CN106293145B - 智能谐振笔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能谐振笔。一种具有多个谐振频率的谐振笔包括：第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；第二电路段，其包括多个晶体管，其中所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；以及第三电路段，其包括控制器。所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以将所述谐振笔改变到一个谐振频率。所述谐振笔进一步包括被配置成控制所述控制器的开关。

Description

智能谐振笔

技术领域

本发明总体上涉及电子设备。

背景技术

包括接近传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛地用在多种电子系统中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面来区分的感测区，在其中接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以用于为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备常常被用作用于较大计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本或台式计算机中或者在其外围的不透明触摸板）。接近传感器设备也常常被用在较小计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。

发明内容

一般地，在一个方面中，实施例涉及一种具有多个谐振频率的谐振笔（resonatingpen）。所述谐振笔包括：第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；第二电路段，其包括多个晶体管，其中所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；以及第三电路段，其包括控制器。所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以将所述谐振笔改变到一个谐振频率。所述谐振笔进一步包括被配置成控制所述控制器的开关。

一般地，在一个方面中，实施例涉及一种系统，所述系统包括：输入设备，其被配置成检测多个谐振频率；以及谐振笔，其具有所述多个谐振频率。所述谐振笔包括：第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；第二电路段，其包括多个晶体管，所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；以及第三电路段，其包括控制器。所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以将所述谐振笔改变到一个谐振频率。所述谐振笔进一步包括被配置成控制所述控制器的开关。

一般地，在一个方面中，实施例涉及一种具有多个谐振频率的谐振笔。所述谐振笔包括：尖端；第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；第二电路段，其包括多个晶体管，所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；第三电路段，其包括被配置成检测尖端上的力以获得检测到的力的力传感器；以及第四电路段，其包括控制器。所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以基于检测到的力将所述谐振笔改变到所述多个谐振频率中的一个谐振频率。

根据以下的描述和所附权利要求，本发明的其它方面将是明显的。

附图说明

在下文中将结合附图来描述本发明的优选示例性实施例，其中相似的名称表示相似的元素。此外，在附图中，三个共线点指示与关于这些点的在前项和/或在后项类似类型的附加项可以可选地存在。

图1是根据本发明的实施例的包括输入设备的示例系统的框图。

图2、3、4和5示出了根据本发明的一个或多个实施例的笔的电路图。

图6示出了根据本发明的一个或多个实施例的流程图。

图7示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例。

具体实施方式

以下的具体实施方式在本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不意图被在前的技术领域、背景技术、发明内容或以下的具体实施方式中呈现的任何明示的或暗示的理论所约束。

在本发明的实施例的以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的更透彻的理解。然而，对于本领域普通技术人员将明显的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其它实例中，尚未详细地描述熟知的特征以避免不必要地使描述变得复杂。

贯穿本申请，序数（例如，第一、第二、第三等）可以用作元素（即，本申请中的任何名词）的形容词。序数的使用既不暗示或创建元素的任何特定排序，也不将任何元素限制为仅单个元素，除非诸如通过措辞“之前”、“之后”、“单个”和其它这样的用辞的使用而明确地公开。相反，序数的使用是要在元素之间进行辨别。作为示例，第一元素不同于第二元素，并且第一元素可以涵盖多于一个元素并在元素的排序中在第二元素之后（或在第二元素之前）。

本发明的各种实施例提供了促进改进的可用性的输入设备和方法。一个或多个实施例针对智能谐振笔。特别地，智能谐振笔包括被配置成改变笔的谐振频率的控制器。控制器连接到电源。当笔作为输入对象存在于感测区中时，可以通过输入设备检测当前谐振频率。

现在转向附图，图1是根据本发明的实施例的示例性输入设备（100）的框图。输入设备（100）可以被配置成向电子系统（未示出）提供输入。如在本文档中所使用的那样，术语“电子系统”（或“电子设备”）宽泛地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理（PDA）。附加示例电子系统包括复合输入设备，诸如包括输入设备（100）和分离的操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括外围设备，诸如数据输入设备（包括遥控装置和鼠标）、以及数据输出设备（包括显示屏和打印机）。其它示例包括远程终端、信息站和视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）。其它示例包括通信设备（包括蜂窝电话，诸如智能电话）、以及媒体设备（包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入设备的主设备或从设备。

输入设备（100）可以被实现为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。此外，输入设备（100）的部分可以是电子系统的部分。例如，确定模块的全部或部分可以被实现在电子系统的设备驱动器中。在适当的情况下，输入设备（100）可以使用以下各项中的任何一项或多项来与电子系统的部分通信：总线、网络和其它有线或无线互连件。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF和IRDA。

在图1中，将输入设备（100）示出为被配置成在感测区（120）中感测由一个或多个输入对象（140）提供的输入的接近传感器设备（常常也称为“触摸板”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象包括手指和触针，如图1中所示。贯穿本说明书，使用单数形式的输入对象。尽管使用单数形式，但是在感测区（120）中可以存在多个输入对象。此外，哪些特定输入对象处于感测区中可以在一个或多个姿势的过程中改变。为了避免不必要地使描述变得复杂，单数形式的输入对象被使用并指代所有以上变型。

感测区（120）涵盖输入设备（100）上方、周围、其中和/或附近的任何空间，在其中输入设备（100）能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象（140）提供的用户输入）。特定感测区的大小、形状和位置可以因实施例而很大地不同。

