[发明专利]顺应性触控笔相互作用

说明书

触敏表面具有围绕触敏表面的外围布置的发射器和检测器。发射器产生由检测器接收的光束。触控笔被配置为当与触敏表面接触时以可变量干扰光束中的一个或多个。可变量取决于朝向触敏表面施加到触控笔的力的量。触敏表面的控制器被配置为基于光束中的一个或多个的干扰来确定由触控笔执行的触摸事件的触摸强度。触摸强度提供了施加到触控笔的力的量的度量。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年1月23日提交的美国临时专利申请No.:62/620,927和2019年1月22日提交的美国专利申请16/254,420的优先权的利益，这两个专利申请出于所有目的以其全部内容并入本文。

技术领域

本说明书总体上涉及一种与触敏装置的表面相互作用的触控笔，并且具体地涉及一种被配置为以可变量干扰光束的触控笔，该可变量取决于朝向装置的表面施加到触控笔的力的量。

背景技术

用于与计算装置相互作用的触敏显示器变得越来越普遍。存在用于实现触敏显示器和其他触敏装置的许多不同技术。这些技术的示例包括例如电阻式触摸屏、表面声波触摸屏、电容式触摸屏和某些类型的光学触摸屏。

尽管触摸物体通常是手指，然而存在支持对诸如触控笔的其他触摸物体类型的检测的解决方案。然而，电容式触摸系统上的触控笔操作需要导电尖端，并且感觉不到对变化的接触强度的响应。为了检测显示器上的接触强度，有源触控笔包括力或压力传感器以及与触摸系统进行主动通信的装置。更精细的解决方案使用由电磁传感器检测的有源触控笔。然而，增加电磁传感器会提高触控笔的成本和功耗。尽管有这些解决方案，触摸系统仍可能缺乏对施加的触控笔冲击的渐进和一致的响应。此外，需要定期更换这些有源触控笔的电池，这可能会使用户感到沮丧并增加费用。

发明内容

光学触敏装置可以确定触摸事件的位置。光学触敏装置包括多个发射器和检测器。每个发射器产生由检测器接收的光学辐射能量。在一些实施例中，光学发射器以某种方式被频分复用或码分复用，使得许多光源可以由检测器同时接收。替代地，发射器被时间复用并且以预定的序列被循序激活。触摸事件干扰从发射器到检测器的光学能量传递。捕获由触摸事件引起的光传递的变化并将其用于确定触摸事件。在一方面，接收指示哪些发射器-检测器对已经被触摸事件干扰的信息。每对的光干扰被表征并用于确定由触摸事件引起的光束衰减。

发射器和检测器可以围绕敏感表面的外围交错。在其他实施例中，发射器和检测器的数量不同，并且以限定的顺序围绕外围分布。发射器和检测器可以规则或不规则地间隔。在一些情况下，发射器和/或检测器可以位于少于所有的侧面(例如，一侧)上。反射器也可以围绕外围定位以反射光束，从而使从发射器到检测器的路径不止一次穿过表面。对于每个发射器-检测器对，通过组合从发射器和检测器传播的光线来限定光束。在一些实施方式中，光束的干扰由其透射系数来表征，并且光束衰减由透射系数确定。

在用于当今平板计算机和类似尺寸的装置的实施例中，发射器/检测器的间距优选地在1-12毫米(mm)的范围内。对于许多应用，3-6mm的间距提供了良好的全方位分辨率和良好的触摸分离两者的能力(例如，区分彼此靠近的单独触摸的能力)。

可以基于光束衰减来确定触摸位置和触摸强度。在其他用途中，触摸强度可用于绘图或手写应用程序(注释)。在各种实施例中，触摸强度是由顺应性触控笔干扰的光束确定的。触摸强度反映了用户相互作用强度，并通过基于施加到触控笔的力不同地可视化触敏装置上的注释(或其他内容)来实现更自然的用户体验。例如，在绘图应用程序中，线宽可能会随着触摸强度的增加而增加。