具体实施方式
概述
与电容式触摸屏一起使用的无源笔可以包括具有适度的导电性水平的书写装置。无源笔的一个特定示例可以包括具有6-7mm软可压缩头的金属书写装置。无源笔通常不包含电子组件。考虑到足够的导电性水平和触摸系统灵敏度,#2铅笔和/或标准可点击墨水笔可以起到无源笔的示例的作用。然而,在触摸系统或触摸屏缺乏灵敏度时,无源笔可能是无效的。
有源笔通常在具有金属尖端的书写装置内包含一个或多个电子组件。有源笔可以感应较高水平的“信号”,利用所述较高水平的“信号”来克服触摸系统的低感测灵敏度。有源笔可以复制由手指产生的信号。另外,有源笔可以包括标识或编码/调制,以便进一步改进系统灵敏度或者预期的笔的识别。
具有触摸屏性能的移动手机和平板常常利用有源笔(触笔)来为用户提供书写装置功能,以用于作笔记、绘画、发短信、和美术品等。相对于使用手指触摸和/或无源笔,诸如以上所描述的有源笔可以为用户提供益处。然而,有源笔具有局限,诸如在诸如笔具有可压缩软尖端时不能感测准确的尖端宽度。另外的缺点可以包括由于笔的角度而引起的位置误差、视差、繁重的向下机械力要求、对于艺术应用的差的美术提笔能力、和/或差的电池寿命。
因此,描述了混合式笔设备和方法,其包括在单个混合式笔中使用有源和无源技术。在实施方式中,采用根据本公开内容的示例性技术的混合式笔设备包括:电子笔组件,所述电子笔组件包括笔体,所述笔体具有远端和近端;电子线圈(电极),所述电子线圈(电极)容纳在近端中的笔体内,其中,所述电子线圈被配置为在使用期间接近和/或邻近触摸屏设备安置;电子开关,所述电子开关容纳在笔体内,所述电子开关被配置为周期性地激活和停用信号;以及电荷储存设备,所述电荷储存设备电子耦合到所述电子线圈和所述电子开关。另外,用于使用采用根据本公开内容的示例性技术的混合式笔设备的方法包括:使用容纳在笔体内的电子线圈来实现电子信号,其中,所述电子信号可以被配置为由触摸屏设备接收,并且使用电子开关来周期性地禁用电子信号,所述电子开关被配置为周期性地激活和周期性地禁用所述电子信号,其中,所述电子开关电耦合到所述电子线圈和电荷储存设备。
由于有源和无源感测功能,混合式笔设备可以为触摸屏设备用户提供许多益处。例如,混合式笔设备可以提供真实的尖端尺寸感测(具有软/可压缩尖端时尤其有用);消除由笔的角度引起的尖端位置误差;在尖端与触摸屏表面接触时改进视差校正;无需机械力或光学开关的表面接触检测;零力接触识别;在有提笔的移动期间的艺术的或书法的风格能力(许多现有解决方案包括机械力或光学开关,其在笔从表面提起时停止检测);和/或电池寿命延长。混合式笔设备可以在不损害现有有源笔益处的情况下提供这些优点。
示例性实施方式
图1示出了根据本公开内容的示例性实施方式的混合式笔设备100。如图1中所示出的,混合式笔设备100可以包括具有笔体104的电子笔组件102。在实施方式中,笔体104包括被配置为起到书写实现的功能的体结构,诸如在图1中所示出的具有圆柱形形状的组件。笔体104可以具有远端106和近端108。在实施例中,近端108可以是被配置为放置在触摸屏设备200(在图2中示出了其示例)附近的混合式笔设备100的末端。触摸屏设备200可以包括电子视觉显示器,用户可以通过简单或多点触摸手势(通过利用混合式笔设备100来触摸屏幕)来控制电子视觉显示器。触摸屏设备的一些示例可以包括智能电话、平板电脑、一体化个人计算机、交互式桌面和/或游戏主机。另外,触摸屏设备200包括被配置为检测混合式笔设备100信号的电路。此电路包括处理器、存储器、触摸屏、通信接口和/或被配置用于感测混合式笔设备100信号的传感器。
图3示出了电子笔组件102。在实施方式中,电子笔组件102可以包括电子线圈110。在一些实施方式中,电子线圈110可以设置在笔体104的近端108中。电子线圈110可以包括电磁线圈,其可以进一步包括导电体,诸如以线圈形状的导线和/或金属。电子线圈110可以通过线圈的导线传送电流以生成磁场,所述磁场可以由触摸屏设备200中的传感器或其它检测设备检测。在另外的实施例中,电子线圈100可以包括电极,所述电极可以进一步包括导电体,电通过导电体进入或离开物体、物质或区域。在其它示例中,电子线圈110可以包括导体和/或天线。电子笔组件102的一个特定示例可以包括近端108,近端108进一步包括尖端(例如,可压缩的),尖端在触摸屏设备200上提供随着用户施加的压力的量而改变的线条粗度。