在一些实施例中，感测区（120）从输入设备（100）的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直到信噪比阻碍充分精确的对象检测。在输入设备的表面上方的延伸可以被称为上表面感测区。在各种实施例中，该感测区（120）沿特定方向延伸到的距离可以在小于一毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级上，并且可以随所使用的感测技术的类型和所期望的精度而显著地变化。因此，一些实施例感测输入，其包括没有与输入设备（100）的任何表面的接触、与输入设备（100）的输入表面（例如，触摸表面）的接触、以某个量的施加力或压力耦合的与输入设备（100）的输入表面的接触、和/或其组合。在各种实施例中，输入表面可以由传感器电极位于其中的壳体的表面、由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板等提供。在一些实施例中，感测区（120）在被投影到输入设备（100）的输入表面上时具有矩形形状。

输入设备（100）可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区（120）中的用户输入。输入设备（100）包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干个非限制性示例，输入设备（100）可以使用电容性技术、弹性技术、电阻性技术、电感性技术、磁性技术、声学技术、超声技术和/或光学技术。

一些实现方式被配置成提供横跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式被配置成提供输入沿着特定轴或平面的投影。此外，一些实现方式可以被配置成提供一个或多个图像和一个或多个投影的组合。

在输入设备（100）的一些电阻性实现方式中，柔性且导电第一层通过一个或多个间隔物元件与导电第二层分离。在操作期间，跨越多层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可以使其充分弯曲以创建多层之间的电接触，导致反映多层之间的（一个或多个）接触点的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。

在输入设备（100）的一些电感性实现方式中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对感应出的回路电流。电流的幅度、相位和频率的某个组合然后可以被用于确定位置信息。

在输入设备（100）的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可以作为电压、电流等的改变而被检测。

一些电容性实现方式利用电容性感测元件的阵列或其它规则或非规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离感测元件可以欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片，其可以是均匀电阻性的。

一些电容性实现方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，靠近传感器电极的输入对象更改靠近传感器电极的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过关于参考电压（例如，系统接地）调制传感器电极和通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来进行操作。参考电压可以是基本上恒定的电压或变化的电压，并且在各种实施例中，参考电压可以是系统接地。使用绝对电容感测方法获取的测量结果可以被称为绝对电容性测量结果。

一些电容性实现方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，靠近传感器电极的输入对象更改传感器电极之间的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，互电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也就是“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也就是“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合来进行操作。可以相对于参考电压（例如，系统接地）调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压被保持基本上恒定以促进作为结果的信号的接收。参考电压可以是基本上恒定的电压，并且在各种实施例中，参考电压可以是系统接地。在一些实施例中，发射器传感器电极可以均被调制。发射器电极相对于接收器电极被调制以发射发射器信号并促进作为结果的信号的接收。作为结果的信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源（例如，其它电磁信号）的（一种或多种）影响。该（一种或多种）影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的改变、或其它这样的影响。传感器电极可以是专用的发射器或接收器，或者传感器电极可以被配置成既发射又接收。使用互电容感测方法获取的测量结果可以被称为互电容测量结果。

此外，传感器电极可以具有变化的形状和/或大小。相同形状和/或大小的传感器电极可以在相同组中或者可以不在相同组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可以具有相同形状和/或大小，而在其它实施例中，接收器电极可以是变化的形状和/或大小。

在图1中，处理系统（110）被示出为输入设备（100）的部分。处理系统（110）被配置成操作输入设备（100）的硬件以检测感测区（120）中的输入。处理系统（110）包括一个或多个集成电路（IC）和/或其它电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路和/或被配置成利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。此外，用于绝对电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成将绝对电容信号驱动到传感器电极上的驱动器电路和/或被配置成利用那些传感器电极接收信号的接收器电路。在一个或多个实施例中，用于组合的互电容和绝对电容传感器设备的处理系统可以包括以上描述的互电容电路和绝对电容电路的任何组合。在一些实施例中，处理系统（110）还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等等。在一些实施例中，将构成处理系统（110）的部件定位在一起，诸如靠近输入设备（100）的（一个或多个）感测元件。在其它实施例中，处理系统（110）的部件与接近于输入设备（100）的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件和在其它位置处的一个或多个部件在物理上分离。例如，输入设备（100）可以是耦合到计算设备的外围设备，并且处理系统（110）可以包括被配置成在计算设备的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个IC（可能具有关联的固件）。作为另一示例，输入设备（100）可以在物理上集成在移动设备中，并且处理系统（110）可以包括作为移动设备的主处理器的部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统（110）专用于实现输入设备（100）。在其它实施例中，处理系统（110）也执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。

处理系统（110）可以被实现为处理处理系统（110）的不同功能的模块集合。每一个模块可以包括作为处理系统（110）的一部分的电路、固件、软件或其组合。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。例如，如图1中所示，处理系统（110）可以包括确定模块（150）和传感器模块（160）。确定模块（150）可以包括用于以下的功能性：确定何时至少一个输入对象处于感测区中，确定信噪比，确定输入对象的位置信息，识别姿势，基于姿势、姿势的组合或其它信息来确定要执行的动作，和/或执行其它操作。

传感器模块（160）可以包括用于驱动感测元件以发射发射器信号和接收作为结果的信号的功能性。例如，传感器模块（160）可以包括耦合到感测元件的传感器电路。例如，传感器模块（160）可以包括发射器模块和接收器模块。发射器模块可以包括耦合到感测元件的发射部分的发射器电路。接收器模块可以包括耦合到感测元件的接收部分的接收器电路，并且可以包括用于接收作为结果的信号的功能性。

尽管图1仅示出了确定模块（150）和传感器模块（160），但是根据本发明的一个或多个实施例可以存在替换的或附加的模块。这样的替换的或附加的模块可以对应于与以上讨论的模块中的一个或多个不同的模块或子模块。示例替换的或附加的模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类的硬件的硬件操作模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据的数据处理模块，用于报告信息的报告模块，以及被配置成识别诸如模式改变姿势之类的姿势的识别模块和用于改变操作模式的模式改变模块。此外，各种模块可以被组合在分离的集成电路中。例如，第一模块可以被至少部分地包括在第一集成电路内，并且分离的模块可以被至少部分地包括在第二集成电路内。此外，单个模块的多个部分可以横跨多个集成电路。在一些实施例中，作为整体的处理系统可以执行各种模块的操作。

