压敏触控笔制造技术

一种触控笔，包括：外壳，所述外壳沿纵向方向延伸且在一端上包括开口；笔尖，所述笔尖沿所述纵向方向延伸并穿过所述开口；以及传感器，所述传感器被配置成检测所述笔尖在与所述纵向方向正交的方向上的位移。

Pressure sensitive touch pen

A touch pen includes a shell that extends along the longitudinal direction and includes an opening at one end; the tip of the pen extends along the longitudinal direction and passes through the opening; and the sensor is configured to detect the displacement of the pen tip in the direction perpendicular to the longitudinal square.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压敏触控笔背景数字化仪系统被用作用于捕捉数据或手写签名、文本、绘图、符号等的计算机输入设备。数字化平板和触摸屏是用来替代鼠标作为台式计算机的主指点和导航设备的示例性数字化仪系统。用户通过在数字化仪系统的感测表面(例如，平板和/或触摸屏)上定位并移动一物体(诸如触控笔和/或手指)来与该系统交互。该物体相对于感测表面的位置被数字化仪系统跟踪并被解释为用户命令。概述用户在与计算设备的感测表面进行交互时通常以某一角度(例如，30度角)来拿住触控笔。在交互期间，归因于与感测表面的接触压力，力被施加在书写笔尖的轴向方向和横轴向两者上。轴向方向的力致使书写笔尖缩回，而横轴方向的力导致书写笔尖弯曲。横轴力通常是很大的且可能大于轴向力。根据本公开的一些实施例，提供了一种对施加在书写笔尖上的横轴力敏感的触控笔。通常，该触控笔也对施加在书写笔尖的轴向力敏感。根据本公开的一些实施例，提供了一种对施加在书写笔尖上的横轴力进行感测的传感器。除非以其他方式定义，否则本文中所使用的所有技术和/或科学术语具有如本领域的普通技术人员共同理解的相同含义。虽然类似于或等同于本文所描述的方法和材料可被用于本公开的各实施例的实践和测试中，但是下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，包括定义的专利申请将优先。此外，材料、方法和示例仅是说明性的，并不一定旨在限制。附图的若干视图的简要描述此处参考附图描述本公开的一些实施例，仅作为示例。现在专门详细地参考附图，强调的是，所示的细节是举例而言的并且只是出于对本公开的各实施例的说明性讨论的目的。在这一点上，参考附图的描述使得如何实践本公开的各实施例对本领域技术人员是显而易见的。在附图中：图1A和1B是根据本公开的一些实施例的处于悬停和接触操作模式的示例性触控笔的简化示意图；图2是根据本公开的一些实施例的具有示例性压力传感器的示例性触控笔的简化框图；图3A和3B是根据本公开的一些实施例的基于电容的传感器处于中性位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图分别沿长度和直径切开；图4A和4B是根据本公开的一些实施例的基于电容的传感器处于倾斜位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图沿长度和直径切开；图5A、5B和5C是根据本公开的一些实施例的沿书写笔尖和基于电容的传感器的直径切开的简化示意截面图；图6A和6B是根据本公开的一些实施例的基于电阻的传感器处于中性位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图分别沿长度和直径切开；图7是根据本公开的一些实施例的跨书写笔尖和基于电阻的传感器的直径切开的简化示意截面图；图8是根据本公开的一些实施例的示例性压力传感器与书写笔尖的远端处于通信中的示例性触控笔的简化框图；图9A、9B和9C是根据本公开的一些实施例的沿书写笔尖的长度切开的简化示意截面图；图10是根据本公开的一些实施例的示例性笔尖倾斜传感器与书写笔尖的远端处于通信中的示例性触控笔的简化框图；图11是根据本公开的一些实施例的用于笔尖倾斜传感器的电极的简化示意图；图12是根据本专利技术的一些实施例的用于感测施加在书写笔尖上的横轴压力的示例性方法的简化流程图；以及图13是根据本专利技术的一些实施例的用于感测施加在书写笔尖上的接触压力的示例性方法的简化流程图。详细描述用于与数字化仪传感器交互的触控笔可以是无源导电物体或传送信号的指点设备。电磁触控笔是本领域已知的用于操作数字化仪系统的一种类型的触控笔。电磁触控笔通过发出可在该系统的感测表面上的各位置处拾取的电磁信号来操作。触控笔的书写笔尖的位置检测可通常在物体正触摸感测表面和/或悬停在感测表面之上时被执行。书写笔尖通常与感测归因于接触压力而施加在书写笔尖上的轴向力的传感器相关联。根据本公开的一些实施例，触控笔包括对书写笔尖的倾斜或弯曲敏感的传感器。书写笔尖在用户将书写笔尖压靠感测表面时往往弯曲或倾斜。通常，该弯曲或倾斜是书写笔尖的通常细长形和弹性属性的结果。根据本公开的一些实施例，该传感器包括响应于书写笔尖的倾斜或弯曲而压缩的可压缩材料。