CN109923502A - 有源触控笔 - Google Patents

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Abstract

一种与数字化仪传感器一起使用的手持式设备，包括：书写笔尖、被配置成生成信号的集成电路、沿该手持式设备的纵轴与该书写笔尖分隔开的第一电极、以及被配置成提供用于确定该手持式设备相对于该数字化仪传感器的角度的信息的相对角度检测元件。该第一电极电耦合到该集成电路并被配置成向该数字化仪传感器传送信号。

Description

有源触控笔
背景
集成触摸传感器的笔与存在于电子显示器下方的电容式触摸电极网格交互。集成触摸传感器的笔可被进一步分类为无源触控笔或有源触控笔(例如，有源笔)。
无源触控笔利用基于沉积在触摸屏传感器上的传感器电极与输入物体(诸如橡胶笔尖的触控笔或人)之间的电容耦合的变化的感测方法。例如，电信号在沉积在触摸屏传感器的一个轴上的一组导电透明电极上驱动，而电信号的同步感测发生在垂直的一组电极上。虽然无源触控笔可以很好地适用于人类触摸检测，但是该解决方案在使用细尖笔时可能不太有效。而且，在将无源触控笔与指甲和其他精细用户触摸区分开方面存在挑战。
相反，有源触控笔驱动从该触控笔的笔尖到电极网格(例如，数字化仪)的独特经调制信号，并利用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的感测方法。在这些设备中，感测可同时发生在两个轴上，其中接收到的幅度与到电极的笔尖邻近度成比例。一些有源触控笔可以与也支持触摸感测的显示器协同工作。例如，可以与触摸信号正交地接收有源触控笔的经调制的内容丰富的信号，以促进无源感测和触摸感测之间的区分。
概述
本文描述和要求保护的实现提供了一种配置成与数字化仪传感器一起使用的手持式设备。该手持式设备包括：被配置成生成信号的集成电路、被配置成向数字化仪传感器传送信号的电极、以及用于提供位置信息以供确定该手持式设备相对于该数字化仪传感器的角度的相对角度检测元件。电极沿该手持式设备的纵轴与书写笔尖分隔开。
根据另一实现，本文所公开的方法提供了检测被包括在电子显示器中的数字化仪传感器的一个或多个接收电极处的第一输入。第一输入由手持式设备的第一信号发射电极传送，该第一信号发射电极沿该手持式设备的纵轴与该手持式设备的书写笔尖分隔开一距离。该方法进一步提供了检测来自该手持式设备的相对角度检测元件的第二输入，以及基于该数字化仪传感器的一个或多个接收电极的位置以及该第二输入来计算该手持式设备的书写笔尖相对于该数字化仪传感器的位置。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
本文还描述和陈述了其他实现。
附图简述
图1解说了包括触控笔和启用触控笔的计算设备的示例系统。
图2解说了包括与启用触控笔的计算设备(包括数字化仪传感器)一起使用的触控笔的示例系统。
图3解说了包括与启用触控笔的计算设备的数字化仪传感器一起使用的触控笔的另一示例系统。
图4解说了用于使用数字化仪传感器来跟踪具有非导电书写笔尖的有源触控笔的位置的示例操作。
图5解说了适用于对具有非导电笔尖的有源触控笔进行位置跟踪的计算设备的示例示意图。
详细描述
一些电子计算设备包括具有内置数字化仪的显示器，以感测从手持式设备(诸如有源触控笔或其他信号发射设备附件)传送的信号。在这些电子设备中，用户通过在系统的感测表面(例如，平板和/或触摸屏)上定位并移动该手持式设备来与该数字化仪系统交互。该手持式设备相对于感测表面的位置被数字化仪系统跟踪并被解释为用户命令。在一些技术中，该手持式设备的位置可以基于检测该手持式设备的电极与数字化仪的一个或多个电极之间的电容耦合来确定。例如，设备显示器可包括具有多个X和Y定向的导体或电阻膜的数字化仪以接收从有源笔的电极传送的信号。在一些技术中，为了准确地标识笔尖位置，传送电极物理地定位在该手持式设备的书写笔尖内。
