CN108700956A - 笔现场力感测校准 - Google Patents

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Abstract

一种用于从触控笔标识笔尖状态指示中的错误的方法包括经由在触控笔和数字化仪传感器之间建立的静电(ES)无线通信信道用所述数字化仪传感器检测来自所述触控笔的输入。从触控笔接收笔尖状态的指示,该指示指出该笔尖状态处于悬停还是触摸。基于用数字化仪传感器检测到的输入来验证该笔尖状态。当错误在该笔尖状态指示中被标识出时,该错误的通知被发送。

Description

笔现场力感测校准
背景
用于与数字化仪系统一起使用的信号发射触控笔(例如,有源触控笔)在本领域中是已知的。触控笔的位置检测向与数字化仪系统相关联的计算设备提供输入并且被解释为用户命令。通常,数字化仪系统与显示屏集成在一起,例如以形成触摸屏。触控笔在屏幕上的位置与屏幕上所描绘的虚拟信息相关。由触控笔发射的信号可包括诸如施加在书写笔尖上的压力和触控笔标识之类的信息。该信号被数字化仪系统解码以获得信息。
数字化仪系统通常包括以行和列布置的电极结的矩阵。可通过对行和列两个方向上的输出都进行采样来跟踪触控笔位置。跟踪基于检测到以下信号:由触控笔的笔尖发射且由于在笔尖与电极结矩阵的一部分之间建立的静电耦合而由数字化仪传感器拾取的信号。跟踪由触控笔发射的信号的数字化仪系统通常还跟踪用手指或导电对象提供的输入。互电容传感器是用于这样的数字化仪系统的一种类型的数字化仪传感器。互电容检测允许其中多个手指、手掌或导电对象被同时跟踪的多点触摸操作。
概述
本公开的一些实施例涉及标识触控笔何时错误地感测其笔尖状态。这通常在笔尖保持缩回到触控笔中时发生,即使笔尖不与数字化仪传感器或显示屏接触。数字化仪传感器确定笔尖是否与屏幕或数字化仪传感器接触,并且将其与从触控笔接收的笔尖状态指示进行比较。当在由触控笔报告的笔尖状态中检测到错误时发送通知(通常发送到触控笔)。响应于通知,触控笔可重新校准其用来确定笔尖状态的传感器,以便反映正确的状态。
除非以其他方式定义,否则本文中所使用的所有技术和/或科学术语具有如本领域的普通技术人员共同理解的相同含义。虽然类似于或等同于本文中所描述的方法和材料可被用于本公开的各实施例的实践和测试中,但是下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下,包括定义的专利说明书将优先。另外,材料、方法和示例仅是说明性的,并不一定旨在限制。
若干附图视图的简要描述
此处参考附图描述本公开的一些实施例,仅作为示例。现在专门详细地参考附图,强调的是,所示的细节是举例而言的并且只是出于对本公开的各实施例的说明性讨论的目的。就此而言,参考附图所进行的描述使得本领域技术人员显见该如何实践本公开的各实施例。
在附图中:
图1是根据本公开的一些实施例的示例性启用触摸的计算设备的简化框图;
图2是根据本公开的一些实施例的用于标识笔尖状态指示中的错误的示例性方法的简化流程图。
图3A和3B是根据本公开的各个实施例的用于使用数字化仪传感器的触控笔触摸检测的方法的简化流程图;
图4是根据本公开的一些实施例的触控笔的简化框图;以及
图5是根据本公开的一些实施例的用于通过触控笔重新校准压力传感器的方法的简化流程图。
详细描述
用于数字化仪传感器的触控笔包含通常要求外部装备以供校准的机制。一个示例是笔尖力传感器,该笔尖力传感器是一种灵敏的机电机制。该笔尖力传感器在生产线中被校准以设置无力施加(no-force-applied)的点,根据该无力施加的点,笔可以区分笔尖状态是悬停模式还是触摸模式。在一些机械问题的情形中,即使没有向笔尖施加力,笔也错误地将其笔尖状态标识为触摸。这种情况被称为“悬停时着墨(inking in hover)”。
在本公开的各实施例中,触控笔标识其状态并将笔尖状态的指示发送到数字化仪传感器。数字化仪传感器使用其自己的机制来验证触控笔是否正在触摸数字化仪传感器。当由触控笔指示的笔尖状态与由数字化仪传感器确定的笔尖状态之间存在冲突时,数字化仪传感器标识错误并发送该错误的一个或多个通知。这些通知允许系统的各种部件采取动作以校正该错误。
例如,数字化仪传感器可向触控笔发送通知以校准其压力传感器。该通知可以在无线上行链路信道上从数字化仪传感器或从包括数字化仪传感器的主机计算设备被发送到触控笔。被用来将通知发送到触控笔的上行链路信道的类型取决于触控笔能力,例如其是否具有静电(ES)、蓝牙(BT)和/或其他类型的无线接口。当触控笔执行校准时,悬停时着墨的问题得到解决。
在其他示例中,提醒消息也被发送给用户,例如,该提醒消息被显示在主机计算设备的屏幕上。替代地或附加地,通知被发送给主机以便触发主机执行适当的动作以从不正确的笔尖状态恢复。
现在参考图1,图1示出了根据本公开的一些实施例的示例性启用触摸的计算设备的简化框图。根据本公开的一些实施例,计算设备100包括与数字化仪传感器50集成的显示器45。
在一些示例性实施例中,数字化仪传感器50是基于格栅的电容传感器,该基于格栅的电容传感器用形成该基于格栅的传感器的格栅线的行和列导电条带58形成。通常,导电条带58彼此电绝缘并且每个导电条带至少在一个端部处被连接到数字化仪电路系统25。通常,导电条带58被布置成增强行和列导电条带之间(例如,在行和列之间形成的结59周围)的电容耦合。被形成在行和列导电条带之间的电容耦合对导电和介电对象的存在敏感。替代地,数字化仪传感器用不需要基于行和列导电条带被构造的电极结的矩阵形成。在其他布置中,数字化仪传感器不包括经定义的行/列间隔,而是包括多个焊盘(pad),其中每个焊盘是一个结,并且触控笔触摸状态和/或位置由自电容来确定。