在一些实施例中，处理系统（110）通过引起一个或多个动作而直接响应于感测区（120）中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能之类的图形用户界面（GUI）动作。在一些实施例中，处理系统（110）向电子系统的某个部分（例如，向与处理系统（110）分离的电子系统的中央处理系统，如果这样的分离中央处理系统存在的话）提供关于输入（或没有输入）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统（110）接收的信息以作用于用户输入，诸如促进完整范围的动作，包括模式改变动作和GUI动作。

例如，在一些实施例中，处理系统（110）操作输入设备（100）的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区（120）中的输入（或没有输入）的电信号。处理系统（110）可以在产生提供给电子系统的信息时对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统（110）可以对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统（110）可以执行滤波或其它信号调整。作为又一示例，处理系统（110）可以减去或以其它方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。作为又另外的示例，处理系统（110）可以确定位置信息、辨识作为命令的输入、辨识笔迹等。

如本文中所使用的“位置信息”宽泛地涵盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。另外的示例包括空间信息的其它表示。也可以确定和/或存储关于一个或多个类型的位置信息的历史数据，包括例如随时间追踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。

在一些实施例中，利用由处理系统（110）或由某个其它处理系统操作的附加输入部件来实现输入设备（100）。这些附加输入部件可以提供用于感测区（120）中的输入的冗余功能性或某个其它功能性。图1示出了可以被用于促进使用输入设备（100）来选择项目的靠近感测区（120）的按钮（130）。其它类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，可以不利用其它输入部件来实现输入设备（100）。

在一些实施例中，输入设备（100）包括触摸屏界面，并且感测区（120）重叠显示屏的激活区域的至少一部分。例如，输入设备（100）可以包括覆盖显示屏的基本上透明的传感器电极并且为关联的电子系统提供触摸屏界面。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可以包括任何类型的发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体、电致发光（EL）或其它显示技术。输入设备（100）和显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同的电学部件中的一些以用于显示和感测。在各种实施例中，显示设备的一个或多个显示电极可以被配置用于显示更新和输入感测二者。作为另一示例，显示屏可以由处理系统（110）部分地或全部地操作。

应当理解的是，尽管在完全发挥作用的装置的上下文中描述了本发明的许多实施例，但是本发明的机制能够以多种形式作为程序产品（例如，软件）被分发。例如，本发明的机制可以被实现和分发为可被电子处理器读取的信息承载介质（例如，可被处理系统（110）读取的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。另外，本发明的实施例同样地适用，不管被用于执行该分发的介质的特定类型如何。例如，以计算机可读程序代码形式的用于执行本发明的实施例的软件指令可以整体上或部分地临时或永久存储在非瞬态计算机可读存储介质上。非瞬态、电子可读介质的示例包括各种盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储模块和/或任何其它计算机可读存储介质。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术、或任何其它存储技术。

尽管未在图1中示出，但是处理系统、输入设备和/或主机系统可以包括一个或多个计算机处理器、关联的存储器（例如，随机存取存储器（RAM）、高速缓冲存储器、闪速存储器等）、一个或多个存储设备（例如，硬盘、诸如紧致盘（CD）驱动或数字通用盘（DVD）驱动之类的光学驱动、闪速存储棒等）、以及许多其它元件和功能性。（一个或多个）计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如，（一个或多个）计算机处理器可以是处理器的一个或多个核心或微核心。此外，一个或多个实施例的一个或多个元件可以被定位在远程位置处并通过网络连接到其它元件。此外，本发明的实施例可以被实现在具有若干个节点的分布式系统上，其中本发明的每一个部分可以被定位在分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于不同的计算设备。可替换地，节点可以对应于具有关联的物理存储器的计算机处理器。节点可以可替换地对应于具有共享的存储器和/或资源的计算机处理器或计算机处理器的微核心。

尽管图1示出了部件的配置，但是可以在不偏离本发明的范围的情况下使用其它配置。例如，可以组合各种部件以创建单个部件。作为另一示例，由单个部件执行的功能性可以由两个或更多部件执行。

一个或多个实施例针对多个输入对象（140）中的至少一个是感测区中的具有电感器的笔。在一个或多个实施例中，笔是无源笔或者不被要求存储用于延长的时间段的能量的笔。例如，能量的量可以是用于一个感测周期。根据一些实施例，无源笔可以仅通过在电容性感测设备的传感器电极上驱动的感测信号来接收功率。无源笔是在电容性感测设备上使用的输入对象的类型。无源笔通过影响感测设备的所测量的电容来与电容性感测设备交互。换言之，无源笔以类似于手指如何与输入设备交互的方式与输入设备交互。与使用内部电源向输入设备发送电信号的有源笔形成对照，无源笔不利用有源部件向感测设备发射信号。相反，至电容性感测设备的仅有的输入是基于通过电容性感测设备对无源笔的检测。因此，与有源笔形成对照，无源笔典型地不包括电池或用于有源地发射信息的其它电源。无源笔也可以被称为无源触针。尽管所公开的发明的实施例主要被描述为供无源笔使用，但是也可以利用通过感测区充电并使用该充电进行发射的半无源笔以及有源笔。

