半无源触控笔制造技术

公开了与触敏设备结合使用的具有细长主体的触控笔，其中所述触敏设备在其表面附近产生里触摸检测信号，在一个实施例中，所述触控笔包括具有一个或多个适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用的笔尖部件的笔尖，和将一个或多个笔尖部件可操作地连接至所述触控笔主体或环境地面的其他源的一个或多个可变电路。在一个实施例中，所述触控笔具有包括适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用的多个笔尖部件的笔尖；除了可变电路可变地连接所述多个笔尖部件中的至少两个以外，所述多个笔尖部件中的每一个互相绝缘。还公开了用于基于变化的电连接的检测量检测所述触控笔相对于所述触敏设备的位置、角度和旋转的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半无源触控笔此申请是2015年9月11日提交的题为“Semi-PassiveStylusUsingParametricModulation”的美国临时专利申请No.62/217,426的非临时申请并且要求其优先权。
所公开的系统和方法大体涉及用户输入领域，且更具体地涉及提供新颖的半无源触控笔的用户输入系统。附图说明下列对如附图所示的各实施例的更加较具体的描述，本公开的前述的及其他目标、特征，和优点将变得显而易见，在附图中，各个图中的附图标记表示相同部分。附图不一定按比例绘制，而是着重于描绘所公开实施例的原理。图1提供了示出低等待时间触摸传感器设备的实施例的高级方框图。图2A示出具有行和列的投射电容触摸表面的实施例。图2B示出提供一组行和一组列之间的耦合的触摸。图2C示出提供行和列之间的耦合的触控笔或其他有形体。图3A-C示出在半无源触控笔中参数化调制的电容的说明性实施例。图4A-B示出半无源触控笔的说明性实施例。图5A-C示出了触控笔的互相结合的笔尖的进一步说明性实施例。图6A-C示出在触控笔的互相结合的笔尖中参数化调制的电容的说明性实施例。图7A示出了触控笔的另一个说明性实施例，其笔尖被分成三个不同的电容部分并且相对于触摸表面以三个不同的取向(左侧、中间、和右侧)示出。图7B示出先前在图7A中示出的左侧、中间、和右侧触控笔位置的调制电平。
技术介绍
触控笔或有形物体(下文中有时为有形体)可以以三种不同的方式工作：(1)无源，其中触控笔根本不具有电池或其他能量源并依靠外部信号的能量以执行它的功能；(2)有源，其中触控笔具有它本身的能量源用于运行内部电子设备和传输信号两者；以及(3)如本文中描述的，半无源，其中触控笔具有它本身的电池或能量源用于运行内部电子设备，但是不用于生成或传输信号。现有的有源投射电容(PCAP)触控笔由于其高有功功率和依靠异构数字、模拟、和机械传感器的阵列来收集输入数据和环境，因此是昂贵、重、和厚主体的人机接口设备。它们的高有功功率也可直接导致需要定期充电或更换电池以确保连续操作的终端用户的不便。这些限制已经减缓了有源PCAP触控笔的广泛商业应用。然而，这些妥协使得连接到有源PCAP触控笔的计算机系统提供：触控笔事件和触摸之间的输入区分；多种有源触控笔之间的输入区分；一个或多个有源触控笔的笔尖和橡皮擦之间的区分；优越的手掌排除；和薄的触控笔尖。然而，有源触控笔可以被设计为与其他触摸和触控笔区分开，但这样做会消耗大量的功率。由此，有源触控笔通常需要大电池和/或必须被频繁地充电和/或替换的电池。无源(即，没有电池)PCAP触控笔通过在同时的触控笔笔尖、触控笔橡皮擦、和触摸输入之间作出可靠区分的能力来解决这些花费和功率限制。无源触控笔也通过消除对电池和复杂功能组件的需求部分地解决了有源笔的人体工学限制。然而，虽然无源触控笔设计简化流线并使触控笔主体变薄，但这是以牺牲输入信噪比为代价的，因此妥协了笔尖厚度，并有效地将一个人体工学不足换为另一个。无源触控笔可以是导电的或绝缘杆，例如用于模仿人类手指，并且许多无源触控笔被销售以与现存的COTS平板电脑一起使用。然而，无源触控笔的问题是它们的输入不能与其他无源触控笔或与触摸区分。