用于电容触摸传感器中的静电指示笔的系统技术方案

描述了用于在有源指示笔中发送和接收用于电容触摸传感器的信号的系统，该系统具有用于从电极接收电流以及用于将电压发送到电极上的至少一个电路。该系统包括用于在接收模式中接收电流的组件、开关以及至少变具有变压器和二极管的开关模式电源电路，该二极管耦合到变压器。在发送模式中，存在用于以下操作的装置：将被配置成在接收模式中接收电流的各组件中的至少一些组件与在杂散电容上形成的电压电隔离。在接收模式中，存在用于以下操作的装置：将被配置成在接收模式中接收电流的各组件中的至少一些组件与开关模式电源电路中的变压器的电感电隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于利用例如指示笔来定位电容触摸传感器中的静电指示笔的电容触摸传感器的技术。背景诸如用于便携式设备和监视器的触摸屏的触摸传感器可使用诸如指示笔等书写工具来操纵，由此使得能够输入与用户输入有关的信息。例如，可使用指示笔来触摸触摸传感器的各个区域。触摸传感器接收到的用户输入还可涉及检测指示笔的移动，诸如接收关于由指示笔在触摸传感器上的移动产生的某种形式的书写或标记的信息。概述本说明书涉及用于通过精细定点指示笔来使用电容触摸传感器的系统、方法和技术。一般而言，本说明书中描述的主题的某些方面可以体现在涉及传感器和指示笔的方法中。此方面的其他实施例包括被配置成执行编码在计算机存储设备上的方法的动作的相应的系统、装置和计算机程序。一般而言，本说明书中所描述的主题的另一方面可被体现在包括涉及电容触摸传感器和静电指示笔的动作的方法中。一些方面表征一种用于使用有源指示笔来使得能够确定该有源指示笔相对于电容触摸传感器的二维位置的方法，其中该电容触摸传感器具有二维导体矩阵，该二维导体矩阵被配置为按行排列的第一导体阵列和按列排列的第二导体阵列，并且其中该有源指示笔具有电极和有源组件。该方法包括在有源指示笔中从矩阵中的各列中的至少一列接收第一信号，测量从所述各列接收到的每一个第一信号的信号强度，使用测得的信号强度来计算有源指示笔沿着电容触摸传感器的矩阵的第一轴的第一位置，以及传送有源指示笔沿着电容触摸传感器的矩阵的第一轴的计算出的第一位置。该方法涉及将第二信号从有源指示笔的电极发送到矩阵的各行中的至少一行以指示有源指示笔沿着该矩阵的第二轴的第二位置，其中该电容触摸传感器被配置成基于接收到的第二信号来确定沿着该矩阵的第二轴的第二位置。电极位于有源指示笔内并且被配置成与电容触摸传感器静电耦合，并且有源指示笔的电极被配置成既接收又发送信号。这些和其他实施例各自可选地包括以下特征中的一个或多个。该方法可涉及在于有源指示笔中接收到第一信号或发送第二信号之前，在有源指示笔中从电容触摸传感器接收第三信号以将有源指示笔的时基与电容触摸传感器的时基同步。用于同步的第三信号可以在有源指示笔中通过通信信道来接收。该通信信道可以是无线通信信道、超声信号或光信道。通信信道可被配置成接收或发送涉及有源指示笔或电容触摸传感器中的至少一个的信息。可以从第一列阵列中的至少一列接收该第三信号，即可以在有源指示笔中通过至少在这一列处的电极来接收该第三信号。可以从第一列阵列中的多列上同时发送的脉冲中接收第三信号。第三信号可以一个时间帧接收一次。该时间帧可包括被分配来供指示笔接收第三信号的时隙。时间帧可包括被分配来供每一列发送来自电容触摸传感器的第一信号的时隙。时间帧可包括被分配用于从有源指示笔发送计算出的第一位置的时隙。时间帧可包括被分配来供多个有源指示笔中的每一个发送相应的第一位置的时隙。从有源指示笔发送计算出的第一位置可被配置成通过通信信道来进行。该通信信道可以是无线信道、超声信号或光信道。从有源指示笔发送计算出的第一位置可被配置成通过有源指示笔的电极与矩阵的静电耦合来进行，并且至少一行可被配置成从有源指示笔的电极接收计算出的第一位置。有源指示笔的发送可被配置成与利用多个正交波形的、其他有源指示笔或列的多个发送同时进行。有源指示笔的发送可被配置成与利用同步的多个频分信号的、其他有源指示笔或列的多个发送一起进行。有源指示笔的发送可被配置成与利用同步的多个码分信号的、其他有源指示笔或列的多个发送一起进行。该方法可涉及内插以计算有源指示笔的第一和第二位置。