具有可变发送信号强度的触控笔和检测此触控笔的传感器制造技术

本发明专利技术涉及具有可变发送信号强度的触控笔和检测此触控笔的传感器。各种实施例提供了通过增大触控笔发送的信号强度来检测与诸如平板的装置的表面相距大距离处的触控笔。另外，当触控笔靠近装置表面时，降低触控笔发送的信号强度，以避免装置的接收电路饱和并且节省电力。通过测量触控笔接收的信号的强度和/或装置接收的信号的强度来确定触控笔和装置表面之间的距离。

【技术实现步骤摘要】
具有可变发送信号强度的触控笔和检测此触控笔的传感器
本公开涉及改进用电子装置进行的触控笔检测，该电子装置诸如为基于平板的计算装置或附接到计算装置的平板外围设备。
技术介绍
当前许多触控笔包括促成与诸如平板或移动电话的电子装置的双向通信(即，发送和接收信号)的各种电子组件。例如，电子装置可发送对触控笔的数据的请求并且触控笔可发送被请求的数据。可基于触控笔发送的信号来确定触控笔在电子装置表面上的位置。即，电子装置中的控制电路15可顺序地对来自有源触控笔的信号进行抽样，并且可基于抽样信号的信号强度来确定触控笔位置。遗憾的是，触控笔可与电子装置相距多远受到限制，因为在触控笔和电子装置之间发送或接收的信号通常随着触控笔越来越远离电子装置移动而变得越来越弱。通过增大触控笔发送的信号来尝试克服这个限制经常导致当触控笔靠近表面时装置中的接收电路变饱和。因此，除非在彼此毗邻的范围内，否则触控笔和电子装置通常不能够通信。
技术实现思路
本公开涉及用于通过调节触控笔发送的信号的信号强度来改进诸如计算机、平板和智能电话的电子装置可检测到触控笔的距离或高度的系统和方法。根据一个实施例，所述系统包括触控笔和电子装置。该电子装置可包括触控笔传感器、传感器控制器、主机处理器和显示器。触控笔传感器包括诸如环形线圈天线或线状导体天线的多个感测天线。感测天线接收或检测来自触控笔的信号。传感器控制器控制触控笔传感器的操作，执行与触控笔的双向通信，并且与主机处理器通信。主机处理器与传感器控制器通信并且执行各种应用或功能。显示器被配置成显示文本或图形。在一个实施例中，该电子装置还包括信号强度传感器，信号强度传感器测量感测天线从触控笔接收到的信号的强度。触控笔可包括被主体容纳的电源、信息管理器、数据管理器、传感器、按钮、通信模块、电极和增益控制器。电源向触控笔提供电力。信息管理器可包括存储触控笔的触控笔电容信息的存储器或高速缓存器。数据管理器准备诸如尖端压力数据和取向数据的指示触控笔操作状态的操作数据。传感器包括生成触控笔操作数据的、诸如触控笔尖端压力传感器和筒部传感器的一个或多个传感器。通信模块提供与电子装置的双向通信。增益控制器调节由通信模块的Tx电路发送的信号的增益或强度。在一个实施例中，触控笔还包括信号强度传感器，信号强度传感器测量通信模块的Rx电路从传感器控制器接收到的信号的强度。根据一个实施例，该方法包括基于触控笔和电子装置之间的距离来调节触控笔发送的信号的信号强度。使用触控笔和触控笔传感器之间发送的信号的强度作为触控笔和电子装置之间的距离的代表。该方法部分地包括测量当前在触控笔和电子装置之间发送的信号(即，从触控笔发送到电子装置的信号和/或从电子装置发送到触控笔的信号)的强度，以及确定信号的测量强度是否对应于第一高度值或第二高度值，第一高度值或第二高度值均指示触控笔相对于触控笔传感器的高度。例如，设置阈值高度，并且与等于或小于阈值高度的高度对应的信号的测量强度被确定为对应于第一高度值，并且与高于阈值高度的高度对应的信号的测量强度被确定为对应于第二高度值。该方法随后包括响应于所确定的第一高度值而将触控笔发送的信号的强度调节成第一强度值，并且响应于所确定的第二高度值而将触控笔发送的信号的强度调节成与第一强度值不同的第二强度值。因此，根据触控笔相对于触控笔传感器所确定的高度来调节触控笔的发送信号强度(例如，当触控笔越来越远离触控笔传感器时，使用越来越大的发送信号强度)，由此增大能检测到的触控笔的高度。在一个实施例中，使用两个阈值，以避免不得不过于频繁地在两个发送信号强度之间进行切换(振荡)。例如，该方法包括确定信号的测量强度是否小于第一阈值。如之前，可通过触控笔和/或电子装置中的信号强度传感器来测量信号的强度。如果所测得的信号强度小于第一阈值，则认为触控笔与触控笔传感器相距较远，因此，可将发送信号强度从第一强度值增大至第二强度值。(例如，后续)确定所测得的信号强度是否大于比第一阈值大的第二阈值。如果所测得的信号强度大于第二阈值，则认为触控笔与触控笔传感器较靠近，因此，发送信号强度可从第二强度值减小至第一强度值。如果所测得的信号强度在第一(较小)阈值和第二(较大)阈值之间，则当前触控笔正在发送的信号的强度在可接受水平内并且不调节触控笔发送的信号的强度。当触控笔测量信号的强度时，由触控笔初始化对触控笔发送的信号的强度的调节(增大和减小)。当由电子装置来测量信号的强度时，由电子装置来初始化对触控笔发送的信号的强度的调节。特别地，电子装置向触控笔发送引导触控笔增大或减小信号强度的命令，或者向触控笔发送指示所测得的信号强度的数据，并且触控笔相应地增大或减小信号强度。如本文中使用的，从电子装置发送的命令和数据可被统称为指示电子装置所确定的触控笔高度的“高度信号”。通过将触控笔发送的信号的强度减小至可接受水平，可防止因触控笔发送的信号而过载或饱和所造成的来自触控笔传感器的不正确数据，并且可节省电力。另外地或可供选择地，通过将触控笔发送的信号的强度增大或升高至可接受水平，可增大能检测到的触控笔的高度，即，电子装置可从更大距离检测到触控笔。附图说明在附图中，相同的参考标号指示类似的元件。附图中元件的尺寸和相对位置不一定按比例绘制。图1是例示根据本文中公开的实施例的包括触控笔和电子装置的系统示例的示图。图2A是例示根据本文中公开的实施例的触控笔与电子装置的触控笔传感器相距第一距离的示例的示图。图2B是例示根据本文中公开的实施例的当触控笔与触控笔传感器相距第一距离时通过触控笔传感器的感测天线(传感器线)从触控笔接收到的信号的信号分布示例的示图。图3A是例示根据本文中公开的实施例的触控笔与电子装置的触控笔传感器相距第二距离的示例的示图。图3B是例示根据本文中公开的实施例的当触控笔与触控笔传感器相距第二距离时通过触控笔传感器的感测天线(传感器线)从触控笔接收到的信号的信号分布示例的示图。图4是例示根据本文中公开的实施例的用于调节触控笔发送的信号的信号强度的处理示例的流程图。具体实施方式在下面的描述中，出于说明目的，为了提供对本专利技术的彻底理解，阐述了众多具体细节。然而，对本领域的技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其他情形下，未详细示出而是以框图示出熟知的电路、结构和技术，以避免不必要地混淆对本说明书的理解。因此，所阐述的具体细节仅仅是示例性的。特定实现方式可与这些示例性细节不同并且仍然被料想是在本专利技术的范围内。本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。处于本说明书中的各种地方的短语“在一个实施例中”不一定是指同一实施例。图1是例示根据一个实施例的包括触控笔10和电子装置12的系统示例的示图。电子装置12可以是诸如平板、个人计算机、平板计算机和智能电话的感测触控笔的任何类型的装置。电子装置12包括触控笔传感器14、传感器控制器16、信号强度传感器17、主机处理器18和显示器19。在另一个实施例中，主机处理器18和/或显示器19在电子装置外部。触控笔传感器14包括诸如环形线圈天线或线状导体天线的多个感测天线15。感测天线(传感器线)15接收或检测来自触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源触控笔，所述有源触控笔包括：主体，所述主体包括电极；信号生成器，所述信号生成器与所述电极耦合，以发送来自所述电极的信号；以及增益控制器，所述增益控制器被配置成：确定所述电极相对于传感器的表面的高度，所述传感器包括在互不相同的第一方向和第二方向上延伸的传感器线的矩阵；以及当确定所述高度是第一高度值时，将从所述电极发送的信号的发送信号强度设置成第一强度值，并且当确定所述高度是第二高度值时，将所述发送信号强度设置成第二强度值。

