[发明专利]用于电容触摸传感器中的静电指示笔的系统

说明书

技术领域

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。