手持式设备(例如，有源触控笔)的笔尖内的电极放置导致多种复杂情况，诸如与用于驱动给书写笔尖的电信号的架构的开发相关的复杂情况、以及与实现信号变化以支持不同形状的可替换的笔尖(被包括在当今市场上的一些有源触控笔中)相关的复杂情况。除了这些缺点之外，具有导电书写笔尖的有源触控笔在与设备显示器接触时可能导致听得见的“敲击噪声”，这使一些用户感到不舒服。为了解决上述问题，本文公开的技术提供了一种数字化仪感测系统，其与不具有定位在书写笔尖中的电极的有源触控笔(或其他信号传送手持式设备)协同工作。书写笔尖中的信号发射组件的不存在提供了更大的设计灵活性。例如，有源触控笔的书写笔尖可以采取多种不同的形状和大小和/或可由用户可互换地替换，而不会破坏用于生成位置信号以及向数字化仪传感器传送位置信号的电组件。
图1解说了包括触控笔102和启用触控笔的计算设备104的示例系统100。启用触控笔的计算设备104包括显示器106，显示器106与包括列导电条带112和行导电条带110的数字化仪传感器108集成。
行导电条带110和列导电条带112电耦合到电路114并且用于检测由触控笔102发射的电磁信号。在一些实现中，导电条带进一步用于检测来自人类手指、手或其他物体的输入。例如，行导电条带110和列导电条带112可各自彼此电绝缘以形成基于网格的电容式传感器。在一个实现中，行导电条带110和列导电条带112被布置成增强行导电条带110和列导电条带112之间(诸如在行导电条带110和列导电条带112之间形成的结点116周围)的电容耦合。例如，电容耦合对导电物体(诸如指尖)的存在敏感。在其他实现中，数字化仪传感器108用不基于行和列导电条带来构造的电极结点116的阵列来形成。
电路114管理和控制基于触控笔的检测，并且在可应用的实现中，电路114管理和控制基于手指的检测。数字化仪传感器108和电路114一起形成数字化仪系统。在基于触控笔的检测期间，来自行导电条带110和列导电条带112两者的输出被采样，以检测由触控笔102传送的信号并确定触控笔102的书写笔尖118相对于数字化仪传感器108的坐标。电路114包括触控笔位置检测引擎120，其执行诸如处理由触控笔102接收的信号以及确定书写笔尖118的坐标之类的动作。
触控笔102在本文中也被称为“有源触控笔”，因为它包括电组件，诸如控制由触控笔102传送的信号的生成的集成电路(IC)122。例如，IC 122可将由触控笔102生成、存储或感测到的信息编码在由触控笔102传送的信号上。IC 122可例如包括一个或多个专用集成电路(“ASIC”)、一个或多个片上系统(“SOC”)、和/或一个或多个可编程智能计算机(“PIC”)等。在一个实现中，由IC 122生成的信号由电耦合到IC 122并沿触控笔102的主(纵)轴与书写笔尖118分隔开的一个或多个电极(例如，电极124)传送。例如，该电极可以形成与书写笔尖118电分离的触控笔102的外表面的一部分。
在操作中，电极124是向数字化仪108传送位置信号的信号发射电极。如下面更详细地描述的，位置信号可用于标识书写笔尖118在给定时间点的位置，即使在书写笔尖118内不存在导电材料。
电极124可以在不同的实现中采用各种形式。在一个实现中，电极124是围绕触控笔102的外周界形成环的导电的环形组件。在另一实现中，电极124是定位在触控笔102的外部壳体内的导电的环形组件。
在一些示例性实现中，触控笔102通过周期性地传送可由数字化仪传感器108检测的信标信号来操作。触控笔120和电路114(例如，触控笔位置检测引擎120)之间的同步提供了将电路114的采样周期与触控笔102的传输周期相匹配。触控笔102可包括一个或多个传感器126，以用于收集和标识各种位置和定向信息，诸如施加的压力、倾斜、旋转等。例如，触控笔102可以是压敏的并在(诸)传感器126中包括压力传感器，以用于感测施加在书写笔尖118上的压力。在另一实现中，触控笔102在(诸)传感器126中包括倾斜传感器，以用于检测该触控笔相对于数字化仪传感器108的平面的倾斜。
由(诸)传感器126收集的信息可以用各种方式传送到启用触控笔的计算设备104。在一个实现中，IC 122将由(诸)传感器126感测到的信息(例如，压力、倾斜等)编码到信标信号上。在另一实现中，触控笔102传送由(诸)传感器126感测到的信息，该信息在单独的突发信号上传送。触控笔102还可周期性地传送与触控笔102相关、与触控笔102周围的环境相关、与使用触控笔102的用户相关、与触控笔120的能力相关的其他信息、或者从第三方设备接收到的信息。与触控笔相关的附加信息可例如包括(诸)按压按钮(例如，按钮130)的指示、标识、制造商、版本、媒体接入控制(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。