本发明的各实施例不限于数字化仪传感器中的电极和/或电极结的特定布局、类型或布置。
根据本公开的一些实施例,导电条带58可操作用于检测一个或多个指尖140或手142或其他导电对象的触摸以及通常经由触控笔的书写笔尖传送电磁信号的触控笔120的输入。通常,来自行和列导电条带58两者(例如,来自两个垂直轴)的输出被采样以检测触控笔120的坐标。一些数字化仪使用从数字化仪到触控笔的ES上行链路信号,藉此行或列位置的坐标被定义。基于该触控笔信号,另一轴位置被确定。在该布置中,仅来自一个轴的输出被采样。
在一些示例性实施例中,数字化仪电路系统25通常包括触控笔检测引擎27,用于与触控笔120同步、用于处理由触控笔120接收的输入、用于解码笔尖状态的指示(例如,由触控笔120传送的笔尖压力信息)和/或用于跟踪触控笔120的坐标。在一些情形中,触控笔120与数字化仪电路系统25同步,在这种情形中,在触控笔检测引擎27处可能不要求同步。
触控笔120接收到的输入可包括与触控笔120直接相关的、与触控笔120周围的环境相关的、与使用触控笔120的用户相关的、与分配给触控笔120的特权相关的、与触控笔120的能力相关的信息、或者从第三方设备接收到的信息。与触控笔相关的信息可包括按压按钮35的指示、笔尖20上的压力水平、倾斜度、标识、制造商、版本、媒体访问控制(MAC)地址、以及诸如颜色、笔尖类型、刷子和插件等所存储的配置。
通常,笔尖20位于触控笔120的前端处。然而,笔尖可位于触控笔的任何部分上,用户使用触控笔的该部分在数字化仪屏幕上触摸或悬停。例如,触控笔120可包括在触控笔120的相对端处的第二笔尖,并且被施加在该第二笔尖上的压力水平和压强水平也被记录和传送。
通常,触控笔120包括控制由触控笔120发射的信号的生成的ASIC 40。ASIC 40通常将由触控笔120生成、储存或感测的信息编码在由该触控笔120传送的信号上。通常,触控笔检测引擎27对从触控笔120接收的信息进行解码。任选地,被配置成与数字化仪传感器50交互的其他手持式设备可以按类似方式来被操作且由触控笔检测引擎27来跟踪。
数字化仪电路系统25可应用互电容检测或自电容以感测来自指尖140的触摸(或悬停)的触摸信号。通常,在互电容和自电容检测期间,数字化仪电路系统25发送触发信号(例如,脉冲)至数字化仪传感器50的一个或多个导电条带58并且响应于该触发和/或询问对来自导电条带58的输出进行采样。在一些实施例中,沿格栅的一个轴的一些或所有导电条带58同时或以连贯的方式被触发,并且响应于每次触发,来自其他轴上的导电条带58的输出被采样。通常,该规程提供用于检测同时触摸传感器50(多点触摸)的多个指尖140的坐标。数字化仪电路系统25通常包括手指检测引擎26,用于管理触发信号、用于处理触摸信号以及用于跟踪一个或多个指尖140的坐标。
通常,来自数字化仪电路系统25的输出被报告给主机22。通常,由数字化仪电路系统25提供的输出可包括一个或多个指尖140的坐标、触控笔120的书写笔尖20的坐标以及由触控笔120提供的附加信息(例如,压力、倾斜和电池水平)。通常,数字化仪电路系统25使用模拟和数字处理两者来处理用数字化仪传感器50检测到的信号。任选地,引擎26和27的功能性中的一些和/或全部被集成到被适配成用于控制数字化仪传感器50的操作的一个或多个处理单元中。任选地,数字化仪电路系统25、引擎26和27的功能性中的一些和/或全部被集成和/或被包括在主机22中。主机22可向应用管理器或相关应用传送信息。任选地,电路25和主机22可向应用传递原始信息。原始信息可根据应用的需要来被分析或使用。触控笔120、电路25和主机22中的至少一者可在无需分析或知晓原始信息的情况下传递该信息。
根据一些示例性实施例,触控笔120附加地包括无线通信单元30,例如具有使用主机22的模块23的蓝牙通信、近场通信(NFC)、射频(RF)通信的辅助信道。在一些示例性实施例中,主机22或电路25指令触控笔120基于来自电路25和主机22的分析和报告来更新或配置其传输协议。
用于标识笔尖状态中的错误的方法
现在参考图2,图2是根据本公开的一些实施例的用于标识来自触控笔的笔尖状态指示中的错误的示例性方法的简化流程图。
在200中,数字化仪传感器检测来自触控笔和数字化仪传感器之间的ES无线通信信道上的触控笔的输入。数字化仪传感器使用该输入来确定触控笔的位置。输入信号可包括附加的已调制和/或经编码的信息。
在210中,从触控笔接收笔尖状态的指示。该指示显示触控笔认为它自己是与数字化仪传感器接触(即,触摸模式)还是悬停在数字化仪传感器上方(即,悬停模式)。
在一些情形中,200和210在相同传输期间被执行。触控笔位置根据压力数据传输来被确定。
来自触控笔的无线下行链路信号上的笔尖状态在数字化仪传感器处被接收,例如由数字化仪传感器检测到的ES信号。在其他实施例中,笔尖状态由触控笔使用不同类型的无线信号(例如,蓝牙信号)发送到数字化仪传感器。所接收的无线信号被处理(例如,被解调和/或解码)以从该无线信号中提取笔尖状态。
在220中,从触控笔接收的笔尖状态指示通过以下来被验证:分析由数字化仪传感器检测到的信号来确定触控笔和数字化仪传感器之间的距离。信号的形状随笔尖物理形状而变化。确定触控笔和数字化仪传感器之间的距离可通过本领域已知的任何手段来完成,诸如匹配滤波或模式匹配。图3A和3B示出了在数字化仪处分别使用热图(heat map)分析和信号峰值/梯度分析来确定触控笔何时触摸数字化仪屏幕的示例性方法。