图2示出了根据本发明的一个或多个实施例的被配置成以多个不同的频率谐振的笔（200）的示例电路图。如图2中所示，笔包括电感器（202）。笔（200）也可以具有各种电容器（例如，电容器A（204）、电容器B（206））。每一个电容器（例如，电容器A（204）、电容器B（206））可以具有不同的电容水平。此外，电容器可以是微调电容器或可变电容器并且可以是诸如在制造或使用期间可调谐的。尽管未示出，但是笔可以具有寄生电阻和寄生电容。寄生电阻和寄生电容可以具有各种程度的量值并且可以在调谐过程期间被调节。在输入设备（在图1中示出）与笔之间也可以存在电容（208）。此外，在人类用户与笔之间也可以存在电容（示出为身体电容（212））。

在本发明的一个或多个实施例中，通过如图2的电路图中示出的那样具有与电感器并联的各种电容，笔包括用于在多个不同的频率处谐振的功能性。多个不同的频率中的每一个可以是基本上与输入设备（214）的传感器电极的可能的驱动波形之一相同的频率。换言之，利用在所定义的频率处的感测信号来驱动耦合到处理系统的传感器电极。笔被配置成具有与感测信号的所定义的频率基本上相同的谐振频率。换言之，每一个谐振频率在感测信号的所定义的频率的阈值距离内。因此，当笔具有基本上相同的谐振频率时，在感测区中的笔的影响被放大。

继续图2，笔（200）包括尖端（210）、开关（216）和控制器（214）。尖端（210）是笔的可以接触感测区的部分。换言之，通过尖端（210），感测区的所测量的电容可以改变。

开关（216）是被配置成改变控制器（218）的状态的任何类型的开关。开关（216）可以是诸如按钮、旋转开关、滑动开关之类的机械开关，或者任何其它类型的开关。在本发明的一个或多个实施例中，开关（216）连接到控制器（218）。控制器（218）对应于被配置成选择要与电感器（202）并联的一个或多个电容器（例如，电容器A（204）、电容器B（206））的逻辑。换言之，控制器（218）包括用于向连接到对应电容器的控制器选择的晶体管（例如，晶体管A（204）、晶体管B（206））施加电压的功能性。因为控制器（218）将电容器与电感器并联地连接并且电容器具有不同的电容水平，所以对特定电容器的选择改变根据本发明的一个或多个实施例的笔的谐振频率。控制器（218）也可以连接到电源（220）。电源（220）可以包括用于存储能量并向控制器（218）提供功率的功能性。在至少一些实施例中，功率量仅足够用于向控制器（218）供电而不是发射信息。作为示例，电源可以是超级电容器。此外，笔可以包括被配置成向电源提供功率的太阳能电池。

如所示出的那样，尖端（210）连接到所选择的电容器和电感器（202），以使得尖端（210）具有谐振频率并处于谐振状态中。谐振状态是当笔在所选择的频率处谐振并且尖端连接到具有与电容器并联的电感器的电路的时候。换言之，当输入设备（214）中的传感器电极发射感测信号时，笔（200）在基于所选择的电容器（例如，电容器A（204）、电容器B（206））的控制器选择的频率处谐振。当离开输入设备（214）或其它这样的电路时，笔（200）不谐振。输入设备（214）可以基于所发射的信号的频率和从作为结果的信号获取的测量值来检测感测信号何时在笔的谐振频率处或基本上靠近笔的谐振频率。通过改变谐振频率，笔可以无源地向输入设备发射信息，并且随后向主机设备发射信息。换言之，不是诸如以特定频率发射数据分组那样有源地发射信息，而是笔可以包括用于通过改变谐振频率（其之后由输入设备辨识）来无源地发射信息的功能性。

尽管未在图2的配置中示出，但是笔可以包括即使当在输入设备附近时也要处于非谐振状态（未示出）中的电路段。特别地，尖端（210）可以不谐振并且可以连接到接地（214）。换言之，在谐振状态中，电感器（202）是电路的部分并且使得系统谐振。在非谐振状态中，电感器被旁路或短接，并且因此，笔不谐振。各种机械元件可以被用于在非谐振状态与谐振状态之间切换笔。在其它实施例中，笔可以通过更改笔的谐振频率使得其不再与感测信号中的任何一个的频率基本上相同而切换到非谐振状态。

图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的笔（300）的另一示例电路图。在图3的示例电路图中，电感器（302）、电容器（例如，电容器A（304）、电容器B（306））、笔与输入设备的电容（308）、尖端（310）、身体电容（312）、输入设备（314）、控制器（318）、电源（320）、以及晶体管（例如，晶体管A（322）、晶体管B（324））可以分别与如图2中所示出的电感器（202）、电容器（例如，电容器A（204）、电容器B（206））、笔与输入设备的电容（208）、尖端（210）、身体电容（212）、输入设备（214）、控制器（218）、电源（220）、以及晶体管（例如，晶体管A（222）、晶体管B（224））相同或类似。在图3中，力传感器（316）连接到尖端（310）和控制器（318）。力传感器（316）被配置成检测尖端（310）上的力并向控制器（318）提供关于力的力信息。控制器（318）可以被配置成基于力信息来选择谐振频率或一系列谐振频率。使用谐振频率或一系列谐振频率，控制器可以如以上所讨论的那样无源地向主设备传送力信息。

作为示例，在本发明的一个或多个实施例中，用户可能在使尖端触摸到输入设备的表面时有意地或无意地向尖端施加力。可以通过笔上的力传感器来检测改变控制器的状态的力的量。控制器可以由此通过改变谐振频率来向输入设备传送力信息。

图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的笔（400）的示例电路图。在图4中，控制器是专用集成电路（ASIC）（402）。笔（400）包括连接到ASIC（402）上的两个分离输入（例如，In1（406）、In2（408））的两个开关（例如，Sw1（404）、Sw2（405））。尖端力传感器（410）连接到第三输入（例如，In3（412））。尖端力传感器（410）也连接到尖端（414）。类似于图3，当尖端在感测区内并且输入设备正在进行发射时，在尖端与输入设备之间可能存在电容（416）（在图4中示出为被接地）。

