CN111527470A - 主动式触控笔 - Google Patents

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CN111527470A CN201880079483.5A CN201880079483A CN111527470A CN 111527470 A CN111527470 A CN 111527470A CN 201880079483 A CN201880079483 A CN 201880079483A CN 111527470 A CN111527470 A CN 111527470A
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L·弗葛亚斯
E·鲁达
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Abstract

一种用于触摸屏(14)的触控笔(10)，其包括在纵向方向上延伸的筒体(16)，所述筒体(16)包括：具有开口(24)的第一端(22)和第二端(28)，所述第一端(22)和所述第二端(28)在纵向方向上彼此相对；以及第一部分(18)和第二部分(20)，所述第一部分(18)包括所述第一端(22)，所述第二部分(20)包括所述第二端(28)。所述触控笔(10)包括：电子尖端(26)，其至少部分地容纳在所述筒体(16)中并且被配置成具有至少一种使用配置，在所述使用配置中，所述电子尖端(26)通过所述开口(24)从所述筒体(16)的所述第一部分(18)突出；至少两个致动器(30)，其在圆周方向上定位在所述筒体(16)的所述第二部分(20)上，每个致动器(30)被配置成独立于其它致动器(30)被致动并且具有至少两种配置；至少一个检测器(44)，其用于检测所述致动器(30)的所述配置，以及通信组件(46)，其被配置成发送与所述致动器(30)的所述配置相关的信息。

Description

主动式触控笔
技术领域
本发明涉及一种用于触摸屏的触控笔，更具体地，涉及一种包含被配置成与触摸屏配合的尖端的触控笔。
背景技术
与触摸屏交互的触控笔是已知的。此类触控笔通常包含允许用户与触摸屏和/或包括触摸屏的电子设备中的软件交互的一个按钮。
然而，此类交互是相对有限的，并且按钮的人体工程学设计不当和/或触控笔的定位精度缺乏准确性。
发明内容
因此，根据本发明的实施例，提供了一种用于触摸屏的触控笔。所述触控笔包括：在纵向方向上延伸的筒体，所述筒体包括具有开口的第一端和第二端，所述第一端和所述第二端在纵向方向上彼此相对；以及第一部分和第二部分，所述第一部分包括所述第一端，所述第二部分包括所述第二端。所述触控笔包括：电子尖端，其至少部分地容纳在所述筒体中，并且被配置成具有至少一种使用配置，在所述使用配置中，所述电子尖端通过所述开口从所述筒体的第一部分突出；至少两个致动器，其相对于彼此在圆周方向上定位在所述筒体的第二部分上，每个致动器在纵向方向上延伸，被配置成独立于其它致动器而被致动，并且至少具有两种配置；至少一个检测器，其用于检测所述致动器的配置，以及通信组件，其被配置成发送与所述致动器的配置相关的信息。
通过提供此类触控笔，可以具有多致动器触控笔，所述致动器被安置在所述筒体的第二部分上，即，当使用具有触摸屏的触控笔时，不是用户通常握住的部分。
所述电子尖端至少部分地容纳在所述筒体中，并且被配置成具有至少一种使用配置，在所述使用配置中，所述电子尖端通过所述开口从所述筒体的第一部分突出，所述触控笔可以是固定尖端触控笔或可缩回尖端触控笔。
致动器安置在筒体的第二部分上，如果不能避免，则减少了致动器的无意致动。此外，当用户仍将触控笔握在他/她的手中时，可以用拇指来致动所述致动器。