通常,当触控笔靠近数字化仪传感器时,所检测到的ES信号相对较强且局部化。随着触控笔和数字化仪传感器之间的距离增加,信号幅值减小并且该信号变得更加分散。该分析可将数字化仪传感器输出与指定参数进行比较,以便根据所检测到的信号幅值和/或空间梯度确定触控笔距数字化仪传感器的距离是否超过某个限制(在这种情形中,触控笔不触摸数字化仪屏幕)。替代地,触控笔和数字化仪屏幕之间的接触在通过数字化仪屏幕的互电容检测(或自电容检测)期间被确定。笔尖的导电部分在数字化仪屏幕上的存在可产生与在手指触摸期间检测到的效果类似的效果。由于与手指相比笔尖的直径相对较小,因此导电笔尖的存在可能仅在笔尖正触摸数字化仪屏幕时才能检测到。任选地,针对由触控笔引起的效果的幅值的阈值被定义,并且该阈值之上的输出被用作触控笔正触摸数字化仪屏幕的指示。因此,即使数字化仪能够在几毫米的悬停处检测到触控笔,它也可以设置阈值以定义触控笔是否正在触摸屏幕。
在230中,当以下情况时,在笔尖状态中标识出错误:
i)触控笔指示其处于触摸模式,而数字化仪传感器未检测到与触控笔的接触;以及
ii)触控笔指示其处于触摸模式,而数字化仪传感器检测到与触控笔的接触。
在240中,当错误被标识出时,该错误的通知被从数字化仪电路系统发送到主机和/或被从数字化仪电路系统直接发送到触控笔。错误通知可触发触控笔、数字化仪传感器和/或主机中的其他活动。
通常,错误通知在无线上行链路信道上被发送到触控笔。错误通知可包括令触控笔重新校准其状态和/或执行被编程到该触控笔中的其他动作(诸如改变操作模式)的指令。无线上行链路信道可以是数字化仪传感器和触控笔之间的ES信道、或者诸如BT或NFC等不同类型的无线信道。
在另一示例中,错误通知被从主机发送到用户(例如,错误通知被显示在与数字化仪传感器相关联的屏幕上),使得用户可手动地校准触控笔或采取一些其他动作,诸如更换触控笔或者取出并重新插入笔尖。
在又一个示例中,当错误被标识出时,数字化仪电路系统暂时或永久地修改其针对触控笔笔尖状态的阈值。由于触控笔通常具有多个压力代码,因此新的“0”代码(指示悬停)可被重置为由触控笔传送的当前压力代码。例如,如果触控笔正在传送代码“100”并且它具有256个代码,则数字化仪电路系统可将“100”设置为“0”代码并且将代码“100-255”延展为处于0-255的范围中。为了避免可靠性问题,数字化仪电路系统可在触控笔运行其内部校准规程时重置压力代码。
返回参考图1,现在描述使用计算设备100标识笔尖状态指示中的错误的示例性实施例。数字化仪传感器50如以上所描述地检测来自触控笔的输入,并且还可通过互电容或自电容检测来检测触控笔的导电笔尖。电极或导电条带58通常检测来自触控笔的ES信号。
具有触控笔检测引擎27的数字化仪电路系统25接收并解码来自触控笔的笔尖状态(即,触摸或悬停)的指示。可以在ES下行链路信号上接收来自触控笔的笔尖状态。
在本公开的一些实施例中,主机22包括无线通信模块23,以用于通过一个或多个不同类型的无线信道(诸如蓝牙、NFC和RF)与触控笔进行无线通信。笔尖状态指示符可通过模块23所支持的任何无线信道来被接收,并且类似地,错误通知可通过任何受支持的无线信道来被发送到触控笔。
任选地,笔尖状态指示符和错误通知在不同类型的无线信号上被发送。例如,笔尖状态指示可被调制在来自触控笔的ES信号上,并且错误通知可通过蓝牙信道来被发送到触控笔。
通常,被调制在无线下行链路信号上的笔尖状态信息在数字化仪级别上被破译。数字化仪电路系统25和/或主机22执行所有必要的信号处理和分析操作,包括但不限于:
i)处理从触控笔接收的无线信号以确定由触控笔指示的笔尖状态;
ii)基于互电容检测或自电容检测分析信号,以确定触控笔是否正在触摸数字化仪传感器或屏幕。
iii)将笔尖状态指示符与分析的结果进行比较,以标识笔尖状态指示符中的错误;以及
iv)向触控笔发送被标识出的错误的通知。该通知可包括给触控笔的指令,诸如重新校准的指令。
任选地,以上操作中的一些或全部由与数字化仪传感器相关联的主机来执行。
数字化仪处的触摸检测
现在参考图3A-3B,图3A-3B是根据本公开的各个实施例的用于使用数字化仪传感器的触控笔触摸检测的方法的简化流程图。
图3A解说了使用互电容检测或自电容检测的触控笔触摸检测。利用该方法,触控笔检测引擎27使用由数字化仪传感器检测到的触控笔信号来检测触控笔位置。在互电容或自电容检测期间,热图被检测并且该位置处的输出被分析以搜索由于触控笔笔尖的存在而产生的效果。图3A解说了其中由于触控笔笔尖的存在而产生的效果是热图中的峰值的示例。如果热图中的峰值在所确定的触控笔的位置附近被标识出,则触控笔可能正在触摸数字化仪屏幕。否则,触控笔可被认为处于悬停状态中。
在300中,由触控笔传送的信号(例如,ES信号)在数字化仪传感器上被检测。在305中,触控笔位置根据所检测到的信号来被标识。
在310中,数字化仪传感器热图被检测。在315中,已在触控笔位置中被标识出的导电对象的存在通常通过检测热图中的触控笔位置处的负峰值来被确定。如果对象存在,则触控笔被认为处于触摸325。如果对象不存在,则触控笔被认为处于悬停330。
通常,由于触控笔笔尖的直径相对于数字化仪传感器导电条带的间距而言相对较小,因此触控笔的笔尖与数字化仪传感器之间的电容耦合是弱的。出于该原因,由于触控笔触摸数字化仪传感器而导致的热图中的峰值被预计具有相对低的幅值并且可能难以在嘈杂的环境中检测。当触控笔正悬停时,该耦合是显著地弱的并且实际上可能无法检测到。在一些实施例中,315包括计算由于导电对象的存在而产生的峰值存在于热图上的置信水平。仅当该置信水平在阈值之上时,触控笔才被确定为能通过互电容检测来检测。基于互电容检测的触控笔笔尖的检测可被用作触控笔正在触摸数字化仪屏幕的指示。