在一些实施例中，可压缩材料包围书写笔尖。该材料的压缩导致传感器的输出中的可检测变化。该传感器可以是基于电容的传感器或基于电阻的传感器。对于基于电容的传感器，可压缩电介质环被安置在导电书写笔尖周围。电介质环填充笔尖与导电部(例如集成或图案化在触控笔外壳上的导电环)之间的空间。监视笔尖与触控笔外壳上的导电环之间的电容。书写笔尖的弯曲或倾斜压缩电介质环，并且作为结果，电容改变。可任选地，多个分立电极被图案化在触控笔外壳上来代替导电环。笔尖与分立电极中的每一者之间的电容可被监视，以使得倾斜的方向以及量级可被检测。对于电阻传感器，可压缩材料响应于压缩而改变其导电属性。可任选地，传感器可包括响应于压缩而更改其电阻率或变得导电的可压缩电介质环/导电环。书写笔尖的弯曲或倾斜压缩电介质环/导电环并更改在导电环上检测到的信号的振幅。归因于弯曲或倾斜的压缩还可导致在导电环上检测到的信号的相移。检测到的信号是在书写笔尖上发射的信号。在其他实施例中，基于电容或电阻的传感器中包括的可压缩材料与书写笔尖的远端(远离与感测表面交互的一端)通信并且不必包围笔尖。另选地，可压缩电介质/导电材料被直接施加在笔尖上，且基于沿书写笔尖的长度检测到的信号的振幅来检测施加在书写笔尖上的压力。在详细地解释各示例实施例的至少一个实施例之前，应当理解本公开不必要限于其应用于构造的细节以及在以下描述中阐述和/或在附图中示出的组件的排列和/或方法。本公开能够以其他实施例或者以各种方式实践或执行。现在参考图1A和1B，其示出了根据本公开的一些实施例的处于悬停和接触操作模式的示例性触控笔的简化示意图。触控笔200通过悬停在数字化仪传感器100上方(图1A)且还通过触摸数字化仪传感器100(图1B)来与数字化仪传感器100交互。通常，用户在交互期间以相对于数字化仪传感器100的某一角度来拿住触控笔200。在触控笔200检测数字化仪传感器100时，触控笔200的书写笔尖350被压靠数字化仪传感器100表面。当触控笔200以某一角度被拿住时，与数字化仪传感器100或其他表面的接触在书写笔尖350上在轴向方向305和横轴方向315两者上施力。轴向方向也是触控笔200的纵向方向。书写笔尖350通常归因于所施加的横轴力在0-500μm的范围上弯曲或倾斜，且通常在0-150μm或最高200μm范围内的距离上缩回到触控笔200中。在一些示例性实施例中，在与数字化仪传感器100交互期间监视书写笔尖350的弯曲/倾斜以及缩回。可任选地，与书写笔尖350的弯曲/倾斜和缩回有关的信息由触控笔200发射且由数字化仪传感器100拾取。通常，对弯曲和倾斜的检测改进检测悬停和接触之间的转变的准确度。通常，对弯曲和倾斜的检测改善检测检测期间所施加的压力的变化的准确度。可任选地，书写笔尖350是不可缩回的或书写笔尖350的缩回不被感测。现在参考图2，示出了根据本公开的一些实施例的具有示例性压力传感器的示例性触控笔的简化框图。触控笔200可以是在接收到或没有接收到来自数字化仪系统或来自另一源的触发信号的情况下自生成发射信号的有源触控笔。触控笔200可另选地是包括响应于接收到触发信号而被激活的谐振器装置的无源触控笔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触控笔，包括：外壳，所述外壳沿纵向方向延伸且在一端上包括开口；笔尖，所述笔尖沿所述纵向方向延伸并穿过所述开口；以及传感器，所述传感器被配置成检测所述笔尖相对于所述外壳的位移，其中所述位移与所述纵向方向正交。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.09 US 14/848,5271.一种触控笔，包括：外壳，所述外壳沿纵向方向延伸且在一端上包括开口；笔尖，所述笔尖沿所述纵向方向延伸并穿过所述开口；以及传感器，所述传感器被配置成检测所述笔尖相对于所述外壳的位移，其中所述位移与所述纵向方向正交。2.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述传感器被配置成检测所述笔尖朝所述外壳的弯曲或倾斜。3.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述传感器包括配置成以所述笔尖的位移来压缩的可压缩材料。4.如权利要求3所述的触控笔，其特征在于，所述触控笔包括电路，所述电路被配置成：经由所述笔尖发射第一信号，检测集成或图案化在所述外壳上的电极上的第二信号，以及将所述第一信号和所述第二信号的振幅和相位中的至少一者进行比较，其中所述可压缩材料是包括内径和外径的环形元件，其中所述内径大小被定为适合包围所述笔尖，而所述外径大小被定为接触固定到所述外壳的电极。5.如权利要求4所述的触控笔，其特征在于，所述电极被分成多个孤立部分，并且其中所述电路被配置成检测所述多个孤立部分中的每一者上的信号。6.如权利要求3-5中的任一者所述的触控笔，其特征在于，所述可压缩材料是介电材料。7.如权利要求3-6中的任一项所述的触控笔，其特征在于，所述可压缩材料被配置成响应于压缩而改变其导电属性。8.如权利要求3-7中的任一项所述的触控笔，其特征在于，所述可压缩材料被配置成基于压...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·巴雷尔，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US