此外，致动器相对于彼此沿圆周方向定位，更具体地，为了致动一个致动器，用户可以沿圆周方向在他/她的手中转动触控笔，因此致动器可以用拇指致动而不干扰另一个致动器。
这些致动运动相对自然，并且此类致动运动的人体工程学得到很大改善。
检测器可以检测所有致动器的配置，或者每个致动器可以直接或间接地连接到一个检测器。可替换地，多于一个致动器而不是所有致动器可以直接或间接地连接到一个检测器，即一个检测器可以检测一个致动器的配置或几个致动器的配置或所有致动器的配置。应当理解，检测器检测致动器的配置而不是末端尖端。
由于至少两个致动器，可以增加触控笔和触摸屏之间的交互作用。
致动器可以是瞬时致动器和/或永久致动器。瞬时致动器是在致动时触发脉冲的致动器，而永久致动器是在致动时从一种状态改变到另一种状态，例如从“开”状态改变到“关”状态的致动器。
在一些实施例中，致动器是开/关致动器
在一些实施例中，电子尖端包含末端尖端。
电子尖端是连接到电子组件的末端尖端的组合件。电子组件连接到检测器。电子组件可以改善末端尖端相对于触摸屏的位置的检测。
电子组件还可包括被配置成与包含触摸屏的设备通信的通信组件。
设备和触控笔之间的通信可以是无线通信，诸如电磁波，例如WiFi、蓝牙、近场通信(NFC)，或诸如光波，例如LiFi、红外，或机械波，例如超声波或可听声音。当触摸屏是电容式触摸屏时，设备和触控笔之间的通信可以直接从触控笔尖端到触摸屏进行。当触摸屏是感应式触摸屏时，可以在触控笔线圈和触摸屏线圈之间直接进行设备和触控笔之间的通信。这些通信手段作为非限制性实例给出。
在一些实施例中，末端尖端是可拆卸的。
所述末端尖端可与所述触控笔分离且可由另一末端尖端代替。另一末端尖端可以具有不同的末端尖端形状和/或尺寸。另一末端尖端可以由不同的材料制成和/或具有不同的密度，因此用户的感觉不同于先前末端尖端的感觉。
在一些实施例中，末端尖端是导电材料。
触控笔可以与电容式触摸屏或与导电末端尖端配合的任何类型的触摸屏配合。电子组件允许在导电材料中为末端尖端提供电源。由于末端尖端有电源供应，与不供电的导电垫相比，末端尖端可能更小，定位更准确。
在一些实施例中，触控笔包含压力传感器尖端单元。
压力传感器尖端单元允许记录由用户施加到触控笔的末端尖端的压力。该信息可以被传输到包含触摸屏的单元，使得在触摸屏上绘制的线的厚度与施加在末端尖端上的压力成正比，即，压力越大，所绘制的线的厚度越大。
在一些实施例中，第二端包含致动器。
在一些实施例中，第二端包含导电垫或末端电子尖端。
在一些实施例中，第二部分包含夹子，所述夹子是致动器和/或所述夹子包含显示器。
显示器可以是LED、屏幕显示器，例如LCD屏幕显示器或电子墨水显示器。
在一些实施例中，筒体的第一部分包含致动器。
致动器可安置在筒体的第一部分上。筒体的第一部分可以包含一个以上的致动器。
在一些实施例中，至少一个致动器被配置成在纵向方向上被致动。
在一些实施例中，至少一个致动器被配置成在平移或旋转中被致动。
在一些实施例中，至少一个致动器被配置成在圆周方向上被致动。
在一些实施例中，至少一个致动器被配置成在径向方向上被致动。
在一些实施例中，致动器的致动是致动器的位移。
在一些实施例中，筒体和/或至少一个致动器具有触敏表面。
例如，致动器或筒体的表面可以是电容性表面或电阻性表面。在这些实施例中，致动是外部物体相对于致动器的位移。
在一些实施例中，致动器或筒体的表面是二维致动器。
例如，致动器或筒体的表面可以具有电容矩阵或电阻矩阵。
在一些实施例中，筒体和/或至少一个致动器包含显示器。
显示器可以是LED、屏幕显示器，例如LCD屏幕显示器或电子墨水显示器。
