主动式触控笔环形电极制造技术

本发明专利技术公开了一种环形电极，所述环形电极用于确定触控笔相对于表面的取向。所述触控笔能够包括环形电极构造，所述环形电极构造能够改善所述环形电极与触摸面板之间的电容耦合。所述环形电极构造能够包括环形电极和接地环，以及接地板。通过改变环形电极、接地环、接地板的长度以及这些元件之间的距离，能够调节从所述环形电极发出的电场，以优化所述环形电极与所述表面之间的所述电容耦合。在一些实施例中，所述环形电极能够包括多个子环。在一些实施例中，所述环形电极能够包括具有突出的冠形，每个突出具有的宽度沿所述环形电极的长度渐缩至最小宽度。

Active touch pen ring electrode

The invention discloses an annular electrode for determining the orientation of a stylus relative to the surface. The stylus can include a ring electrode structure, which improves the capacitive coupling between the annular electrode and the touch panel. The annular electrode structure can include a ring electrode and a grounding ring, and a grounding plate. By changing the ring electrode, the earthing ring, the length of the floor and the distance between the elements, the electric field from the ring electrode can be adjusted to optimize the capacitance coupling between the ring electrode and the surface. In some embodiments, the ring electrode can include a plurality of sub rings. In some embodiments, the ring electrode can include a prominent crown, and the width of each protruding is reduced to a minimum width along the length of the ring electrode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】主动式触控笔环形电极
本文整体涉及与触敏装置一起使用的输入设备，并且更具体地，涉及主动式触控笔的环形电极的设计。
技术介绍
许多类型的输入设备目前可用于在计算系统中执行操作，该计算系统诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸面板、触摸屏等等。具体地，触敏装置和触摸屏因其在操作方面的简便性和灵活性以及其买得起的价格而变得相当普及。触敏装置可包括触摸面板和显示设备诸如液晶显示器(LCD)，该触摸面板可以是具有触敏表面的透明面板，该显示设备可部分地或完全地被定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。触敏装置可允许用户通过使用手指、触控笔或其他对象在由显示设备所显示的用户界面(UI)常常指示的位置处触摸该触摸面板或悬停在触摸面板上方来执行各种功能。一般来讲，触敏装置可识别触摸或悬停事件和该事件在触摸面板上的位置，并且计算系统然后可根据该事件发生时出现的显示内容来解释该事件，并且然后可基于该事件来执行一个或多个动作。触控笔已成为触敏装置的流行输入设备。具体地讲，使用能够产生可由触敏装置感测的触控笔激励信号的主动式触控笔，可以提高触控笔的精度并改善触控笔的控制。触控笔在接触触摸面板或悬停在触摸面板上方时可以具有各种取向(例如，方位角和倾斜角)。一些触控笔可以检测触控笔的取向，并根据触控笔取向执行操作。然而，当以特定取向角使用主动式触控笔时，检测主动式触控笔的方位角和倾斜角可较为困难(例如，可能导致倾斜不准确和倾斜抖动)。
技术实现思路