触控笔位置检测引擎120对从触控笔102接收到的信息进行解码，以确定书写笔尖118相对于数字化仪传感器108的X和Y坐标的当前位置。在一些实现中，被配置成与数字化仪传感器108交互的其他手持式设备可以按类似于触控笔102的方式操作并由触控笔位置检测引擎120跟踪。来自电路114的输出被报告给主机128，如所示。该输出可以包括各种信息，诸如触控笔102的书写笔尖118的坐标、书写笔尖118的定向(例如，提笔或落笔状态)、施加在书写笔尖118上的压力、以及由触控笔102提供的附加信息(例如，压力、倾斜、电池电平等)。电路114可包括一个或多个附加引擎(未示出)以用于解码和处理由数字化仪传感器108检测到的其他类型的信息，诸如用于解码和处理在用户将手指、手或其他物体放置在数字化仪传感器108的附近时检测到的‘触摸’信息。
电路114使用模拟和数字处理两者来处理用数字化仪传感器108检测到的信号。在其他实现中，触控笔位置检测引擎120的一些和/或所有功能由主机128执行。主机128和/或触控笔位置检测引擎120可将从数字化仪传感器108接收到的信息传送到应用管理器或相关应用(例如，应用136)，诸如存储在主机128的存储器134中并且可由主机128的处理器132执行的应用。
根据一些示例性实现，触控笔102另外还包括无线通信单元138，诸如具有与主机128的(诸)应用136进行通信以用于在触控笔102和主机128之间传递信息的蓝牙通信、近场通信(NFC)、射频(RF)通信的辅助信道。
在一个实现中，触控笔102在书写笔尖118中不包括信号发射组件。例如，书写笔尖118可以由一种或多种电介质(诸如塑料、橡胶、陶瓷等)来制成。在这种情形中，触控笔位置检测引擎120使用也包括在该触控笔中的相对角度检测元件来确定书写笔尖118的位置。如本文所使用的，术语“相对角度检测元件”指的是触控笔102的元件，其为数字化仪传感器108提供用于确定手持式设备相对于该数字化仪传感器的角度的信息。在一个实现中，相对角度检测元件是倾斜传感器。例如，触控笔位置检测引擎120使用来自倾斜传感器的信息和电极124的检测到的位置来计算书写笔尖118的位置。在另一实现中，相对角度检测元件是第二信号发射电极(如以下参考图3所示出和讨论的)。例如，触控笔位置检测引擎120基于触控笔102的两个电极(例如，信号发射电极124和另一电极(未示出))的可检测位置以及该两个电极之间沿触控笔102的纵轴的已知间隔来确定书写笔尖118的位置(例如，使用基于相对于数字化仪传感器108的定向的相似三角形来求解书写笔尖118的位置)。以下参考图2和3公开了一些示例实施例。
图2解说了包括与启用触控笔的计算设备(包括数字化仪210)一起使用的触控笔202的示例系统200。触控笔202包括围绕数个电组件形成的壳体212，该数个电组件包括例如集成电路(IC)204，其生成位置信号以供从触控笔202的信号发射电极206传输到数字化仪传感器210。该信号例如可由数字化仪传感器210使用以计算书写笔尖218的当前位置。
值得注意的是，信号发射电极206未定位在触控笔202的书写笔尖218处或书写笔尖218内。相反，信号发射电极206电耦合到IC 204并沿触控笔202的主(例如，纵)轴214与该触控笔的书写笔尖218分隔开。在一些实现中，书写笔尖218未电耦合到IC 204，并且未被配置成用于传输位置信号。例如，书写笔尖218可以全部或部分地由一种或多种介电材料(诸如塑料、橡胶、瓷、玻璃等)来构造。在一个实现中，书写笔尖218全部由介电材料来构造。
在图2中，信号发射电极206被示出为是环形的并围绕触控笔202的周界形成，以便形成壳体212的外表面的一部分。例如，信号发射电极206是环绕壳体212的导电环或者与触控笔202的壳体212整体成型。数个电极尺寸可能是合适的；然而，一个合适的示例信号发射电极206直径为几毫米且非常薄。如果信号发射电极放置在用户在使用触控笔202时不太可能触摸到的区域中，则位置检测可以更准确。
如果信号发射电极206是环形的，则发射信号不受触控笔202相对于数字化仪传感器210的旋转的影响，这简化了笔尖位置计算。然而，各种非环形形状也可以是合适的，只要系统200实现用于校正由于触控笔202的旋转而导致的观察到的信号变化的机制。在一些实现中，信号发射电极206形成在触控笔202的壳体212的下方而不是壳体212的外部，如所示。