在一些实施例中，至少一个致动器是按钮。
在一些实施例中，至少一个致动器是滑动按钮。
在一些实施例中，至少一个致动器是旋转致动器。
在一些实施例中，旋转致动器是环。
在一些实施例中，旋转致动器是轮子。
在一些实施例中，至少一个致动器是摇臂开关。
在一些实施例中，至少一个致动器是时间比例选择器。
时间比例选择器可以用任何类型的致动器来实现。
在一些实施例中，至少一个致动器在每个配置中是稳定的。
致动器在其可采用的每个配置中是稳定的。
在一些实施例中，至少一个致动器在每个配置中是不稳定的。
致动器具有默认配置，其在致动器致动后可收回，而无需与用户的互动。触控笔可以包含用于使致动器返回到稳定配置的偏置元件。
在一些实施例中，致动器是比例致动器。
致动器在其采用的每个配置中是稳定的。例如，致动器可以基于电阻、电容或电感的变化。
在一些实施例中，触控笔包含运动检测器。
运动检测器可以是惯性测量单元(“IMU”)，其允许测量具有九个自由度的方位和运动。此类惯性测量单元包含具有三个自由度的加速度计、具有三个自由度的陀螺仪和具有三个自由度的磁力计。IMU可以用作改进的倾斜检测器。
在一些实施例中，触控笔包含倾斜检测器。
在一些实施例中，倾斜检测器是倾斜开关。
在一些实施例中，倾斜检测器包含移动部件。
在一些实施例中，倾斜检测器是陀螺仪。
在一些实施例中，触控笔包含电池。
电池是电子组件的电源。它还可以为检测器供电。一旦使用，电池可能需要更换。
在一些实施例中，电池是可充电电池。
在一些实施例中，触控笔包含用于对电池充电的连接。
在一些实施例中，电池是感应可充电电池。
在一些实施例中，电池是近场通信可充电电池。
因此，当触控笔的电池放置在触控笔通过NFC与之通信的设备附近时，便可以对其充电。
在一些实施例中，电池是Qi可充电电池。
在一些实施例中，触控笔包含用于对电池充电的能量收集设备。
能量收集设备的实例是太阳能收集设备、机械能收集设备、电磁能收集设备、热能收集设备。机械能收集设备可以基于压电效应。热能收集设备可以基于塞贝克效应。
在一些实施例中，触控笔包含感应线圈。
触控笔可以与感应触摸屏配合使用。感应线圈可以从包含触摸屏的电子设备中包括的线圈接收电源。当使用电池时，感应线圈在由触摸屏供电时可以是电子组件和/或检测器的电源。
在一些实施例中，筒体的第一部分和第二部分相对于彼此具有至少两种配置。
在一些实施例中，第一部分和第二部分被配置成相对于彼此平移和/或旋转地从第一配置移动到第二配置以及从第二配置移动到第一配置。
在一些实施例中，触控笔包含存储单元。
存储单元用于存储信息。
在一些实施例中，存储单元被配置成存储与一个致动器的至少一个个性化相关的信息。
在一些实施例中，电子尖端具有缩回配置，其中电子尖端完全容纳在筒体中。
电子尖端是可伸缩尖端。应当注意，用于将电子尖端从缩回配置移动到使用配置的按钮可以不直接或间接地链接到检测按钮配置的检测器。
在一些实施例中，筒体包含至少部分地容纳在筒体中的书写尖端，书写尖端具有使用配置和缩回配置，在使用配置中，书写尖端部分地容纳在筒体中并且通过开口从筒体的第一部分突出，在缩回配置中，书写尖端完全容纳在筒体中。
在一些实施例中，触控笔包含触觉反馈设备。
触觉反馈设备可以是在接收电源时产生振动的压电设备。
例如，触觉反馈设备可以向用户给出已经检测到利用致动器实现的选择或动作的确认。触觉反馈设备还可以用于产生或再现用户的某种感觉，例如用铅笔在纸上书写的感觉。
在一些实施例中，触控笔包含彩色扫描仪。
在一些实施例中，筒体的第一部分在纵向方向上的长度等于或大于25mm(毫米)，优选地等于或大于70mm并且等于和小于110mm，优选地等于和小于90mm。