图3B解说了通过分析由数字化仪传感器检测到的触控笔ES信号的触控笔触摸检测。触控笔和数字化仪传感器之间的接触基于所检测到的信号的幅值和/或空间梯度来被确定。被用于该确定的逻辑取决于笔尖物理形状。图3B解说了其中当触控笔正悬停时信号弱且空间上宽的典型示例。
在335中,触控笔检测引擎27检测由数字化仪传感器上的触控笔所传送的信号。在340中,提供具有在指定阈值(阈值_1)之上的幅值的输出的电极58被标识。在345中,峰值幅值被标识。
在350中,峰值幅值附近的空间梯度被标识。在355中,峰值幅值被与阈值2进行比较。如果峰值幅值不在阈值2之上,则触控笔被确定为处于悬停360。如果峰值幅值在阈值2之上并且空间梯度的幅值在阈值3之上,则触控笔被确定为处于接触370。如果峰值幅值在阈值2之上并且空间梯度的幅值不在阈值3之上,则触控笔被确定为处于悬停360。
触控笔
现在参考图4,图4是根据本公开的一些实施例的触控笔的简化框图。触控笔400包括壳体410、笔尖420、笔尖状态检测器430、校准器440、调制解调器450和无线通信单元30。触控笔410可包括笔尖调制解调器和被连接到笔尖420的驱动器。
笔尖状态检测器430通常基于笔尖的机械位置来检测笔尖是处于触摸模式还是悬停模式中。例如,触控笔可包含压力传感器或弹性材料,其在笔尖缩回到触控笔中时检测压力(如在触摸模式期间所预计的那样)。在另一示例中,触控笔内的笔尖位置使用光学传感器来被确定。
调制解调器450将笔尖状态指示符信息调制在被发送到数字化仪的无线信号上。
调制解调器450还通过在诸如BT或NFC之类的上行链路信道上解调由无线通信单元30接收到的信号来从启用触摸的设备获得错误通知。替代地,错误通知可使用ES信道经由笔尖420来被接收。
通常,触控笔400附加地包括诸如ASIC之类的控制器,其执行触控笔笔尖的重新校准所需的处理操作,包括将控制逻辑应用于触控笔组件,诸如:笔尖状态检测器430、校准器440、调制解调器450、无线通信单元30和/或笔尖调制解调器和驱动器。
在重新校准期间,笔尖的当前位置可被定义为当无压力被施加在笔尖上时笔尖的位置,并且需要笔尖朝壳体的预定义的附加的力以切换到触摸模式。
现在参考图5,图5是根据本公开的一些实施例的用于通过触控笔重新校准压力传感器的方法的简化流程图。在被命令重新校准压力传感器之后,触控笔更新被用来确定其是处于触摸模式还是悬停模式的阈值。
在500中,重新校准压力传感器的命令在触控笔处被接收。在510中,触控笔笔尖上的压力由压力传感器来检测。在520中,所检测到的压力(或者替代地,所检测到的压力加上裕度)被设置为用于在触摸模式和悬停模式之间切换的新的阈值。在530中,压力传感器继续检测触控笔上的压力。在540-560中,触控笔触摸状态(悬停或触摸)基于该新的阈值来被报告。
根据一些示例性实施例,提供了一种方法,包括:经由触控笔和数字化仪传感器之间的静电(ES)无线通信信道用该数字化仪传感器检测来自该触控笔的输入;从该触控笔接收笔尖状态的指示,其中该笔尖状态是悬停或触摸;基于用该数字化仪传感器检测到的该输入来验证该笔尖状态;以及基于该验证来标识该指示中的错误;以及发送该错误的至少一个通知。
任选地,验证该笔尖状态包括分析该数字化仪传感器处的多个电极上的输入的扩布,以确定该触控笔何时触摸该数字化仪传感器的屏幕。
任选地,验证该笔尖状态包括通过对该输入信号的互电容检测来确定该触控笔何时与数字化仪屏幕接触。
任选地,该方法进一步包括从该触控笔接收无线下行链路信号并处理所接收到的无线信号以确定该笔尖状态。
任选地,该无线信号是ES信号。替代地或附加地,该无线信号通过除静电通信信道(诸如BT信道)之外的第二无线通信信道来被接收。
任选地,该通知通过无线上行链路信号被发送到该触控笔。
任选地,该(一个或多个)通知包括令该触控笔校准检测笔尖上的压力的压力传感器的指令。任选地,该(一个或多个)通知进一步包括令该触控笔改变操作模式的指令。
任选地,该(一个或多个)通知包括被发送给用户的提醒消息。
任选地,该(一个或多个)通知包括用来触发对该数字化仪传感器和/或主机的动作的触发消息。
根据一些示例性实施例,提供了一种设备,包括:被配置成检测来自触控笔的输入的数字化仪传感器;以及被配置成执行代码指令的电路。该代码指令用于:从该触控笔接收笔尖状态的指示,其中该笔尖状态是悬停或触摸;基于由所述数字化仪传感器检测到的输入来验证该笔尖状态;基于该验证来标识该指示中的错误;以及发送该错误的通知。
任选地,该数字化仪传感器包括被配置成检测来自该触控笔的ES信号的电极。
任选地,该设备进一步包括被适配成检测该触控笔和数字化仪屏幕之间的接触的互电容传感器。
任选地,该设备进一步包括至少一个无线通信接口,其中该电路被适配成通过无线通信将该通知发送到该触控笔。
任选地,该无线通信接口是被适配成用于与该触控笔进行ES通信的ES接口。
任选地,该无线通信接口包括被适配成用于与该触控笔进行ES通信的ES接口和被适配成用于与该触控笔进行第二形式的无线通信的第二无线通信接口。
任选地,该通知包括令该触控笔校准检测笔尖上的压力的压力传感器的指令。
根据一些示例性实施例,提供了一种触控笔,包括:被适配成检测该触控笔的笔尖状态的笔尖状态检测器,其中该笔尖状态是悬停或触摸;与该笔尖状态检测器相关联的调制解调器,该调制解调器被适配成用该笔尖状态调制信号和解调被接收到的无线信号以获得笔尖状态中的错误的通知;以及与解调器相关联的校准器,该校准器被适配成响应于该通知来重新校准笔尖。
任选地,所接收到的无线信号是ES信号或BT信号。