继续图4，ASIC（402）可以连接到电池（例如，Bt1（432））并且还可以包括用于分别连接到晶体管Q1（422）和晶体管Q2（424）的输出Tx1（418）和Tx2（420）。晶体管Q1（422）和Q2（424）可以各自连接到电容器Ct1（426）和Ct2（428）。每一个晶体管具有如在图4中由G、D和S表示的栅极、漏极和汇点（sink）。类似于图2，当晶体管和对应电容器被ASIC（402）选择时，电容器被置于具有电感器（430）的电路中，使得笔在所选择的频率处谐振。因为在一个或多个实施例中电容器具有不同的电容水平，所以该选择改变笔的谐振频率。在用户与笔（400）之间也可能存在电容（例如，Cbody（434））。在图4中示出的笔的各种部件可以执行与以上参考图2和3讨论的相似命名的部件相同或类似的操作。

在本发明的一个或多个实施例中，ASIC（402）可以包括用于通过选择性地改变谐振频率来无源地发射信息的功能性。例如，输入设备和ASIC可以诸如在制造期间被配置有特定编码，所述特定编码将谐振频率或谐振频率的图案映射到数据。作为更具体的示例，编码可以是：与电容器Ct1（426）对应的谐振频率对应于零的比特值，而与电容器Ct2（428）对应的谐振频率对应于一的比特值。通过选择性地改变谐振频率和输入设备检测谐振频率的图案，ASIC可以有效地向输入设备无源地传送特定的比特值串，而不用执行分组的发射。在一些实施例中，在发射之前，ASIC发送同步信号，所述同步信号向输入设备指示数据正在被发射。相应地，ASIC可以包括用于以下的功能性：接收信息，在编码中将信息映射到基于谐振频率的图案，以及选择对应晶体管和电容器来匹配该图案。输入设备包括用于以下的功能性：检测该图案并对信息进行解码以便检测正在被无源地发射的信息。

可以发射各种类型的信息。例如，在尖端力传感器（410）上的力的量可以由ASIC（402）确定并且作为谐振频率的图案被发射。作为另一示例，诸如笔的序列号之类的关于笔的信息可以被编码在图案中并被发射。可以在不偏离本发明的范围的情况下发射其它信息。

图5示出了根据本发明的一个或多个实施例的笔（500）的示例电路图。在图5中，控制器是计数器（502）。笔（500）包括连接到用于计数器（502）的时钟输入（506）的开关（例如，Sw1（504））。在一些实施例中，计数器是具有时钟、输出（例如，1、2、3、4）和重置部（未示出）的标准互补金属氧化物半导体（CMOS）部分。计数器（502）可以连接到电池（例如，Bt1（508））。计数器（502）的输出可以各自连接到晶体管（例如，Q1（510）、Q2（512）、Q3（514）、Q4（516）），这些晶体管各自连接到对应电容器（例如，Ct1（518）、Ct2（520）、Ct3（522）、Ct4（524））。每一个晶体管具有如在图5中由G、D和S表示的栅极、漏极和汇点。电容器可以各自具有不同的电容水平。类似于图2，当晶体管和对应电容器被计数器（502）选择时，电容器被置于具有电感器（526）的电路中，使得笔在所选择的频率处谐振。因为在一个或多个实施例中电容器（518、520、522和524）具有不同的电容电平，所以该选择改变笔的谐振频率。在用户与笔（500）之间也可能存在电容（例如Cbody（528））。类似于图3，当尖端在感测区内并且输入设备正在进行发射时，在尖端与输入设备之间可能存在电容（530）（在图5中示出为被接地）。在图5中示出的笔的各种部件可以执行与以上参考图2和3讨论的相似命名的部件相同或类似的操作。

在本发明的一个或多个实施例中，计数器（502）可以包括用于在不同的输出状态之间切换的功能性。输出状态是特定输出（例如，1、2、3、4）的激活。在本发明的一个或多个实施例中，计数器（502）被配置成基于开关（504）的选择而切换输出状态。换言之，开关的选择可以使得计数器通过改变输出来改变选择哪个晶体管。计数器还可以包括重置部（未示出），其当计数器处于输出4中并且开关被选择时将计数器重置为1。计数器（502）还可以包括用于保持在所选择的输出状态中直到开关（504）被再次选择为止的功能性。

在本发明的一个或多个实施例中，开关（504）可以是非锁存开关或者在选择之后复原回到默认位置的其它开关。例如，开关可以是按钮。可以在不偏离本发明的范围的情况下包括其它类型的开关。

尽管图2-5示出了部件的各种配置，但是可以在不偏离本发明的范围的情况下使用其它配置。例如，与这些附图中示出的相比，可以存在更多或更少的开关、晶体管和电容器。类似地，可以包括附加电容器。此外，可以存在相同或不同的开关，所述相同或不同的开关可以被配置成以有效地从电路移除电感器并将笔改变到非谐振状态的方式将尖端连接到接地。

返回到图1，在本发明的一个或多个实施例中，由处理系统进行的行为可以被划分成多个帧。每一个帧表示用于关于一个或多个输入对象的存在执行对感测区的状态的单次捕获的时间长度。时间长度可以在多个帧之中变化。例如，如果没有检测到输入对象，则时间长度可以比当检测到输入对象时更短并且执行附加处理。在本发明的一个或多个实施例中，在帧的结尾，可以将报告发射到处理系统的其它部件、输入设备、主机系统、或其它设备、或它们的组合。每一个报告包括关于感测区中的任何输入对象的位置信息和频率信息。