除了信号发射电极206和IC 204之外，触控笔202进一步包括用于检测触控笔202相对于平面(诸如数字化仪传感器210的x-y坐标平面和/或地球的地平面)的倾斜的倾斜传感器208。倾斜传感器208是相对角度检测元件的一个示例，并且可以采用多种合适形式中的任何一种，包括但不限于倾斜开关、滚球传感器、水银开关、加速度计等。在不同的实现中，由倾斜传感器208收集的信息以各种方式传送到启用触控笔的计算设备。在一个实现中，IC 204将由倾斜传感器208感测到的信息编码到由信号发射电极206传送并由数字化仪传感器210接收的信号上。在另一实现中，触控笔202在单独的突发信号上传送由倾斜传感器208感测到的倾斜信息。例如，来自倾斜传感器208的信息可以使用进一步包括在壳体212内的无线通信单元(未示出)来传送回启用触控笔的计算设备。
启用触控笔的计算设备的触控笔位置检测引擎(未示出)通过检测信号发射电极206的位置来确定书写笔尖218的位置并使用该位置结合来自倾斜传感器208的数据来计算书写笔尖218在数字化仪传感器210上的坐标。例如，信号发射电极206的相对位置可以通过分析信号发射电极206与数字化仪传感器210的一个或多个电极之间的电耦合的强度和检测到的位置来确定。此外，来自倾斜传感器208的数据可以可用于标识触控笔相对于数字化仪传感器210的角度(α)。例如，书写笔尖218的位置由以下给出：
xtip＝x1-A*(COS(∝)) (1)
其中xtip是书写笔尖218投影到数字化仪传感器210的坐标系上的位置；x1是信号发射电极206投影到数字化仪传感器210的坐标系上的位置(如所示)；α表示触控笔202的纵轴214与数字化仪传感器210之间的偏移角；并且‘A’是xtip与x1之间沿触控笔202的纵轴214的间隔。使用等式(1)(以上)来提取书写笔尖218促成书写笔尖218的设计的更大灵活性。例如，书写笔尖218可以采取多种不同的形状和大小和/或可由用户可互换地替换，而不会破坏(例如，重新定位或改变)用于生成和传送位置信号的电组件(诸如IC 204、电极206或两者之间的连接)。
在一个实现中，IC 204进一步包括用于感测当前附接到触控笔202的书写笔尖的类型的机制。例如，IC 204可被配置成识别多种不同的、可互换的书写笔尖中的哪一种当前被附接到触控笔202，以及向启用触控笔的计算设备的触控笔位置检测引擎发送标识符。在这种情形中，触控笔位置检测引擎可以例如使用接收到的标识符来查找或以其他方式计算书写笔尖218的尺寸，并在计算书写笔尖218的位置时使用该信息。
图3解说了包括与启用触控笔的计算设备310的数字化仪传感器310一起使用的触控笔302的另一示例系统300。触控笔302包括壳体312和两个电极(例如，第一电极306和第二电极308)。在不同的实现中，第一电极306和/或第二电极308可采取不同的形状、大小和位置。然而，在图3中，第一电极306和第二电极308两者均是环绕触控笔302的纵轴314并形成壳体312的外表面的一部分的导电的环形组件。在其他实现中，第一电极306和/或第二电极308可以是非环形的和/或形成在壳体312的外表面下方(诸如在壳体312的外表面不导电并因此不太可能干扰电极信号时)。
集成电路(IC)304定位在壳体314内并且可操作以产生信号以供经由第一电极306和第二电极308传输到数字化仪传感器310。在一个实现中，从第一电极306和第二电极308传送的信号可由数字化仪传感器310独立地检测。例如，这两个经传送信号在数字化仪传感器310的两个离散且可检测的位置处导致静电耦合。在另一实现中，这两个经传送信号具有可独立检测的频率和/或包括不同的经编码信息。因此，由电极306和308传送的信号可用于积极地确定电极306和308中的每一者相对于数字化仪传感器310的坐标系的位置。
电极306和308彼此分隔开并且还沿触控笔302的纵轴314与触控笔302的书写笔尖318分隔开。在一个实现中，书写笔尖318未电耦合到IC 304，并且未被配置成用于信号传输。例如，书写笔尖318可以全部或部分地由一种或多种介电材料(诸如塑料、橡胶、瓷、玻璃等)来构造。在一个实现中，书写笔尖318全部由介电材料来构造。