为了清楚起见在单独实施例的上下文中描述的本文中所描述的各示例的某些特征还可在单个实施例中被组合地提供。相反,为了简洁起见在单个实施例的上下文中描述的本文中所描述的各示例的各个特征还可单独地或者以任何合适的子组合的形式来被提供,或者适用于本公开的任何其他所描述的实施例。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的基本特征,除非该实施例在没有那些元素的情况下不起作用。

Claims (15)

1.一种方法,包括:
经由触控笔和数字化仪传感器之间的静电(ES)无线通信信道用所述数字化仪传感器检测来自所述触控笔的输入;
从所述触控笔接收笔尖状态的指示,其中所述笔尖状态是悬停或触摸;
基于用所述数字化仪传感器检测到的所述输入来验证所述笔尖状态;
基于所述验证来标识所述指示中的错误;以及
发送所述错误的一个通知。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述验证包括分析所述数字化仪传感器处的多个电极上的所述输入的扩布和幅值中的至少一者,以确定所述触控笔何时触摸所述数字化仪传感器的屏幕。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述验证包括通过对所述输入信号的电容检测来确定所述触控笔何时与数字化仪屏幕接触。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,进一步包括从所述触控笔接收无线下行链路信号并处理所述接收到的无线信号以确定所述笔尖状态。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述经处理的信号是所述检测到的ES信号和通过除所述静电通信信道之外的无线通信信道接收到的无线信号中的一者。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述通知通过无线上行链路信号被发送到所述触控笔。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述通知包括令所述触控笔校准检测所述笔尖上的压力的压力传感器的指令。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法,其特征在于,所述通知包括令所述触控笔改变操作模式的指令。
9.一种设备,包括:
被配置成检测来自触控笔的输入的数字化仪传感器;以及
被配置成执行代码指令的电路,所述代码指令用于:
从所述触控笔接收笔尖状态的指示,其中所述笔尖状态是悬停或触摸;
基于由所述数字化仪传感器检测到的输入来验证所述笔尖状态;
基于所述验证来标识所述指示中的错误;以及
发送所述错误的一个通知。
10.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,所述数字化仪传感器包括以下各项中的至少一者:被配置成检测来自所述触控笔的ES信号的多个电极和被适配成检测所述触控笔和数字化仪屏幕之间的接触的电容传感器。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的设备,其特征在于,包括至少一个无线通信接口,其中所述电路被适配成通过无线通信将所述通知发送到所述触控笔。
12.根据权利要求11所述的设备,其特征在于,所述至少一个无线通信接口包括被适配成用于与所述触控笔进行ES通信的无线通信接口和被适配成用于与所述触控笔进行第二形式的无线通信的无线通信接口中的至少一者。
13.根据权利要求9所述的设备,其特征在于,所述通知包括令所述触控笔校准检测所述笔尖上的压力的压力传感器的指令。
14.一种触控笔,包括:
被适配成检测所述触控笔的笔尖状态的笔尖状态检测器,其中所述笔尖状态是悬停或触摸;
与所述笔尖状态检测器相关联的调制解调器,所述调制解调器被适配成用所述笔尖状态调制信号和解调被接收到的无线信号以获得笔尖状态中的错误的通知;以及
与所述调制解调器和所述笔尖状态检测器相关联的校准器,所述校准器被适配成响应于所述通知来重新校准所述笔尖。
15.根据权利要求14所述的触控笔,其特征在于,所述接收到的无线信号是ES信号和BT信号中的一者。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111337188A (zh) * 2020-05-18 2020-06-26 深圳市千分一智能技术有限公司 电子笔校准方法、装置、设备及可读存储介质
CN113614681A (zh) * 2019-03-13 2021-11-05 微软技术许可有限责任公司 用于基于上行链路的零激活力的方法和触摸仪器

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10254857B2 (en) 2016-03-06 2019-04-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Soft touch detection of a stylus
CN114721531A (zh) * 2016-08-12 2022-07-08 株式会社和冠 触控笔、传感器控制器、控制器、系统以及方法
US10216333B2 (en) * 2017-06-30 2019-02-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Phase error compensation in single correlator systems
KR102552355B1 (ko) * 2017-12-12 2023-07-05 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