在一些实施例中，筒体的第二部分在纵向方向上的长度等于或大于30mm，优选地等于或大于40mm并且等于和小于110mm，优选地等于和小于80mm。
在一些实施例中，第一部分包含前锥体。
在一些实施例中，前锥体在纵向方向上的长度等于或大于1mm，优选地等于或大于5mm并且等于和小于110mm，优选地等于和小于80mm。
在一些实施例中，筒体包含平坦部分。
平坦部分可用于支撑显示器、光电元件和/或固定电子组件。
除非另有矛盾，否则意图将上述元件与说明书内的元件进行组合。
应当理解，前面的总体描述和下面的详细描述都仅仅是示范性和说明性的，并且不限制本发明所要求的。
附图说明
附图绘示了本发明的若干实施例，附图并入本说明书中，构成本说明书的一部分，并与说明书一起用于解释本发明的原理：
-图1示出了根据本发明实施例的触控笔和包含触摸屏的设备的示意性透视图；
-图2示出了图1的触控笔在用户手中的示意性透视图；
-图3示出了根据本发明实施例的触控笔的示意性透视图；
-图4是图1的触控笔的剖视图；
-图5是包含书写尖端的触控笔的类似于图4的剖视图；
-图6是触控笔的第二部分的局部透视图；
-图7A-11示出了各种类型的致动器；
-图12A-13示出了各种类型的显示器；
-图14示出了位于触控笔的第二端的致动器；
-图15示出了位于触控笔的第二端的导电垫；
-图16示出了筒体的第一部分和第二部分在圆周方向上相对于彼此具有至少两种配置的触控笔；
-图17示出了筒体的第一部分和第二部分在纵向方向上相对于彼此具有至少两种配置的触控笔；
-图18A-19C示出了用于夹子的各种类型的致动器；
-图20A-20B示出了用于夹子的各种类型的显示器；
-图21A-21F示出了用于筒体的第一部分的各种类型的致动器；
-图22示出了筒体的第一部分上的显示器；
-图23A-23D示出了各种类型的末端尖端；
-图24-26示出了触控笔和包含触摸屏的设备之间的各种类型的交互；
-图27示出根据本发明实施例的电子印刷电路板。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的示范性实施例，其实例在附图中绘示。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。
图1示出了根据本发明实施例的示范性触控笔10的图示。触控笔10被配置成与触摸屏14(例如平板计算机12的触摸屏14)配合使用。
触控笔10包含沿纵向方向X延伸的筒体16。
通常，纵向方向X对应于筒体16的轴线X，径向方向R是垂直于纵向方向X的方向，而圆周方向C是围绕纵向方向X的方向。
筒体16包含第一部分18和第二部分20。第一部分18和第二部分20可以是在纵向方向X上彼此组装的两个不同元件，第一部分18和第二部分20可以是在径向方向R上彼此组装的两个不同元件，或者其组合。第一部分18和第二部分20也可以是一体的。
第一部分18要握在用户的手中。第一部分18包含筒体16的具有孔24的第一端22，电子尖端26穿过该孔突出。
在图1中，电子尖端26处于使用配置。电子尖端26可以是固定的，或者电子尖端26可以是可伸缩的。当电子尖端26可缩回时，在使用配置中，电子尖端26至少部分地容纳在筒体16中，并且电子尖端26通过开口24从筒体16的第一部分18突出，而在缩回配置中，电子尖端26完全容纳在筒体16中，参见图5。
第二部分20包含第二端28，第二端28在纵向方向X上与第一端22相对。在图1的实施例中，第二部分20包含相对于彼此沿圆周方向C定位的四个致动器，只有三个是可见的。致动器是在纵向方向X上延伸的滑动按钮30。第二部分20还包含夹子32。
筒体16的第一部分18在纵向方向X上的长度L18等于80mm，筒体16的第二部分20在纵向方向X上的长度L20等于70mm。