在确定两个电极306和308中的每一者相对于数字化仪传感器310的坐标系的位置时，可以在不使用倾斜传感器或其他传感器信息的情况下提取书写笔尖318的位置。例如，如图3中所解说的，相似三角形可用于如下定义角度(α)的余弦：
其中A1和A2表示相似三角形的斜边(如所示)；xtip是书写笔尖318投影到数字化仪传感器310的坐标系上的位置；x2是电极308投影到数字化仪传感器310的坐标系上的位置；并且x1是电极306投影到数字化仪传感器310的坐标系上的位置。因此，在所解说的实现中，书写笔尖318的位置可通过针对xtip求解等式(2)(以上)来确定。由于书写笔尖318的位置和/或触控笔302与数字化仪传感器310之间的相对角度(α)可以从以上等式(2)确定，因此第二电极308(类似于图2的倾斜传感器)在本文中也可被称为相对角度检测元件。
因此，通过使用如所示出的两个电极(例如，306和308)，可以在不使用附加的传感器定位或定向信息的情况下来计算书写笔尖318的位置。例如，可以在不使用倾斜传感器或可被包括在壳体314内的任何其他补充传感器的情况下确定书写笔尖318的位置。类似于图2的实现，图3的实现提供了用于构造书写笔尖318的设计灵活性。在各个实现中，书写笔尖318可以采取多种不同的形状和大小和/或可由用户可互换地替换，而不会破坏(例如，重新定位或改变)用于生成和传送位置信号信息的电组件。
图4解说了用于对在书写笔尖内不包括信号发射电极的有源触控笔进行位置跟踪的示例操作400。第一检测操作402在数字化仪传感器的一个或多个电极处检测第一输入。例如，该数字化仪传感器可被嵌入在显示器(诸如被包括在平板、移动电话或其他显示设备中的显示器)的外表面之下。在一个实现中，检测到的第一输入是由在有源触控笔内并沿该有源触控笔的纵轴与书写笔尖分隔开的第一信号发射电极发射的信号的形式。
第二检测操作404检测来自该有源触控笔的相对角度检测元件的第二输入。第二输入提供可用于确定该有源触控笔相对于数字化仪传感器的角度的信息。例如，第二输入可包括由该有源触控笔的倾斜传感器收集到的倾斜传感器信息。在这种情形中，倾斜传感器信息和一个或多个接收电极的位置可以一起用于计算书写笔尖的位置。在其他实现中，第二输入是由该有源触控笔的第二信号发射电极传送的信号，其由数字化仪传感器处的其他接收电极检测到。例如，第二信号发射电极沿有源触控笔的纵轴与该触控笔的第一信号发射电极和书写笔尖分隔开，并且由第一和第二信号发射电极传送的信号提供可用于计算书写笔尖的位置的相对位置信息。
计算操作406基于从相对角度检测元件接收第一输入和第二输入的一个或多个接收电极的(诸)位置来计算该有源触控笔的书写笔尖的位置。在一个实现中，提取操作406使用来自倾斜传感器的信息结合第一信号发射电极相对于数字化仪传感器的位置信息来提取书写笔尖的位置(例如，如参考图2所描述的)。在另一实现中，计算操作406在不使用倾斜传感器的情况下计算书写笔尖的位置，诸如通过使用两个信号发射电极之间的已知间隔以及与这两个信号发射电极电耦合的数字化仪传感器的多个接收电极的位置(例如，如参考图3所描述的)。
图5解说了根据本文描述的技术的适用于确定手持式设备附件(诸如有源触控笔)的书写笔尖的坐标的处理设备500的示例示意图。示例计算设备500包括一个或多个处理器单元502、一个或多个存储器设备504、显示器506、以及其他接口508(例如，按钮)。存储器504一般包括易失性存储器(例如，RAM)和非易失性存储器(例如，闪存存储器)两者。操作系统510(诸如Microsoft操作系统、MicrosoftPhone操作系统或设计成用于游戏设备的特定操作系统)驻留在存储器504中，并且由(诸)处理器单元502来执行，但是应当理解，可以采用其他操作系统。
一个或多个应用512(诸如触控笔位置检测引擎)在存储器设备504中加载并且由(诸)处理器502在操作系统510上执行。应用512可以从显示器506和/或嵌入在显示器512内或下方的数字化仪传感器535接收输入。示例计算设备500包括电源516，该电源由一个或多个电池或其他电源供电并且向处理设备500的其他组件提供电能。电源516还可被连接到外部电源，该外部电源对内置电池或其他电源进行超驰(override)或者再充电。
处理设备500包括一个或多个通信收发机530和天线532以提供网络连通性(例如移动电话网络、等等)。计算设备500还可包括各种其他组件，诸如定位系统620(例如全球定位卫星收发机)、一个或多个加速度计、一个或多个相机、音频接口(例如话筒534、音频放大器和扬声器和/或音频插孔)、以及附加的存储528。其他配置也可以被采用。