图6示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于处理系统检测谐振频率或谐振频率的图案的流程图。图6可以例如通过根据本发明的一个或多个实施例的在图1中示出的使用确定模块和传感器模块的处理系统来执行。尽管顺序地呈现和描述了该流程图中的各个步骤，但是普通技术人员将意识到的是，可以按不同的次序执行这些步骤中的一些或全部，可以组合或省略这些步骤中的一些或全部，以及可以并行地执行这些步骤中的一些或全部。此外，可以有源地或无源地执行这些步骤。例如，一些步骤可以使用轮询来执行或者可以根据本发明的一个或多个实施例被中断驱动。作为示例，根据本发明的一个或多个实施例，确定步骤可以不要求处理器处理指令，除非接收到预示条件存在的中断。作为另一示例，根据本发明的一个或多个实施例，可以通过执行测试（诸如检查数据值以测试该值是否与被测试的条件一致）来执行确定步骤。

在步骤601中，利用在多个频率处的感测信号来驱动传感器电极。并发地，在步骤603中，基于在多个频率处的感测信号的影响来确定测量值。当笔在感测区中时，测量值的集合基于在感测区中的笔和在各个频率处的感测信号的影响。在本发明的一个或多个实施例中，执行互电容感测，并且测量值的集合是在所接收的感测信号与所发射的感测信号之间的所测量的差异。另外或者可替换地，可以执行绝对电容性感测，并且测量值测量当在所选择的频率处发射感测信号时在感测区中的笔的影响。

在一个或多个实施例中，在多个频率处发射感测信号对应于发射感测信号的每一个传感器电极基本上在笔的多个可能谐振频率中的每一个处进行发射。换言之，进行发射的每单个传感器电极在不同的时间在多个可能谐振频率中的每一个处进行发射，由此不同于频分复用。然而，可以在不偏离本发明的范围的情况下结合一个或多个实施例执行频分复用。时间可以被交织以用于单个帧，以轮询方式执行或者以另一方式执行。

对于以下示例，考虑其中笔被配置成在频率F1、F2和F3处谐振的场景。在示例中，对于特定帧，利用在频率F1处的感测信号和所获取的测量值来驱动传感器电极，然后利用在频率F2处的感测信号和所获取的测量值来驱动传感器电极，然后利用在频率F3处的感测信号和所获取的测量值来驱动传感器电极。在一些实施例中，一个或多个频率可以当其被确定为不必要时而不被使用。即，如果针对特定帧已经识别出谐振频率，则可以跳过在一个或多个感测频率处的驱动。例如，如果针对帧的在感测区中的输入对象的谐振频率能够在驱动频率F1和频率F2处的感测信号之后被确定，则针对该帧驱动F3处的感测信号可能不是必要的。作为另一举例，在不同频率处对传感器电极的驱动可以在单个帧期间被交织。换言之，在单个帧期间，一个或多个传感器电极可以在频率F1处被驱动，然后在频率F2处被驱动，然后在频率F3处被驱动，然后在频率F1处被驱动，然后在频率F2处被驱动，然后在频率F3处被驱动，等等。在不偏离本发明的范围的情况下，可以执行其它示例技术来交织在多个频率处的发射。

在步骤605中，根据本发明的一个或多个实施例，根据测量结果来确定用于具有电感器的笔的信息。对于位置信息，可以执行标准处理来确定用于笔的信息。对于谐振信息，诸如为了识别谐振频率，可以做出在所选择的频率中的测量结果是否符合准则的确定。例如，在本发明的一个或多个实施例中，准则可以是针对在特定频率处的测量值的峰值量值的预先定义的阈值。在这样的实施例中，确定测量值是否满足准则包括识别峰值量值并确定峰值量值是否大于预先定义的阈值。在一些实施例中，超过阈值信号电平指示被驱动的感测信号的频率基本上类似于在感测区中的笔的当前谐振频率。

作为另一示例，准则可以基于不同频率处的测量值之间的差。例如，可以针对第一频率获得测量值，并且将该测量值从针对不同频率的对应测量值中减去。如果针对至少一个测量值的差超过差阈值，则可以基于哪个测量值从其它测量值而言是非典型的来确定谐振频率。

作为另一示例，针对每一个特定频率的测量值可以被组合成针对该特定频率的信号响应电平。例如，该组合可以是平均值或其它函数。所组合的测量值可以跨越所有测量值或者仅对应于检测到的输入对象的位置的测量值。针对不同频率的信号响应电平可以被比较以识别谐振频率。在一个或多个实施例中，针对谐振频率的信号响应电平可以为负，而其它信号响应电平为正。在其它实施例中，针对谐振频率的信号响应电平可以是升高的电平，而其它信号响应电平近似相等。在这样的实施例中，可以在每一对信号响应电平之间执行求差，并且可以做出差是否满足阈值的确定。如果差满足阈值，则对应于升高的信号响应电平的频率被确定为笔的谐振频率。

根据本发明的一个或多个实施例，准则可以匹配根据本发明的一个或多个实施例的测量值的图案。在本发明的一个或多个实施例中，当笔存在于感测区中、所选择的频率靠近谐振频率并且使用互电容感测时，测量值可以具有峰值测量结果和从该峰值测量结果延伸的一个或多个尾部（tail）。尾部是从峰值测量结果的位置延伸并且具有从峰值测量结果开始逐渐降低的值的升高或增加的测量值的线。当笔垂直于输入设备的表面时，四个尾部可以从在笔的谐振频率处的感测信号产生。当笔成一定角度时，尾部可以在笔的行进方向的相反方向。因此，可以通过确定测量值关于彼此的相对量值是否满足具有尾部的图案来执行测量值是否满足准则的确定。

