顺应性触控笔相互作用制造技术

触敏表面具有围绕触敏表面的外围布置的发射器和检测器。发射器产生由检测器接收的光束。触控笔被配置为当与触敏表面接触时以可变量干扰光束中的一个或多个。可变量取决于朝向触敏表面施加到触控笔的力的量。触敏表面的控制器被配置为基于光束中的一个或多个的干扰来确定由触控笔执行的触摸事件的触摸强度。触摸强度提供了施加到触控笔的力的量的度量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】顺应性触控笔相互作用相关申请的交叉引用本申请要求2018年1月23日提交的美国临时专利申请No.:62/620,927和2019年1月22日提交的美国专利申请16/254,420的优先权的利益，这两个专利申请出于所有目的以其全部内容并入本文。
本说明书总体上涉及一种与触敏装置的表面相互作用的触控笔，并且具体地涉及一种被配置为以可变量干扰光束的触控笔，该可变量取决于朝向装置的表面施加到触控笔的力的量。
技术介绍
用于与计算装置相互作用的触敏显示器变得越来越普遍。存在用于实现触敏显示器和其他触敏装置的许多不同技术。这些技术的示例包括例如电阻式触摸屏、表面声波触摸屏、电容式触摸屏和某些类型的光学触摸屏。尽管触摸物体通常是手指，然而存在支持对诸如触控笔的其他触摸物体类型的检测的解决方案。然而，电容式触摸系统上的触控笔操作需要导电尖端，并且感觉不到对变化的接触强度的响应。为了检测显示器上的接触强度，有源触控笔包括力或压力传感器以及与触摸系统进行主动通信的装置。更精细的解决方案使用由电磁传感器检测的有源触控笔。然而，增加电磁传感器会提高触控笔的成本和功耗。尽管有这些解决方案，触摸系统仍可能缺乏对施加的触控笔冲击的渐进和一致的响应。此外，需要定期更换这些有源触控笔的电池，这可能会使用户感到沮丧并增加费用。
技术实现思路
光学触敏装置可以确定触摸事件的位置。光学触敏装置包括多个发射器和检测器。每个发射器产生由检测器接收的光学辐射能量。在一些实施例中，光学发射器以某种方式被频分复用或码分复用，使得许多光源可以由检测器同时接收。替代地，发射器被时间复用并且以预定的序列被循序激活。触摸事件干扰从发射器到检测器的光学能量传递。捕获由触摸事件引起的光传递的变化并将其用于确定触摸事件。在一方面，接收指示哪些发射器-检测器对已经被触摸事件干扰的信息。每对的光干扰被表征并用于确定由触摸事件引起的光束衰减。发射器和检测器可以围绕敏感表面的外围交错。在其他实施例中，发射器和检测器的数量不同，并且以限定的顺序围绕外围分布。发射器和检测器可以规则或不规则地间隔。在一些情况下，发射器和/或检测器可以位于少于所有的侧面(例如，一侧)上。反射器也可以围绕外围定位以反射光束，从而使从发射器到检测器的路径不止一次穿过表面。对于每个发射器-检测器对，通过组合从发射器和检测器传播的光线来限定光束。在一些实施方式中，光束的干扰由其透射系数来表征，并且光束衰减由透射系数确定。在用于当今平板计算机和类似尺寸的装置的实施例中，发射器/检测器的间距优选地在1-12毫米(mm)的范围内。对于许多应用，3-6mm的间距提供了良好的全方位分辨率和良好的触摸分离两者的能力(例如，区分彼此靠近的单独触摸的能力)。可以基于光束衰减来确定触摸位置和触摸强度。在其他用途中，触摸强度可用于绘图或手写应用程序(注释)。在各种实施例中，触摸强度是由顺应性触控笔干扰的光束确定的。触摸强度反映了用户相互作用强度，并通过基于施加到触控笔的力不同地可视化触敏装置上的注释(或其他内容)来实现更自然的用户体验。例如，在绘图应用程序中，线宽可能会随着触摸强度的增加而增加。一些实施例涉及一种包括触敏表面、触控笔和控制器的系统。触敏表面具有围绕表面的外围布置的发射器和检测器，该发射器产生由检测器接收的光束。触控笔可以是无源的，并且被配置为当与触敏表面接触时以可变量干扰光束中的一个或多个。可变量取决于朝向触敏表面施加到触控笔的力的量。例如，可变量可以与朝向触敏表面施加到触控笔的力的量成比例。控制器被配置为基于光束中的一个或多个的干扰来确定由触控笔引起的在触敏表面上的触摸事件的触摸强度。触摸强度提供了力的量的度量。在一些实施例中，触控笔包括触控笔主体和封套。触控笔主体具有的端部部分对光束不透明。封套包围端部部分并且对光束部分透明。