在一示例实现中，移动操作系统、各种应用(包括触控笔位置检测引擎)以及其他模块和服务可以由被储存在存储器504和/或存储设备528中的且由(诸)处理单元502处理的指令来体现。存储器504可以是主机设备的或耦合到主机的附件的存储器。以上参考图1-4描述的触控笔位置检测引擎的一些或所有方面可被保存在主机设备、显示器附件(例如，包括数字化仪传感器的触摸屏附件)、或手持式书写附件(例如，有源触控笔)中的一者或多者中的存储器中。同样地，触控笔位置检测引擎的一些或所有方面可以由主机设备、显示器附件、或手持式书写附件(例如，与显示器附件交互的有源触控笔)中的任一者或多者来执行。
计算设备500可包括各种各样的有形计算机可读存储介质和无形计算机可读通信信号。有形计算机可读存储可由能由语音识别设备500访问的任何可用介质来体现，并包含易失性和非易失性存储介质、可移动和不可移动存储介质两者。有形计算机可读存储介质不包括无形和瞬态通信信号，而是包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任一方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动存储介质。有形计算机可读介质包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或能用于存储所需信息且可以由语音识别设备500访问的任何其他有形介质。与有形计算机可读存储介质对比，无形计算机可读通信信号可具体化驻留在诸如载波或其他信号传输机制等经调制的数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。术语“经调制的数据信号”意指使其一个或多个特性以此方式被设置或者改变以便在信号中对信息进行编码的信号。作为示例而非限制，无形通信信号包括有线介质(诸如有线网络或直接线路连接)，以及无线介质(诸如声学、RF、红外线和其他无线介质)。
一些实施方式可包括制品。制品可包括存储逻辑的有形存储介质。存储介质的示例可包括能够存储电子数据的一种或多种类型的计算机可读存储介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移动或不可移动存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可重写存储器等。逻辑的示例可包括各种软件元素，诸如软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、规程、软件接口、应用程序接口(API)、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、文字、值、符号、或其任意组合。例如，在一个实施例中，制品可储存可执行计算机程序指令，该指令在由计算机执行时致使该计算机执行根据所描述的各实施例的方法和/或操作。可执行计算机程序指令可包括任何合适类型的代码，诸如源代码、已编译代码、已解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。可执行计算机程序指令可根据预定义计算机语言、方式或句法来实现，以用于指令计算机执行特定功能。这些指令可以使用任何合适的高级、低级、面向对象、可视、已编译、和/或已解释编程语言来实现。
一种与数字化仪传感器一起使用的手持式设备，包括书写笔尖、被配置成生成信号的集成电路、以及第一电极。第一电极沿该手持式设备的纵轴与书写笔尖分隔开、电耦合到集成电路、以及被配置成向数字化仪传感器传送信号。该手持式设备进一步包括相对角度检测元件，其被配置成提供用于确定该手持式设备相对于数字化仪传感器的角度的位置信息。该位置信息可用于计算书写笔尖相对于数字化仪传感器的位置。
在任何前述设备中的另一示例设备中，书写笔尖未被配置成发射信号。
在任何前述设备中的另一示例设备中，第一电极是环绕纵轴并暴露在该手持式设备的外表面上的导电环。
在任何前述设备中的另一示例设备中，相对角度检测元件包括倾斜传感器，其中集成电路被进一步配置成将由倾斜传感器感测到的信息编码在信号上。