本专利技术涉及检测触控笔相对于表面的取向，例如方位角和倾斜角。在一个实施例中，可以通过检测触控笔上相对于表面的一个或多个位置处的电容，然后使用该(一个或多个)电容确定触控笔相对于表面的取向，从而检测触控笔相对于接触表面(例如，触摸面板)的取向。在一些实施例中，触控笔可以包括环形电极构造，此构造可以改善环形电极(用于取向检测)与触摸面板之间的电容耦合。在一些实施例中，环形电极构造可以包括连接到控制电路的圆柱状环形电极和连接到基准电位(例如接地)的接地环。通过改变环形电极、接地环的长度以及这些元件之间的距离，可以调节从环形电极发出的电场，以优化环形电极和表面之间的电容耦合。例如，圆柱状环形电极和表面之间的耦合可以沿环形电极变得更加均匀，这可以改善倾斜精度并减少倾斜抖动，从而得到更好的触控笔性能。在一些实施例中，环形电极可以包括多个子环，每个子环的相应长度随着每个子环沿着电极远离触控笔尖端的长度而增加。在一些实施例中，环形电极可以包括具有突出的冠形，每个突出的宽度沿环形电极的长度渐缩至最小宽度。在一些情况下，环形电极中接近触控笔尖端的那部分(例如，环形电极的一半处)的表面积可以小于环形电极中远离触控笔尖端的那部分的表面积。在一些情况下，环形电极基座可以包括通孔，并且可以将写入从尖端电极、环形电极和接地环路由穿过环形电极基座，以控制触控笔中的电路。附图说明图1A至图1D示出了带有触摸屏的系统的示例，该触摸屏可以从根据本公开实施例的主动式触控笔接收输入。图2示出了示例性计算系统的框图，该系统可以从根据本公开实施例的主动式触控笔接收输入。图3示出了包括根据本公开实施例的触摸感测电路的示例性触摸屏，该触摸感测电路被配置为驱动区域和感测区域或驱动线和感测线。图4示出了包括根据本公开实施例的触摸感测电路的示例性触摸屏，该触摸感测电路被配置为像素化电极。图5A和图5B分别示出了根据本公开各种实施例的示例性触控笔的侧视图和仰视图。图6示出了根据本公开实施例的示例性触摸传感器面板配置，该配置可与图2的触摸ASIC一起操作，以执行触控笔扫描。图7A和图7B分别示出了根据本公开各种实施例的示例性触控笔的垂直取向和倾斜取向。图8A和图8B分别示出了根据本公开实施例的示例性触控笔和示例性触敏装置的方位角和倾斜角。图9A示出了根据本公开实施例的包括常规环形电极的示例性触控笔。图9B示出了根据本公开实施例的包括圆柱状环形电极的示例性触控笔。图9C示出了根据本公开实施例的包括圆柱状环形电极的示例性触控笔，该圆柱状环形电极被配置为具有更均匀的电场耦合。图10A和图10B分别示出了根据本公开实施例的被配置为具有更均匀电场耦合的环形电极构造的透视图和侧视图。图11A和图11B分别示出了根据本公开实施例的被配置为具有更均匀电场耦合的另一个环形电极构造的透视图和侧视图。图12A和图12B分别示出了根据本公开实施例的被配置为具有更均匀电场耦合的另一个环形电极构造的透视图和侧视图。图12C和图12D示出了图12A至图12B中根据本公开实施例的环形电极在沿着该环形电极长度的两条参考线处的横截面视图。图13A和13B分别示出了根据本公开实施例的包括布线的环形电极基座的横截面视图和侧视图。具体实施方式在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性变更。本专利技术涉及检测触控笔相对于表面的取向，例如方位角和倾斜角。在一个实施例中，可以通过检测触控笔上相对于表面的一个或多个位置处的电容，然后使用该(一个或多个)电容确定触控笔相对于表面的取向，从而检测触控笔相对于接触表面(例如，触摸面板)的取向。在一些实施例中，触控笔可以包括环形电极构造，此构造可以改善环形电极(用于取向检测)与触摸面板之间的电容耦合。在一些实施例中，环形电极构造可以包括连接到控制电路的圆柱状环形电极和连接到基准电位(例如接地)的接地环。通过改变环形电极、接地环的长度以及这些元件之间的距离，可以调节从环形电极发出的电场，以优化环形电极和表面之间的电容耦合。例如，圆柱状环形电极和表面之间的耦合可以沿环形电极变得更加均匀，这可以改善倾斜精度并减少倾斜抖动，从而得到更好的触控笔性能。在一些实施例中，环形电极可以包括多个子环，每个子环的相应长度随着每个子环沿着电极远离触控笔尖端的长度而增加。在一些实施例中，环形电极可以包括具有突出的冠形，每个突出的宽度沿环形电极的长度渐缩至最小宽度。在一些情况下，环形电极中接近触控笔尖端的那部分(例如，环形电极的一半处)的表面积可以小于环形电极中远离触控笔尖端的那部分的表面积。在一些情况下，环形电极基座可以包括通孔，并且可以将写入从尖端电极、环形电极和接地环路由穿过环形电极基座，以控制触控笔中的电路。图1A至图1D示出了带有触摸屏的系统的示例，该触摸屏可以从根据本公开实施例的主动式触控笔接收输入。