如在图3中所示出的,电子笔组件102包括耦合到电子线圈110和/或电荷储存设备114的电子开关112。在实施方式中,电子开关112运行,以便周期性地禁用和/或启用来自混合式笔设备110的电子信号传输。电子开关112可以包括被配置为切断电气电路的电子组件(例如,自动开关)。在实施例中,电子开关112可以是自动的,并且可以由控制电路116控制。在一些实施方式中,控制电路116可以包括处理器118和/或存储器120。在一个特定实施例中,电子开关112包括自动开关,所述自动开关被配置为以预定时间间隔周期性和/或交替地禁用和启用电子信号传输(例如,自动活动模式、开-关键控)。在另外的实施例中,电子开关112可以被配置为仅包括手动开关能力或者包括除了自动开关能力之外的手动开关能力。在一个示例中,混合式笔设备110包括开关,所述开关可以是手动开关的(例如,通过用户的手指)。电子开关112的另一个示例可以包括增益开关。在此示例中,可以取决于用户需要来调整信号增益。另外,触摸屏设备200可以包括电子开关112,诸如增益开关,其中,电子开关112被配置为与触摸屏进行耦合。
在一些实施方式中,电子笔组件102可以包括调制器122。调制器122可以电子耦合到电子线圈110、电子开关112和/或电荷储存设备114。在这些实施方式中,调制器122可以与电子笔组件102和/或控制电路116物理上分离和/或物理上包括在电子笔组件102中和/或控制电路116中。调制器112(频率调制器)可以包括被配置为利用调制信号调制和/或改变周期波形(例如,载波信号)的一个或多个属性的设备,所述调制信号可以包括待发送的信息(例如,来自混合式笔设备100的被配置为由触摸屏设备200检测的信号)。在实施例中,调制器122可以被配置为在可以物理地发送的另一个信号内部传送消息信号(例如,来自混合式笔设备100)。在一些特定实施例中,调制器122可以包括解调器和/或具有解调能力。解调可以包括从调制信号提取原始的信息承载信号。此特定实施例的一个示例可以包括从触摸屏设备200接收信号(诸如,信息和/或识别信号)的混合式笔设备100和/或电子笔组件102。在一个特定实施方式中,调制器122可以被配置为利用不同调制和/或键控方法(例如,PSK、FSK、ASK、OOK等)来传送信号,不同调制和/或键控方法导致不同波形(例如,方形、正弦、三角、锯齿等),进一步导致从混合式笔设备100向触摸屏设备200传送不同信号(例如,不同的信号强度、有源信号持续时间、无信号持续时间等)。例如,来自调制器122和/或混合式笔设备200的一个信号可以包括跳跃模式,其中,来自混合式笔设备100的有源信号可以周期性地跳跃实现有源信号。在其它示例中,调制器122可以实现信号占空比(例如,仅在一部分时间中(诸如,30%)发送有源信号)。在再其它的示例中,调制器122可以实现以强度相对于时间改变的有源信号。例如,调制器122可以使得混合式笔设备100向触摸屏设备200重复发送信号,其在一秒中强度从0%斜升到100%,并且然后在一秒中强度从100%降低到0%。预期了调制器122可以传送其它波形,并且使得电子笔组件102实现其它类型的信号,所述信号被配置为由触摸屏设备200检测。
处理器118可以为混合式笔设备100和电子笔组件102提供处理功能,并且可以包括任意数量的处理器、微控制器或其它处理系统和驻留存储器或外部存储器,以用于存储由电子笔组件102访问或生成的数据或其它信息。处理器118可以执行一个或多个软件程序,所述一个或多个软件程序实现本文所描述的技术。处理器118不必受构成其的材料或在其中采用的处理机制的限制,并且正因如此,可以经由半导体和/或晶体管(例如,电子集成电路(IC))等等来实现。
存储器120可以包括计算机可读介质,所述计算机可读介质提供储存功能,以便存储与电子笔组件102的操作相关联的各种数据,诸如软件程序和代码段,或者指示电子笔组件102的处理器118和其它元件执行本文所描述的功能的其它数据。尽管在图3中示出了单个存储器120,但是可以采用存储器的各种类型和组合。存储器120可以与处理器118集成,可以是独立存储器或者两者的组合。存储器120可以包括例如可移动和不可移动存储器元件,诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存(例如,安全数字(SD)卡、mini-SD卡和/或micro-SD卡)、磁存储器、光学存储器、通用串行总线(USB)存储器等等。在实施方式中,存储器可以包括被配置为周期性启用/禁用来自混合式笔设备100和电子线圈110的信号的算法。在一些实施例中,触摸屏设备200的感测系统内的算法可以识别并且处理两个混合式笔设备100模式(例如,有源和无源),以便增加新的特征,并且改进混合式笔设备100的性能。存储器120可以使用通信接口来电子耦合到处理器118,所述通信接口可以包括有线或无线能力。通信接口可以包括有线和/或无线通信设备。