在任何前述设备中的另一示例设备中，相对角度检测元件包括第二电极，该第二电极耦合到集成电路并且沿手持式设备的纵轴与第一电极和书写笔尖分隔开一距离。
在任何前述设备中的又一示例设备中，第一电极和第二电极两者均是环绕该手持式设备的纵轴的导电环。
在任何前述设备中的又一示例设备中，第一电极和第二电极两者均暴露在该手持式设备的外表面上。
一种用于检测手持式设备的书写笔尖的位置的方法，包括在被包括在电子显示器中的数字化仪传感器的一个或多个接收电极处检测第一输入，其中检测到的第一输入由该手持式设备的第一信号发射电极传送，该第一信号发射电极沿该手持式设备的纵轴与该手持式设备的书写笔尖分隔开一距离。该方法进一步包括检测来自该手持式设备的相对角度检测元件的第二输入，以及基于该数字化仪传感器的一个或多个接收电极的位置和该第二输入来计算该手持式设备的书写笔尖相对于该数字化仪传感器的位置。
在任何前述方法中的一示例方法中，第一信号发射电极是环绕纵轴并暴露在该手持式设备的外表面上的导电环。
在任何前述方法中的另一示例方法中，相对角度检测元件包括倾斜传感器，并且该方法进一步包括接收由该手持式设备的倾斜传感器收集到的倾斜信息，其中计算书写笔尖的位置进一步基于该倾斜信息。
在任何前述方法中的另一示例方法中，相对角度检测元件包括第二信号发射电极，该第二信号发射电极沿该手持式设备的纵轴与第一信号发射电极和书写笔尖两者分隔开一距离。在该方法中，计算书写笔尖的位置进一步包括基于第一信号发射电极和第二信号发射电极相对于数字化仪传感器的检测到的位置来计算书写笔尖的位置。
在任何前述方法中的另一示例方法中，书写笔尖是不导电的。
在任何前述方法中的另一示例方法中，第一信号发射电极和第二信号发射电极两者均是环绕纵轴并暴露在该手持式设备的外表面上的导电环。
在任何前述方法中的又一示例方法中，该手持式设备是触控笔。
一种用于检测手持式设备的书写笔尖的位置的示例系统，包括用于在被包括在电子显示器中的数字化仪传感器的一个或多个接收电极处检测第一输入的装置，其中检测到的第一输入由该手持式设备的第一信号发射电极传送，该第一信号发射电极沿该手持式设备的纵轴与该手持式设备的书写笔尖分隔开一距离。该方法进一步包括用于检测来自该手持式设备的相对角度检测元件的第二输入的装置，以及用于基于该数字化仪传感器的一个或多个接收电极的位置以及该第二输入来计算该手持式设备的书写笔尖相对于该数字化仪传感器的位置的装置。
一种系统，包括至少一个存储器设备；至少一个处理设备；以及触控笔位置检测引擎，该触控笔位置检测引擎存储在存储器中并且可由处理器执行以接收来自数字化仪传感器的第一输入，该第一输入指示与包括书写笔尖的手持式设备的第一信号发射电极交互的数字化仪传感器的一个或多个信号接收电极的位置，其中该第一信号发射电极沿该手持式设备的纵轴与书写笔尖分隔开一距离。该触控笔位置检测引擎进一步可被执行以接收来自该手持式设备的相对角度检测元件的第二输入，以及基于该数字化仪传感器的一个或多个接收电极的位置以及该第二输入来计算该手持式设备的书写笔尖相对于该数字化仪传感器的位置。
在任何前述系统中的另一示例系统中，第一信号发射电极是环绕纵轴并暴露在该手持式设备的外表面上的导电环。
在任何前述系统中的另一示例系统中，相对角度检测元件包括该手持式设备内的倾斜传感器，并且触控笔位置检测引擎进一步可被执行以基于从该倾斜传感器接收到的信息来计算书写笔尖的位置。
在任何前述系统中的另一示例系统中，相对角度检测元件包括第二信号发射电极，该第二信号发射电极沿该手持式设备的纵轴与第一信号发射电极和书写笔尖两者分隔开一距离，并且计算书写笔尖的位置进一步基于第一信号发射电极和第二信号发射电极相对于数字化仪传感器的所确定的位置。
在任何前述系统中的另一示例系统中，书写笔尖是不导电的。
在任何前述系统中的又一示例系统中，第一信号发射电极和第二信号发射电极两者均是环绕纵轴并暴露在该手持式设备的外表面上的导电环。
以上说明、示例和数据提供了对示例性实现的结构和使用的全面描述。因为可以在不背离所要求保护的发明的精神和范围的情况下做出许多实现，后面所附的权利要求书定义本发明。此外，不同示例的结构特征可以与另一实现方式相组合而不偏离所记载的权利要求书。

Claims (15)

1.一种与数字化仪传感器一起使用的手持式设备，所述手持式设备包括：
书写笔尖；
被配置成生成信号的集成电路；