图1A示出了包括触摸屏124的示例性移动电话136，该触摸屏可以从根据本专利技术实施例的主动式触控笔接收输入。图1B示出了包括触摸屏126的示例性数字媒体播放器140，该触摸屏可以从根据本专利技术实施例的主动式触控笔接收输入。图1C示出了包括触摸屏128的示例性个人计算机144，该触摸屏可以从根据本专利技术实施例的主动式触控笔接收输入。图1D示出了包括触摸屏130的示例性平板计算设备148，该触摸屏可以从根据本专利技术实施例的主动式触控笔接收输入。包括可穿戴设备在内的其他设备可以接收来自根据本公开实施例的主动式触控笔的输入。触摸屏124,126,128和130可以基于例如自电容或互电容感测技术或者另一种触摸感测技术。例如，在基于自电容的触摸系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：由非导电材料形成的基座；由导电材料形成并环绕所述基座的环形电极；接地环，所述接地环由所述导电材料形成并环绕所述基座，并与所述环形电极分隔第一距离；和接地板，所述接地板由第二导电材料形成并且与所述环形电极分隔第二距离；其中所述环形电极连接到驱动电路，所述接地环连接到基准电位，并且所述接地板连接到所述基准电位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.08 US 14/848,2771.一种装置，包括：由非导电材料形成的基座；由导电材料形成并环绕所述基座的环形电极；接地环，所述接地环由所述导电材料形成并环绕所述基座，并与所述环形电极分隔第一距离；和接地板，所述接地板由第二导电材料形成并且与所述环形电极分隔第二距离；其中所述环形电极连接到驱动电路，所述接地环连接到基准电位，并且所述接地板连接到所述基准电位。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述环形电极的至少一部分是具有第一外径的中空圆柱状形状，并且其中所述接地电极的至少一部分是具有第一外径的中空圆柱状形状。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述环形电极具有大于所述环形电极的所述第一外径的长度。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述环形电极具有第一长度，并且所述接地环具有小于所述第一长度的第二长度。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述环形电极与所述接地环之间的所述第一距离小于所述接地环的所述第一长度。6.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一长度处于3mm和7mm的范围内。7.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一距离处于3.5mm和6mm的范围内。8.根据权利要求4所述的装置，其中所述第二距离处于2mm和4mm的范围内。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置还包括第一连接器，所述第一连接器被配置为将所述装置耦接到触控笔设备的尖端电极。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述环形电极被配置为电容耦合至触敏表面，并且所述环形电极还被配置为电容耦合至所述接地环。11.根据权利要求1所述的装置，还包括耦接到所述环形电极的一条或多条第一导电迹线、耦接到所述接地环的一条或多条第二导电迹线，其中所述第一导电迹线和所述第二导电迹线被引导穿过所述基座。12.根据权利要求11所述的装置，还包括被配置为将所述第一导电迹线耦接到所述环形电极的一个或多个第一通孔，以及被配置为将所述第二导电迹线耦接到所述接地环的一个或多个第二通孔。13.根据权利要求12所述的装置，其中所述一个或多个第二通孔中的至少一个具有圆形形状，具有大于所述接地环的长度的第二直径。14.根据权利要求1所述的装置，其中所述基准电位是接地电压。15.一种用于主动式触控笔的电极，包括：沿所述电极的长度彼此平行地定位的多个中空圆柱状子环；其中所述子环中的每个子环在第一方向上与相...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·班达里，B·R·马歇尔，LQ·谭，R·纳西瑞马哈拉提，A·N·兹默曼，R·P·布鲁克斯，K·C·阿门达瑞兹，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US