如在图3中所示出的,电子笔组件102可以包括电荷储存设备114。在实施方式中,电荷储存设备114可以包括被配置为存储用于操作电子笔组件102的能量的电池和/或电容器。在实施方式中,电池可以包括将存储的化学能转换为电能的一个或多个电化学电池。在一个实施例中,电子笔组件102包括被配置为设置在笔体104内并且向电子开关112和/或电子线圈110供电的电荷储存设备114。在实施例中,电荷储存设备114可以电耦合到电子开关112和电子线圈110,以便提供电力。在特定实施例中,在电子笔组件102中实现的电池可以是可再充电的,并且可以包括被配置为电耦合到再充电电源的设备,诸如电源插座。在其它实施例中,电池可以被配置为一次性的和/或可更换的。在特定实施例中,电荷储存设备114可以被配置为使用感应充电能力来充电。在此实施例中,电荷储存设备可以包括被配置为与感应充电设备进行交互和/或接收来自感应充电设备的电荷的充电线圈。
示例性方法
图4示出了示例性方法400,其采用混合式笔设备和触摸屏设备200,诸如图1至图3中所示出的混合式笔设备100、电子笔组件102和触摸屏设备200。
在所示出的方法400中,使用电子线圈来实现电子信号(框402)。如图4中所示出的,实现电子信号可以包括使用包括在混合式笔设备100中的电子线圈110、电子笔组件102和/或电子开关112。在实施例中,实现电子信号可以包括使用电子笔组件102中的控制电路116来使得电子线圈110发送来自混合式笔设备100的电子信号,其中,电子信号被配置为由相应的触摸屏设备200接收。在此实施例中,电子信号可以提供被配置为克服触摸屏设备200的低灵敏度的信号。在一些实施例中,电子信号可以包括标识或编码/调制,以便改进触摸屏设备200灵敏度。在另外的实施例中,电子信号可以向触摸屏设备200提供标识信息,以用于预期的、兼容的和/或指定的混合式笔设备100。
接下来,周期性地禁用和启用电子信号(框404)。在实施例中,电子开关112和/或控制电路116可以周期性地禁用并且随后启用来自混合式笔设备100的电子信号。以此方式,混合式笔设备100可以交替地实现有源和无源实施方式。在由电子开关112禁用信号时,产生的无源模式可以运行以减少能耗以及感测尖端宽度等。使用电子开关112周期性地禁用和启用电子信号可以允许触摸屏设备200在灵敏度足以检测小信号的系统中检测较小信号。在一个特定实施方式中,电子开关112可以每20毫秒(ms)从启用模式改变到禁用模式。在另一个特定实施方式中,电子开关112可以每100毫秒(ms)从启用模式改变到禁用模式。在再另一个实施例中,控制电路116可以周期性地启用电子信号,所述电子信号被配置为提供位置但不一定是线。还可以利用用于实现对来自混合式笔设备100的信号的周期性禁用的其它时间间隔。例如,可以实现随机时间间隔。
图5示出了混合式笔设备100的有源和无源模式测量的示例性实施方式。所示出的测量表示触摸屏设备200可以测量的电子信号。前两个示例分别表示来自铅笔和示例性6mm无源笔的由触摸屏设备100造成的线和/或由触摸屏设备100接收的信号。中间两个示例分别表示示例性的禁用的有源笔和有源笔。后两个示例分别包括从无源到有源手动开关的笔模式的测量和有源到无源交替开关的笔模式的测量。
混合式笔设备100提供与触摸屏设备200一起使用的笔和/或触笔,其交替地实现有源和无源实施方式,以便在单个混合式笔设备100内获得有源型笔和无源型笔的益处。不是提供不变的有源笔,而是混合式笔设备100周期性地禁用(和启用)混合式笔设备100内的控制电路116和/或电子开关112,以便允许触摸屏设备200在灵敏度足以检测这种小信号的系统中检测无源笔的小信号。触摸屏设备200可以包括其控制电路(例如,处理器、传感器、存储器等)内的算法,以便识别在无源信号与有源信号之间的区别。
结论
尽管已经以特定于结构特征和/或方法操作的语言描述了主题,但是应当理解的是,所附权利要求书中限定的主题不必局限于上述的特定特征或操作。相反,作为实施权利要求的示例性形式公开了上述的特定特征和动作。