可以在不偏离本发明的范围的情况下使用其它准则。在一个或多个实施例中，笔可以处于非谐振状态中。如果笔处于非谐振状态中，则不满足用于确定笔的谐振状态的准则。因此，笔被检测为处于非谐振状态中。

不管被用于识别笔的当前谐振频率的技术如何，当前谐振频率都可以与关于之前的谐振频率的信息组合，以便检测被无源地发射的信息。例如，如果笔诸如通过在预先定义的时间长度内处于预先定义的谐振频率中来无源地发射同步信号，则处理系统可以进入图案检测模式以开始检测谐振频率的图案并对该图案进行解码。在这样的场景中，处理系统识别笔的当前谐振频率，将当前谐振频率解码为比特值，并将该比特值添加到之前检测到的谐振频率。如果处理系统未处于图案检测模式中，则处理系统可以处于当前频率模式中并仅识别当前频率以报告。

不是处理系统处于图案检测模式或当前频率模式中，而是主设备或主设备上的应用可以处于图案检测模式或当前频率模式中。在这样的场景中，处理系统可以仅报告当前谐振频率的指示符。

在步骤607中，根据本发明的一个或多个实施例报告位置信息和频率信息。在一个或多个实施例中，可以向主设备报告位置信息。所报告的频率信息可以包括笔的谐振状态或非谐振状态。频率信息可以包括关于谐振频率的信息和/或从检测到的图案解码的信息。例如，谐振频率的标识符可以被添加到频率信息。该标识符可以是主设备可以用其识别频率的频率标识符或者是笔的开关状态的标识符。例如，如果笔具有三个谐振状态和一个非谐振状态，则标识符可以是1、2、3或4。可以在不偏离本发明的范围的情况下包括其它标识符。

通过能够对多个频率进行检测，用户可以经由笔将附加信息传送到主设备，所述附加信息仅通过输入设备来检测而不被有源地发射。例如，如果用户正在使用绘图应用，则用户可以通过改变笔的谐振频率并使输入设备检测该改变来在不同颜色之间切换。主设备或主设备上的应用可以被配置成将谐振频率的标识符与诸如颜色改变之类的作为结果的动作进行关联。作为其它示例，谐振频率的改变可以被用于请求上下文菜单的显示、活跃软件应用的改变，选择与移动光标相对的图形用户界面小部件，或者执行其它动作。

以上仅仅是笔的几个实施例并且描述可以如何执行对多个频率的处理。事实上，可以以任何方式组合和/或修改以上实施例，以生成在本发明的范围内的附加实施例。

图7示出了根据本发明的一个或多个实施例的通过笔无源地发射信息的示例（700）。在示例场景中，考虑其中笔存储用于解锁用户的电话的序列号的场景。图7中的示例可以使用图4中示出的笔，但是具有四个输出，每一个输出连接到不同的晶体管，所述不同的晶体管各自连接到对应电容器。因此，笔能够在四个不同谐振频率（例如，图7中的W、X、Y、Z）中的如ASIC所选择的一个谐振频率中谐振。此外，出于示例的目的，考虑这样的场景，在该场景中，笔和输入设备二者被配置成使得W映射到比特值00、Y映射到比特值10、X映射到比特值01、以及Z映射到比特值11。另外，仅出于示例的目的，序列号为16比特串。

图7中示出的示例示出了四列，其中每一列具有多个行。这些行被划分成多个帧。每一个帧是用于检测感测区的状态并报告感测区的状态的时间量。因此，这些帧的通过处理和检测的时间次序从开始到最后如下：帧0（702）、帧1（704）、帧2（706）、帧3（708）、帧4（710）、帧5（712）、帧6（714）、以及帧7（716）。

在示例中，这些列示出了在帧期间的对应部件的状态。列1（718）示出了如笔上的ASIC设置的笔的所设置的谐振频率。ASIC确定序列号为1001100111000111，如在框（726）中所示的那样。因此，ASIC确定图案为YXYXZWXZ。如在列1（718）中所示，笔的ASIC在整个帧期间将笔保持在谐振频率中，以便确保笔的谐振频率被检测。因此，笔在帧0（702）期间处于谐振频率Y中、在帧1（704）期间处于谐振频率X中、在帧2（706）期间处于谐振频率Y中、在帧3（708）期间处于谐振频率X中、在帧4（710）期间处于谐振频率Z中、在帧5（712）期间处于谐振频率W中、在帧6（714）期间处于谐振频率X中、以及在帧7（716）期间处于谐振频率Z中。

列2（720）示出了输入设备发射频率。如在列2（720）中所示，输入设备在每一个帧内在笔的可能谐振频率中的每一个上发射感测信号。换言之，在帧0（702）内在谐振频率W、X、Y和Z中的每一个上发射感测信号，在帧1（704）内在谐振频率W、X、Y和Z中的每一个上发射感测信号，在帧2（706）内在谐振频率W、X、Y和Z中的每一个上发射感测信号，等等。在每一个帧内，处理系统接收针对在每一个谐振频率中的每一个感测信号的作为结果的测量值，并处理作为结果的测量值以识别笔的谐振频率。

列3（722）示出了处理系统从确定作为结果的测量值检测的检测到的图案。例如，处理系统可能已经使用了升高的信号响应电平以便在帧期间确定谐振频率。因此，如在列3（722）中所示，处理系统正确地检测到这样的图案：笔在帧0（702）期间处于谐振频率Y中、在帧1（704）期间处于谐振频率X中、在帧2（706）期间处于谐振频率Y中、在帧3（708）期间处于谐振频率X中、在帧4（710）期间处于谐振频率Z中、在帧5（712）期间处于谐振频率W中、在帧6（714）期间处于谐振频率X中、以及在帧7（716）期间处于谐振频率Z中。