第一电极，所述第一电极沿所述手持式设备的纵轴与所述书写笔尖分隔开，所述第一电极电耦合到所述集成电路并被配置成向所述数字化仪传感器传送所述信号；以及
相对角度检测元件，所述相对角度检测元件被配置成提供用于确定所述手持式设备相对于所述数字化仪传感器的角度的位置信息，所述位置信息能用于计算所述书写笔尖相对于所述数字化仪传感器的位置。
2.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述书写笔尖未被配置成发射信号。
3.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述第一电极是环绕所述纵轴并暴露在所述手持式设备的外表面上的导电环。
4.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述相对角度检测元件包括倾斜传感器，其中所述集成电路被进一步配置成将由所述倾斜传感器感测到的信息编码在所述信号上。
5.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述相对角度检测元件包括第二电极，所述第二电极耦合到所述集成电路并且沿所述手持式设备的纵轴与所述第一电极和所述书写笔尖分隔开一距离。
6.根据权利要求5所述的手持式设备，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极两者均是环绕所述手持式设备的纵轴的导电环。
7.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极两者均暴露在所述手持式设备的外表面上。
8.一种方法，包括：
在被包括在电子显示器中的数字化仪传感器的一个或多个接收电极处检测第一输入，所检测到的第一输入由手持式设备的第一信号发射电极传送，所述第一信号发射电极沿所述手持式设备的纵轴与所述手持式设备的书写笔尖分隔开一距离；
检测来自所述手持式设备的相对角度检测元件的第二输入；
基于所述数字化仪传感器的所述一个或多个接收电极的位置以及所述第二输入来计算所述手持式设备的书写笔尖相对于所述数字化仪传感器的位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述手持式设备是触控笔。
10.一种系统，包括：
至少一个存储器设备；
至少一个处理设备；
触控笔位置检测引擎，所述触控笔位置检测引擎存储在所述存储器中并且能由所述处理器执行以：
接收来自数字化仪传感器的第一输入，所述第一输入指示与包括书写笔尖的手持式设备的第一信号发射电极交互的所述数字化仪传感器的一个或多个信号接收电极的位置，所述第一信号发射电极沿所述手持式设备的纵轴与所述书写笔尖分隔开一距离；
接收来自所述手持式设备的相对角度检测元件的第二输入；
基于所述数字化仪传感器的所述一个或多个接收电极的位置以及所述第二输入来计算所述手持式设备的书写笔尖相对于所述数字化仪传感器的位置。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一信号发射电极是环绕所述纵轴并暴露在所述手持式设备的外表面上的导电环。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述相对角度检测元件包括所述手持式设备内的倾斜传感器，并且所述触控笔位置检测引擎进一步能被执行以基于从所述倾斜传感器接收到的信息来计算所述书写笔尖的位置。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述相对角度检测元件包括第二信号发射电极，所述第二信号发射电极沿所述手持式设备的纵轴与所述第一信号发射电极和所述书写笔尖两者分隔开一距离，并且其中计算所述书写笔尖的位置进一步基于所述第一信号发射电极和所述第二信号发射电极相对于所述数字化仪传感器的所确定的位置。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述书写笔尖是不导电的。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述第一信号发射电极和所述第二信号发射电极两者均是环绕所述纵轴并暴露在所述手持式设备的外表面上的导电环。
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