封套被配置为沿端部部分滑动，滑动的量取决于朝向表面施加到触控笔的力的量。在一些实施例中，触控笔包括触控笔主体、弹簧和封套。当触控笔与表面接触时，触控笔主体具有的中心轴线基本平行于由触控笔测量的力。弹簧附接到触控笔主体的端部并且被定向为沿平行于中心轴线的方向压缩。封套连接到弹簧并包围弹簧。封套至少部分地对光束透明。在一些实施例中，触控笔包括触控笔尖端。在触摸事件期间，触控笔尖端接触表面。触控笔尖端包括第一光栅和与第一光栅对准的第二光栅。光栅相对于彼此移动，移动的量取决于朝向表面施加到触控笔的力的量。触控笔还可以包括连接到第一光栅的触控笔主体。当触控笔与表面接触时，触控笔主体具有的中心轴线基本平行于由触控笔测量的力。另外，触控笔尖端可以包括包围光栅并连接到第二光栅的封套。封套被配置为沿触控笔主体在平行于中心轴线的方向上滑动。第一光栅和第二光栅可以各自形成柱体。第一柱体嵌套在第二柱体内部，并且第一光栅相对于第二光栅旋转，旋转的量由朝向表面施加到触控笔的力确定。封套可以由弹性体材料连接到触控笔主体。在一些实施例中，第一光栅和第二光栅具有最长尺寸小于或等于2毫米的孔。在一些实施例中，触控笔包括在触摸事件期间接触表面的触控笔尖端。触控笔还包括触控笔主体，当触控笔与表面接触时，该触控笔主体具有的中心轴线基本平行于由触控笔测量的力。触控笔主体具有包围触控笔尖端的至少一部分的腔室，并且触控笔主体被配置为平行于中心轴线并沿尖端滑动，滑动的量取决于朝向表面施加到触控笔的力的量。触控笔主体可以朝向触控笔尖端渐缩。触控笔主体的宽度可以足以干扰两个或更多个光束。触控笔主体的表面的至少一部分可以包括反射材料，并且触控笔尖端可以包括橡胶。在一些实施例中，触控笔包括触控笔主体和尖端。尖端连接到触控笔主体的端部并且包括顺应性材料。尖端可以形成光学透镜，该光学透镜取决于朝向表面施加到触控笔的力的量而变形。替代实施例涉及一种被配置为接触触敏表面的触控笔，该触敏表面具有围绕触敏表面的外围布置的发射器和检测器。发射器产生由检测器接收的光束。触控笔当与触敏表面接触时以可变量干扰光束中的一个或多个。可变量取决于朝向触敏表面施加到触控笔的力的量。替代实施例涉及一种方法。从围绕触敏表面的外围的发射器产生光束。由围绕触敏表面的外围布置的检测器接收光束。控制器基于光束中的一个或多个的干扰来确定在触敏表面上的触摸事件的触摸强度。触摸事件由触控笔引起，该触控笔被配置为当与触敏表面接触时以可变量干扰一个或多个光束。可变量取决于朝向触敏表面施加到触控笔的力的量，并且触摸强度提供了该力的量的度量。附图说明现在将参考附图通过示例的方式描述本公开的实施例。图1是根据一个实施例的光学触敏装置的图示。图2是根据一个实施例的用于确定触摸事件的特性的流程图。图3示出了根据一些实施例的用于与光束的触摸相互作用的示例机制。图4A是二元和模拟触摸相互作用的曲线图。图4B和图4D是光束和尖端的横截面的曲线图。图4C是光束和圆柱形尖端的俯视图。图5A-图5C是不同形状的光束覆盖区(footprints)的俯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其包括：/n触敏表面，其具有围绕所述触敏表面的外围的至少一部分布置的发射器和检测器，所述发射器产生由所述检测器接收的光束；/n触控笔，其被配置为当与所述触敏表面接触时以可变量干扰所述光束中的一个或多个，所述可变量取决于朝向所述触敏表面施加到所述触控笔的力的量；以及/n控制器，其被配置为基于所述光束中的一个或多个的干扰来确定由所述触控笔引起的在所述触敏表面上的触摸事件的触摸强度，所述触摸强度提供了所述力的量的度量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180123 US 62/620,927;20190122 US 16/254,4201.一种系统，其包括：
触敏表面，其具有围绕所述触敏表面的外围的至少一部分布置的发射器和检测器，所述发射器产生由所述检测器接收的光束；
触控笔，其被配置为当与所述触敏表面接触时以可变量干扰所述光束中的一个或多个，所述可变量取决于朝向所述触敏表面施加到所述触控笔的力的量；以及
控制器，其被配置为基于所述光束中的一个或多个的干扰来确定由所述触控笔引起的在所述触敏表面上的触摸事件的触摸强度，所述触摸强度提供了所述力的量的度量。