CN108171165B (zh) * 2017-12-28 2021-10-22 北京小米移动软件有限公司 指纹识别方法、装置及计算机可读存储介质
CN108197550A (zh) * 2017-12-28 2018-06-22 北京小米移动软件有限公司 故障提示方法、装置及电子设备
US10732695B2 (en) 2018-09-09 2020-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Transitioning a computing device from a low power state based on sensor input of a pen device
US11269428B2 (en) * 2018-09-09 2022-03-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Changing a mode of operation of a computing device by a pen device
CN110007784B (zh) * 2019-02-28 2020-07-24 华为技术有限公司 一种主动式触控笔校准方法、主动式触控笔及电子设备
KR20210014303A (ko) * 2019-07-30 2021-02-09 삼성전자주식회사 스타일러스에 대한 보정을 수행하는 전자 장치 및 이의 동작 방법
KR20220120884A (ko) * 2021-02-24 2022-08-31 삼성전자주식회사 전자 장치 및 전자 장치를 동작시키는 방법
US11614825B2 (en) * 2021-04-20 2023-03-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch status indication for active stylus
US11592926B2 (en) 2021-07-14 2023-02-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Establishing wireless pairing via electrostatic interface using temporary key
CN116107469A (zh) * 2021-11-11 2023-05-12 荣耀终端有限公司 功能模式切换方法、电子设备及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100051356A1 (en) * 2008-08-25 2010-03-04 N-Trig Ltd. Pressure sensitive stylus for a digitizer
CN102096487A (zh) * 2009-12-10 2011-06-15 太瀚科技股份有限公司 整合性的触控输入装置及触控辨识方法
CN102455833A (zh) * 2010-10-14 2012-05-16 Nlt科技股份有限公司 触摸传感装置以及电子设备
US20150050879A1 (en) * 2013-07-24 2015-02-19 FiftyThree, Inc. Apparatuses, methods and systems for authenticating a wireless connection
WO2015036999A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 N-Trig Ltd. Stylus synchronization with a digitizer system
CN104583920A (zh) * 2012-08-29 2015-04-29 三星电子株式会社 用于处理触摸屏上的输入的设备和方法
US20150234518A1 (en) * 2010-06-08 2015-08-20 Google Inc. Dynamic Input At A Touch-Based Interface Based On Pressure
WO2015200396A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 3M Innovative Properties Company Touch systems stylus and methods

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000063835A2 (en) 1999-04-20 2000-10-26 Electronics For Imaging, Inc. Pressure sensitive stylus
US7577925B2 (en) 2005-04-08 2009-08-18 Microsoft Corporation Processing for distinguishing pen gestures and dynamic self-calibration of pen-based computing systems
WO2009040815A1 (en) 2007-09-26 2009-04-02 N-Trig Ltd. Method for identifying changes in signal frequencies emitted by a stylus interacting with a digitizer sensor