当与今天的有源和无源触控笔相比较，本文公开的半无源触控笔与无源和有源触控笔相比实现了更低的功率消耗、维持设计复杂性并且减少了相关的成本。目前公开的半无源触控笔可以提供这些优点中的一些或全部而不在所需的或有益的触控笔性能上进行妥协。该触控笔还几乎不需要功率，并且笔尖厚度不被节制来适应本文公开的优点。例如，在一个实施例中，由于半无源触控笔的有限功耗，小电池可以维持几年或甚至设备的使用寿命。此外，公开的半无源触控笔允许触控笔事件和触摸之间的输入区分、多个触控笔之间的输入区分、一个或多个有源触控笔的笔尖和橡皮擦之间的区分、和手掌排除(被用于防止无意识的触摸输入)。由此，如本文中公开的，半无源触控笔克服了与有源和无源触控笔相关的缺点，并且可以被设计为可以与其他触控笔和手指区分开。具体实施方式在包括本文示出的那些实施例的各种实施例中，本公开涉及触敏物体和用于设计、制造及其操作的方法。尽管为了说明本专利技术的目的而公开了示例性成分或几何形状，但是鉴于本公开，在不脱离本文公开的范围和精神的情况下，其他成分和几何形状对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本公开涉及如2016年1月12日提交的题为“FastMulti-TouchStylusandSensor”的美国专利申请No.14/993,868中公开的用户接口，诸如快速多点触摸传感器和其他接口。该申请的完整公开内容以引用的方式并入本文中。贯穿本公开，可以使用术语“悬停”、“触摸”、“多个触摸”、“接触”、“多个接触”、“压力”或“多个压力”或其他描述符来描述由传感器检测到用户的手指、触控笔、物体或身体部位的事件或时间段。在一些实施例中，如通常由术语“接触”表示的，这些检测仅当用户与传感器或传感器具体化在其中的设备物理地接触时才发生。在其他实施例中，如通常由术语“悬停”指代的，可以调谐传感器以允许检测悬停在触摸表面上方的距离或以其他方式与触摸敏感设备分离的“触摸”或“接触”。如本文中使用的，“触摸表面”可以具有或可以不具有实际特征，并且可以是通常特征稀疏的表面。本说明书中使用的暗示依赖感测的物理接触的语言不应被视为所描述的技术仅适用于这些实施例；实际上，通常，本文描述的内容同样适用于“接触”和“悬停”，其中每一个都是如本文中使用的术语“触摸”。更一般地，如本文中使用的，术语“触摸”指代可以由本文中公开的传感器的类型检测的动作，因此，如本文中使用的术语“悬停”仅仅是在本文中旨在“触摸”意义上的一种“触摸”。“压力”指代用户用手指或手(或诸如触控笔的其他物体)抵靠触敏物体的表面的力。“压力”的量可以是“接触”的测量，即，触摸面积，或者如描述的，可以是以其他方式有关于触摸的压力的测量。触摸指代“悬停”、“接触”“压力”或“紧握”的状态，而缺乏“触摸”通常通过传感器的精确测量阈值外的信号变化来识别的。其他类型的传感器可用于与本文公开的实施例联结，包括：相机、近距离传感器、光学传感器、转弯速率传感器、陀螺仪、磁力计、热学传感器、压力传感器、电容传感器、功率管理集成电路读取、运动传感器等等。如本文中使用的，并且包括在权利要求内的，诸如第一和第二的叙述术语本身并不旨在意味着序列、时间或独特性，而是用于区分一个构造与另一个构造，例如，一个所述的构造。在上下文规定的一些用途中，这些术语可能暗示着第一和第二是唯一的。例如，在第一时间发生事件，并且在第二时间发生另一个事件时，没有意图指示第一时间发生在第二时间之前。然而，在权利要求中提出了在第一时间之后的第二时间的进一步限制，上下文将要求第一时间和第二时间理解为唯一的时间。类似地，在上下文如此指示的或允许的情况下，序数术语旨在被广义地解释，使得两个识别的权利要求构造可以具有相同的特征或不同的特征。由此，例如，没有进一步限制的第一和第二频率可以是相同的频率，例如第一频率是10Mhz并且第二频率是10Mhz，或可以是不同的频率，例如，第一频率是10Mhz并且第二频率是11Mhz。例如，上下文可以规定第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与触敏设备结合使用的触控笔，所述触敏设备结合其触摸检测操作产生在其触摸表面附近的触摸检测信号，所述触控笔包括：a.