【技术特征摘要】
2016.11.08 US 15/345,9431.一种有源触控笔，所述有源触控笔包括：主体，所述主体包括电极；信号生成器，所述信号生成器与所述电极耦合，以发送来自所述电极的信号；以及增益控制器，所述增益控制器被配置成：确定所述电极相对于传感器的表面的高度，所述传感器包括在互不相同的第一方向和第二方向上延伸的传感器线的矩阵；以及当确定所述高度是第一高度值时，将从所述电极发送的信号的发送信号强度设置成第一强度值，并且当确定所述高度是第二高度值时，将所述发送信号强度设置成第二强度值。2.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述第一强度值小于所述第二强度值并且所述第一高度值小于所述第二高度值。3.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述第一高度值等于或小于阈值高度并且所述第二高度值超过所述阈值高度。4.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述增益控制器被配置成在所述第一强度值和所述第二强度值之间以阶梯状离散变化所述发送信号强度。5.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述增益控制器被配置成对应于连续变化所述有源触控笔的高度在所述第一强度值和所述第二强度值之间连续变化所述发送信号强度。6.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，通过由所述有源触控笔接收的传感器信号的强度和由所述传感器接收的触控笔信号的强度中的一者或两者来确定所述电极的高度。7.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述增益控制器被配置成基于所述有源触控笔接收的传感器信号来确定所述电极的高度。8.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述增益控制器被配置成基于所述有源触控笔接收的高度信号来确定所述电极的高度，其中，所述高度信号指示与所述传感器耦合的传感器控制器基于所述传感器接收的触控笔信号而确定的所述有源触控笔的高度。9.根据权利要求8所述的有源触控笔，其中，所述有源触控笔的电极从所述传感器接收所述高度信号。10.根据权利要求9所述的有源触控笔，其中，所述有源触控笔的电极从所述传感器静电接收所述高度信号。11.根据权利要求9所述的有源触控笔，所述有源触控笔还包括被配置成从所述传感器接收所述高度信号的接收器。12.根据权利要求11所述的有源触控笔，其中，所述接收器是通信器。13.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中，所述增益控制器被配置成：当所述高度跨第一阈值时，将所述发送信号强度从所述第一强度值改变至所述第二强度值；以及当所述高度跨第二阈值时，将所述发送信号强度从所述第二强度值改变至所述第一强度值。14.根据权利要求13所述的有源触控笔，其中，所述第一强度值小于所述第二强度值并且所述第一高度值小于所述第二高度值，所述第一阈值小于所述第二阈值，并且所述增益控制器被配置成：当所述高度超过所述第一阈值时，将所述发送信号强度从所述第一强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·查尔斯·弗莱克，
申请(专利权)人：株式会社和冠，
类型：发明
国别省市：日本,JP