US8287204B2 (en) 2008-06-23 2012-10-16 Silverbrook Research Pty Ltd Electronic pen with retractable and replaceable cartridge
US20100005135A1 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Telenav, Inc. General purpose mobile location-blogging system
US9268413B2 (en) 2008-07-07 2016-02-23 Rpx Clearinghouse Llc Multi-touch touchscreen incorporating pen tracking
US8482545B2 (en) * 2008-10-02 2013-07-09 Wacom Co., Ltd. Combination touch and transducer input system and method
US8477103B2 (en) 2008-10-26 2013-07-02 Microsoft Corporation Multi-touch object inertia simulation
GB2466566B (en) 2008-12-22 2010-12-22 N trig ltd Digitizer, stylus and method of synchronization therewith
US8547350B2 (en) 2009-02-17 2013-10-01 Noah L. Anglin Floating plane touch detection system
US8922530B2 (en) 2010-01-06 2014-12-30 Apple Inc. Communicating stylus
KR20130128380A (ko) 2010-09-22 2013-11-26 사이프레스 세미컨덕터 코포레이션 터치 스크린을 위한 용량성 스타일러스
US8766954B2 (en) * 2010-12-21 2014-07-01 Motorola Mobility Llc Active stylus for use with touch-sensitive interfaces and corresponding method
WO2012123951A2 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 N-Trig Ltd. Interacting tips for a digitizer stylus
US8928635B2 (en) 2011-06-22 2015-01-06 Apple Inc. Active stylus
US8866767B2 (en) 2011-10-28 2014-10-21 Atmel Corporation Active stylus with high voltage
US20130176270A1 (en) 2012-01-09 2013-07-11 Broadcom Corporation Object classification for touch panels
US9013429B1 (en) 2012-01-14 2015-04-21 Cypress Semiconductor Corporation Multi-stage stylus detection
US9116571B2 (en) 2012-03-27 2015-08-25 Adonit Co., Ltd. Method and system of data input for an electronic device equipped with a touch screen
EP2845083A4 (en) 2012-04-29 2016-01-13 Jcm Electronic Stylus Llc STYLET AND PEN CIRCUITRY FOR CAPACITIVE TOUCH SCREENS
US9563304B2 (en) 2012-08-15 2017-02-07 Atmel Corporation Active stylus with passive mutual measurements
US9921626B2 (en) 2012-09-28 2018-03-20 Atmel Corporation Stylus communication with near-field coupling
CN104969158A (zh) 2012-12-14 2015-10-07 苹果公司 通过电容变化进行力感测
CA2902119A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Tactual Labs Co. Fast multi-touch stylus and sensor
CN105474138A (zh) 2013-05-20 2016-04-06 微软技术许可有限责任公司 手写笔的压阻式传感器
US9256330B2 (en) 2013-05-22 2016-02-09 Qualcomm Technologies, Inc. Capacitive touch panel configured to sense both active and passive input with a single sensor