有源指示笔可包括:与电极耦合的开关，该开关可被配置成多路复用相对较大的电压和相对较小的电流，其中该开关可被配置成在发送模式中将电压发送到电极上，以及在接收模式中从电极接收电流；针对可耦合到开关的电流的接收器电路，该接收器电路用于从电极接收通过该开关的电流的至少一部分；针对耦合到开关的电压的发送器电路，该发送器电路用于将通过该开关的电压的至少一部分发送到电极上；耦合到接收器和发送器电路的微控制器；以及为至少微控制器供电的内置电源。微控制器可被配置成计算有源指示笔相对于电容触摸传感器上的位置的坐标位置，并且报告有源指示笔的所述坐标位置中的至少一些。微控制器还可被配置成内插以计算有源指示笔的坐标位置。内置电源可包括电池或超级电容。电流可以是微安的数量级，而电压可以是一百伏的数量级。有源指示笔可具有被配置成与电容触摸传感器的矩阵交互的笔尖。指示笔的笔尖可包括用于提供对通过指示笔的力的测量的力传感器。一般而言，本说明书中描述的主题的另一方面可体现在用于使用电容触摸传感器来使得能够确定有源指示笔相对于电容触摸传感器的二维位置的方法中，其中电容触摸传感器具有二维导体矩阵，该二维导体矩阵被配置为按行排列的第一导体矩阵和按列排列的第二导体矩阵，并且其中有源指示笔具有电极和有源组件。该方法涉及将第一信号从矩阵中的至少一列发送到有源指示笔以指示该有源指示笔沿着电容触摸传感器的矩阵的第一轴的第一位置，以及在矩阵中的一行或多行处从有源指示笔的电极接收第二信号以指示该有源指示笔沿着矩阵的第二轴的第二位置。电容触摸传感器被配置成基于接收到的第二信号来确定沿着矩阵的第二轴的第二位置，并且电容触摸传感器被配置成与位于有源指示笔中的电极静电耦合。这些和其他实施例每个可选地包括以下特征中的一个或多个。该方法可涉及在发送第一信号或接收第二信号之前，将第三信号从电容触摸传感器发送到有源指示笔以将有源指示笔的时基与电容触摸传感器的时基同步。该第三信号可以从第一列阵列中的至少一列通过电极发送到有源指示笔。第三信号可以与从第一列阵列中的多列同时发送的脉冲一起发送。第三信号可以一个时间巾贞发送一次。该时间巾贞可包括被分配来将第三信号发送到指示笔的时隙。时间帧可包括被分配来供每一列发送来自电容触摸传感器的第一信号的时隙。时间帧可包括被分配来供多个有源指示笔中的每一个发送用于确定该指示笔沿着第二轴的位置的第二信号的时隙。该方法可包括接收有源指示笔沿着电容触摸传感器的矩阵的第一轴的计算出的第一位置，其中从有源指示笔接收计算出的第一位置被配置成通过将有源指示笔的电极静电耦合到矩阵来进行，并且至少一行被配置成从有源指示笔的电极接收计算出的第一位置。一般而言，本说明书中描述的主题的另一方面可以体现在被配置成与电容触摸传感器一起操作的有源指示笔。有源指示笔包括电极，该电极被配置成既接收又发送信号并且被配置成与电容触摸传感器静电耦合。有源指示笔包括与电极耦合的开关，该开关被配置成多路复用相对较大的电压和相对较小的电流，其中该开关被配置成在发送模式中将电压发送到电极上，以及在接收模式中从电极接收电流。有源指示笔包括用于通过开关从电极接收电流以及用于将耦合的电压通过开关发送至电极的装置。有源指示笔包括耦合到接收器和发送器电路的微控制器，该微控制器被配置成确定有源指示笔相对于电容触摸传感器上的位置的至少一个位置。有源指示笔包括向至少微控制器供电的内置电源。这些和其他实施例每个可选地包括以下特征中的一个或多个。微控制器可被配置成计算有源指示笔相对于电容触摸传感器上的位置的坐标位置，并且报告来自有源指示笔的坐标位置中的至少某一些。微控制器可被配置成在计算有源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.30 US 12/871,6681.一种用于在有源指示笔中发送和接收用于电容触摸传感器的信号的方法，所述有源指示笔包括电极和至少一个电路，所述至少一个电路用于通过所述电极接收电流以及用于将电压发送到所述电极上，所述方法包括: 在发送模式中，通过以下操作来对用于发送通过耦合到所述电极的节点的电压的所述电路进行配置: 使用开关模式电源电路来生成电压，所述开关模式电源电路至少包括电感器和二极管，所述二极管耦合到所述变压器； 准许所述二极管在所述发送模式中间歇性地正向偏置并且使得电流通过所述二极管流到杂散电容；以及 在所述发送模式中将开关配置 成与所述电路中被配置成在接收模式中接收电流的各组件中的至少一些组件与在所述杂散电容上形成的电压电隔离；以及 在所述接收模式中，通过以下操作来对用于接收通过耦合到所述电极的节点的电流的所述电路进行配置: 将所述开关配置成将所述电流接收到所述电路中被配置成在所述接收模式中接收电流的各组件中；以及 将所述二极管配置成在所述接收模式中反向偏置以使得所述电路中被配置成在所述接收模式中接收电流的各组件中的至少一些组件与所述开关模式电源电路中的变压器的电感电隔离。