细长的触控笔主体，具有第一端和第二端，所述细长的触控笔主体适于握在手中；b.笔尖，所述笔尖被支撑在所述细长的触控笔主体的所述第一端处并且与其绝缘，所述笔尖适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用；以及c.第一可变电路，可操作地连接至所述笔尖和所述细长的触控笔主体，所述第一可变电路适于改变所述笔尖和所述细长的触控笔主体之间的第一电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.11 US 62/217,4261.一种用于与触敏设备结合使用的触控笔，所述触敏设备结合其触摸检测操作产生在其触摸表面附近的触摸检测信号，所述触控笔包括：a.细长的触控笔主体，具有第一端和第二端，所述细长的触控笔主体适于握在手中；b.笔尖，所述笔尖被支撑在所述细长的触控笔主体的所述第一端处并且与其绝缘，所述笔尖适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用；以及c.第一可变电路，可操作地连接至所述笔尖和所述细长的触控笔主体，所述第一可变电路适于改变所述笔尖和所述细长的触控笔主体之间的第一电连接。2.如权利要求1所述的触控笔，进一步包括：a.电源，可操作地连接至所述第一可变电路，提供足以操作所述第一可变电路的功率。3.如权利要求1所述的触控笔，其中，通过改变从由幅度、时间、频率、相位和代码组成的组中选择的至少一个参数来改变所述第一电连接。4.如权利要求1所述的触控笔，其中：a.所述笔尖包括互相绝缘的第一和第二笔尖部件，所述第一笔尖部件和所述第二笔尖部件相对于所述细长的触控笔主体定向，使得当所述触控笔相对于所述触敏设备处于第一位置时所述第一笔尖部件比所述第二笔尖部件更靠近所述触敏设备，并且当所述触控笔相对于所述触敏设备处于第二位置时所述第二笔尖部件比所述第一笔尖部件更靠近所述触敏设备；b.所述第一可变电路可操作地连接至所述第一笔尖部件；并且c.其中第二可变电路，可操作地连接至所述第二笔尖部件和所述细长的触控笔主体，所述第二可变电路适于改变所述第二笔尖部件和所述细长的触控笔主体之间的第二电连接。5.如权利要求4所述的触控笔，其中，所述第一可变电路和所述第二可变电路是单一集成电路的部分。6.如权利要求4所述的触控笔，其中，所述第一可变电路适于以第一方式改变所述第一电连接，并且所述第二可变电路适于以第二方式改变所述第二电连接。7.如权利要求6所述的触控笔，其中，所述第一方式是以第一速率在幅度上进行改变，并且所述第二方式是以第二速率在幅度进行改变。8.如权利要求1所述的触控笔，其中：a.所述笔尖包括互相绝缘的第一和第二笔尖部件，所述第一笔尖部件和第二笔尖部件适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用；b.所述第一可变电路可操作地连接至所述第一笔尖部件；并且c.其中第二可变电路可操作地连接至所述第二笔尖部件和所述细长的触控笔主体，所述第二可变电路适于改变所述第二笔尖部件和所述细长的触控笔主体之间的第二电连接。9.一种用于与触敏设备结合使用的触控笔，所述触敏设备结合其触摸检测操作产生在其触摸表面附近的触摸检测信号，所述触控笔包括：a.触控笔主体，具有第一端和第二端，所述触控笔主体适于握在手中；b.多个笔尖部件，所述多个笔尖部件被支撑在所述触控笔主体的所述第一端处并与其绝缘，并且所述多个笔尖部件彼此绝缘，所述多个笔尖部件中的每一个适于与出现在所述触摸表面上的所述触摸检测信号相互作用；以及c.可变电路，可操作地连接至所述多个笔尖部件中的每一个和所述触控笔主体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·利，S·桑德斯，C·福林斯，
申请(专利权)人：触觉实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US