2.根据权利要求1所述的系统，其中所述触控笔是无源触控笔。


3.根据权利要求1所述的系统，其中所述触控笔使所述光束衰减，所述衰减的量与朝向所述表面施加到所述触控笔的所述力的量成比例地增加。


4.根据权利要求1所述的系统，其中所述触控笔包括：
触控笔主体，其包括对光束至少部分不透明的端部部分；以及
封套，其包围所述端部部分并且比所述端部部分更透明，所述封套被配置为沿所述端部部分滑动，所述滑动的量取决于朝向所述表面施加到所述触控笔的所述力的量。


5.根据权利要求1所述的系统，其中所述触控笔包括：
触控笔主体，当所述触控笔与所述表面接触时，所述触控笔主体具有的中心轴线基本平行于由所述触控笔测量的力；
弹簧，其附接到所述触控笔主体的端部并且被定向为沿平行于所述中心轴线的方向压缩；以及
封套，其连接到所述弹簧并且包围所述弹簧，所述封套至少部分地对光束透明。


6.根据权利要求1所述的系统，其中所述触控笔包括：
触控笔尖端，其在触摸事件期间接触所述表面，所述触控笔尖端包括第一光栅和与所述第一光栅对准的第二光栅，所述光栅相对于彼此移动，所述移动的量取决于朝向所述表面施加到所述触控笔的所述力的量。


7.根据权利要求6所述的系统，其中
所述触控笔包括与所述第一光栅连接的触控笔主体，当所述触控笔与所述表面接触时，所述触控笔主体具有的中心轴线基本平行于由所述触控笔测量的力，并且其中
所述触控笔尖端包括包围所述光栅并与所述第二光栅连接的封套，所述封套被配置为沿所述触控笔主体在平行于所述中心轴线的方向上滑动。


8.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一光栅和所述第二光栅各自形成柱体，所述第一柱体嵌套在所述第二柱体内，并且所述第一光栅相对于所述第二光栅旋转，所述旋转的量由朝向所述表面施加到所述触控笔的所述力确定。


9.根据权利要求6所述的系统，其中所述封套由弹性体材料连接到所述触控笔主体。

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【专利技术属性】
技术研发人员：N·奥克莱里奇，O·德拉姆，O·马蒂斯，D·柯察金，M·柯伦吉亚，F·布尔本，J·皮奥特，
申请(专利权)人：拉普特知识产权公司，
类型：发明
国别省市：马耳他;MT