，行和列都被激发。在典型的触摸应用中，行间距和列间距通常是均匀的，并且通常在4mm到5mm的范围内，但可以更窄或更宽。

如本文所使用的，被驱动的导体有时被称为驱动线路(可以是行或列)，接收信号的导体有时被称为感测线路(也可以是行或列)。在一些触摸传感器中，触摸传感器导体可以同时或在不同时间充当驱动线路和感测线路，参见，例如，题为“快速多点触摸降噪(FastMulti-touch Noise Reduction)”的美国专利No.9,811,214，其公开内容通过该引用并入本文。触摸表面(诸如上文所述的触摸表面)可以包括在驱动线路的行和感测线路的列之间的交叉点处形成的触摸区域或节点的阵列。为了感测触摸表面上的触摸，当驱动线路被与感测线路电容性地耦合的信号激发时，接收器用于测量感测线路上的耦合信号。

在一些实现中，触摸引起感测线路上的耦合信号减少，反之亦然。应当注意，如本文中所使用的词语“触摸”不要求物理触摸(例如，实际接触)，而仅要求足以产生可测量的触摸增量的靠近。通常，触敏设备通过将检测触摸增量和其中出现触摸增量的信号的接收器与位置相关联，来检测由触摸(即，触摸事件)引起的触摸增量的位置。