CN103279247B (zh) 2013-06-06 2016-08-10 敦泰科技有限公司 一种电容式触摸屏
US20150029136A1 (en) 2013-07-29 2015-01-29 Apple Inc. Superheterodyne pen stimulus signal receiver
US9939935B2 (en) 2013-07-31 2018-04-10 Apple Inc. Scan engine for touch controller architecture
US9436325B2 (en) 2013-12-20 2016-09-06 Synaptics Incorporated Active pen for matrix sensor
US9632597B2 (en) * 2014-06-12 2017-04-25 Amazon Technologies, Inc. Configurable active stylus devices
US20160154507A1 (en) 2014-12-01 2016-06-02 Cypress Semiconductor Corporation Systems, methods, and devices for touch event and hover event detection
JP6764868B2 (ja) * 2015-04-20 2020-10-07 株式会社ワコム スタイラスとスタイラスセンサコントローラとの間の双方向通信に供されるシステムおよび方法
US10254857B2 (en) 2016-03-06 2019-04-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Soft touch detection of a stylus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100051356A1 (en) * 2008-08-25 2010-03-04 N-Trig Ltd. Pressure sensitive stylus for a digitizer
CN102096487A (zh) * 2009-12-10 2011-06-15 太瀚科技股份有限公司 整合性的触控输入装置及触控辨识方法
US20150234518A1 (en) * 2010-06-08 2015-08-20 Google Inc. Dynamic Input At A Touch-Based Interface Based On Pressure
CN102455833A (zh) * 2010-10-14 2012-05-16 Nlt科技股份有限公司 触摸传感装置以及电子设备
CN104583920A (zh) * 2012-08-29 2015-04-29 三星电子株式会社 用于处理触摸屏上的输入的设备和方法
US20150050879A1 (en) * 2013-07-24 2015-02-19 FiftyThree, Inc. Apparatuses, methods and systems for authenticating a wireless connection
WO2015036999A1 (en) * 2013-09-12 2015-03-19 N-Trig Ltd. Stylus synchronization with a digitizer system
WO2015200396A1 (en) * 2014-06-27 2015-12-30 3M Innovative Properties Company Touch systems stylus and methods

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHANGBYUNG PARK ET AL.: "A Pen-Pressure-Sensitive Capacitive Touch System Using Electrically Coupled Resonance Pen", 《IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS》 *
余金栋: "书写式LED点阵显示屏的设计", 《电子技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113614681A (zh) * 2019-03-13 2021-11-05 微软技术许可有限责任公司 用于基于上行链路的零激活力的方法和触摸仪器
CN113614681B (zh) * 2019-03-13 2024-05-14 微软技术许可有限责任公司 用于基于上行链路的零激活力的方法和触摸仪器
CN111337188A (zh) * 2020-05-18 2020-06-26 深圳市千分一智能技术有限公司 电子笔校准方法、装置、设备及可读存储介质
CN111337188B (zh) * 2020-05-18 2020-09-01 深圳市千分一智能技术有限公司 电子笔校准方法、装置、设备及可读存储介质

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US20170255328A1 (en) 2017-09-07
US10514803B2 (en) 2019-12-24

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