当检测到图案时，处理系统可以如在列4（724）中所示的那样对图案进行解码以获得在帧0（702）期间的10的对应比特值、在帧1（704）期间的01的对应比特值、在帧2（706）期间的10的对应比特值、在帧3（708）期间的01的对应比特值、在帧4（710）期间的11的对应比特值、在帧5（712）期间的00的对应比特值、在帧6（714）期间的01的对应比特值、以及在帧7（716）期间的11的对应比特值。因此，处理系统将谐振频率的图案解码为1001100111000111，如在框（726）中所表示的那样。

如在示例中所示，不是有源发射，而是一个或多个实施例可以能够通过改变谐振频率的图案和改变发射感测信号的频率来无源地发射信息。

尽管未在示例中示出，但是可以执行同步，诸如通过处于谐振频率中来发送开始信号。类似地，可以执行误差校正以确保笔和输入设备二者关于信息被同步。此外，在每一个预先定义的量的帧处，可以执行附加同步。另外，可以使用不同的编码。例如，不是对谐振频率进行编码，而是可以对谐振频率的改变进行编码。例如，从帧0中的谐振频率Y到帧1中的谐振频率X的改变可以在编码中映射到比特值“00”。可以在不偏离本发明的范围的情况下使用不同的编码和不同数目的谐振频率。

因此，呈现了本文中所阐述的实施例和示例以便最佳地解释本发明及其特定应用并且由此使得本领域技术人员能够做出和使用本发明。然而，本领域技术人员将认识到的是，仅仅出于说明和示例的目的，已经呈现了前面的描述和示例。如所阐述的描述不意在是详尽的或者将本发明限制于所公开的确切形式。

Claims (17)

1.一种具有多个谐振频率的谐振笔，所述谐振笔包括：

第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；

第二电路段，其包括多个晶体管，所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；

第三电路段，其包括控制器，所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以将所述谐振笔改变到所述多个谐振频率中的第一谐振频率；以及

开关，其被配置成触发所述控制器以更改所述多个晶体管的晶体管状态，

其中，所述谐振笔被配置为在向输入设备发射数据之前向所述输入设备无源地发射同步信号，

其中，以在预先定义的时间长度内处于所述多个谐振频率中的第二谐振频率的方式无源地发射同步信号，并且

其中，所述谐振笔是无源笔。

2.根据权利要求1所述的谐振笔，其中所述控制器是专用集成电路ASIC。

3.根据权利要求2所述的谐振笔，其中所述ASIC被配置成自动地切换谐振频率以对信息进行编码。

4.根据权利要求1所述的谐振笔，其中所述控制器是计数器。

5.根据权利要求1所述的谐振笔，其中所述谐振笔进一步包括被配置成存储用于所述控制器的能量的电源。

6.根据权利要求5所述的谐振笔，其中所述谐振笔进一步包括用于向所述电源供电的太阳能电池。

7.根据权利要求5所述的谐振笔，其中所述电源包括超级电容器。

8.根据权利要求1所述的谐振笔，其中所述开关被配置成能够实现所述多个谐振频率。

9.根据权利要求1所述的谐振笔，其中所述谐振笔包括用于实现四个谐振频率的两个按钮。

10.一种包含谐振笔的系统，所述系统包括：

输入设备，其被配置成：

检测多个谐振频率，并且

响应于检测到所述多个谐振频率中的第一谐振频率，进入图案检测模式，其中，在所述图案检测模式中，所述输入设备被配置为检测谐振频率的图案；以及

谐振笔，其具有所述多个谐振频率，所述谐振笔包括：

第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；

第二电路段，其包括多个晶体管，所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；

第三电路段，其包括控制器，所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以将所述谐振笔改变到所述多个谐振频率中的第二谐振频率；以及

开关，其被配置成触发所述控制器以更改所述多个晶体管的晶体管状态，

其中，所述谐振笔被配置为在向输入设备发射数据之前向所述输入设备无源地发射同步信号，

其中，以在预先定义的时间长度内处于所述多个谐振频率中的第一谐振频率的方式无源地发射同步信号，并且

其中，所述谐振笔是无源笔。

11.根据权利要求10所述的包含谐振笔的系统，其中所述谐振笔包括用于实现四个谐振频率的两个按钮。

12.一种具有多个谐振频率的谐振笔，所述谐振笔包括：

尖端；

第一电路段，其包括用于所述多个谐振频率的电感器；

第二电路段，其包括多个晶体管，所述多个晶体管中的每一个晶体管包括晶体管状态；

第三电路段，其包括被配置成检测尖端上的力以获得检测到的力的力传感器；以及

第四电路段，其包括控制器，所述控制器被配置成更改所述多个晶体管的晶体管状态以基于检测到的力将所述谐振笔改变到所述多个谐振频率中的第一谐振频率，

其中，所述谐振笔被配置为在向输入设备发射数据之前向所述输入设备无源地发射同步信号，

其中，以在预先定义的时间长度内处于所述多个谐振频率中的第二谐振频率的方式无源地发射同步信号，并且

其中，所述谐振笔是无源笔。

13.根据权利要求12所述的谐振笔，其中所述控制器是专用集成电路ASIC。

14.根据权利要求13所述的谐振笔，其中所述ASIC被配置成通过在所述多个谐振频率之间进行切换来无源地发射检测到的力的信息。

15.根据权利要求12所述的谐振笔，其中所述谐振笔进一步包括被配置成存储用于所述控制器的能量的电源。

16.根据权利要求15所述的谐振笔，其中所述谐振笔进一步包括用于向所述电源供电的太阳能电池。

17.根据权利要求12所述的谐振笔，其中所述谐振笔包括用于实现四个谐振频率的两个按钮。

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