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，电阻耦合到所述二极管，所述方法还包括在所述电阻的至少一端上提供大于所述电路的接地电压的参考电压。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在所述接收模式中将接收到的电流的至少一部分发送到电流接收器电路中，所述电流接收器电路由微控制器控制。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，配置包括在所述发送模式中将所述开关配置成将所述电路中被配置成在所述接收模式中接收所述电流的至少一些组件与在寄生电容上形成的电压电隔离，所述寄生电容与耦合到所述电极的节点上的一个或多个组件相关联。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括与耦合到所述电极的节点处的所述杂散电容并联地放置第二蓄意电容。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括接收一微安数量级的电流以及发送一百伏数量级的电压。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开关模式电源电路包括回扫电路。8.—种用于在有源指示笔中发送和接收用于电容触摸传感器的信号的装置，所述装置具有用于从电极接收电流以及用于将电压发送到所述电极上的至少一个电路，所述装置包括:所述电极； 被配置成在接收模式中接收所述电流的组件； 至少包括变压器和二极管的开关模式电源电路，所述二极管耦合到所述变压器； 开关；并且 其中: 在发送模式中，用于将电压发送到所述电极的所述电路被配置成:使用所述开关模式电源电路来生成所述电压； 将所述二极管配置成在所述发送模式中间歇性地正向偏置并且使得电流通过所述二极管流到杂散电容中；以及 将所述开关配置成在所述发送模式中将所述电路中被配置成在所述接收模式中接收电流的各组件中的至少一些组件与在所述杂散电容上形成的电压电隔离；以及在所述接收模式中，用于从所述电极接收所述电流的所述电路被配置成: 将所述开关配置成将所述电流接收到被配置成在所述接收模式中接收所述电流的各组件中；以及 将所述二极管配置成在所述接收模式中反向偏置，以使得被配置成在所述接收模式中接收所述电流的各组件中的至少一些组件与所述开关模式电源电路中的变压器的电感电隔离。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述开关模式电源电路包括回扫电路。10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括电阻，所述电阻耦合到所述二极管，所述电路被配置成在所述电阻的至少一端上提供大于所述电路的接地电压的参考电压。11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电路被配置成在所述接收模式中将接收到的电流的至少一部分发送到电流接收器电路中，所述电流接收器电路用微控制器来控制。12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述杂散电容包括与耦合到所述电极的节点上的一个或多个组件相关联的寄生电容。13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括与耦合到所述电极的节点处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦斯特许斯，J·Y·韩，
申请(专利权)人：感知像素股份有限公司，
类型：
国别省市：