图3示出了触控笔10，其中第一部分18包含前锥体34和中间筒体36。筒体16的第一部分18的前锥体34在纵向方向X上的长度L34等于10mm，筒体16的第一部分18的中间筒体36在纵向方向X上的长度L36等于70mm。
从图4的剖视图中可以看出，电子尖端26是连接到包含多个电子组件42的电子印刷电路板40的末端尖端38的组合件。电子印刷电路板40可以是柔性的。
电子组件42可以改善末端尖端38相对于触摸屏14的位置的检测。
触控笔10包含四个检测器44，每个检测器44检测一个滑动按钮30的配置。例如，检测器44可以是被编程以检测致动器状态的微控制器。检测器44直接或间接地连接到致动器。直接连接的非限制性实例是引脚、带状电缆、电缆、金属导电带或模制互连设备(MID)。使用多路复用器/多路分解器通过通信协议间接连接的非限制性实例。多路复用器/多路分解器减少了对触点的需要并节省了空间。
检测器44可以在连接到末端尖端38的电子印刷电路板40上。在图27中，检测器44位于电子印刷电路板40上。然而，检测器44也可以在单独的电子印刷电路板上。
电子组件42连接到检测器44。电子组件42包括用于与包含触摸屏14的设备12通信的通信组件46。设备12和触控笔10之间的通信可以是无线通信，诸如电磁波，例如WiFi、蓝牙、NFC，或者诸如光波，例如LiFi、红外，或者机械波，例如超声波或可听声音。通信组件46被配置成发送由检测器44检测到的与致动器的配置相关的信息。
在一些实施例中，触控笔10可以包含倾斜检测器48。倾斜检测器48可以是倾斜开关或陀螺仪或包含移动部件的倾斜检测器。
在一些实施例中，触控笔10还可以包含运动检测器50，例如惯性测量单元(“IMU”)，其允许测量具有九个自由度的方位和运动。此类惯性测量单元包含具有三个自由度的加速度计、具有三个自由度的陀螺仪和具有三个自由度的磁力计。运动检测器50可以安置在电子印刷电路板40上。
如图5所示，电子尖端6可以具有缩回配置，其中电子尖端6完全容纳在筒体16中。因此，电子尖端26是可缩回尖端，即，电子尖端26具有使用配置和缩回配置，在使用配置中，电子尖端26通过开口24从筒体16的第一部分18突出，如图4所示，在缩回配置中，电子尖端6完全容纳在筒体16中，如图5所示。
同样如图5所示，筒体16包含至少部分容纳在筒体16中的书写尖端W。如图5所示，书写尖端W可以采取使用配置和缩回配置，在使用配置中，书写尖端W部分地容纳在筒体16中并且通过开口24从筒体16的第一部分18突出，在缩回配置中，书写尖端W完全容纳在筒体16中。
图6示出了触控笔10的第二部分20。更具体地，滑动按钮30可以在纵向方向X上被致动，更具体地，在图6的实施例中，通过滑动按钮30在纵向方向X上平移的位移，滑动按钮30在纵向方向X上平移地被致动。
每个滑动按钮30可以独立于其它滑动按钮30被致动。
每个滑动按钮30在其可采用的每个配置中可以是稳定的，或者每个滑动按钮30在其可采用的每个配置中可以是不稳定的。也可以是稳定滑动按钮30与非稳定滑动按钮30的混合。
每个滑动按钮30可以采用至少两种配置。每个滑动按钮30可以采用两种以上的配置。每个滑动按钮30可以采用与其它滑动按钮30不同数量的配置。一个或多个滑动按钮30可以具有相同数量的配置。
例如，一个滑动按钮30是稳定的并且具有两种配置，即，滑动按钮30具有图7A所示的第一配置和图7B所示的第二配置。当滑动按钮30处于第一配置或第二配置时，滑动按钮30是稳定的，即，滑动按钮30不移动，除非由用户致动。为了从第一配置移动到第二配置，用户沿图52中的箭头52的方向致动滑动按钮30，相反地，为了将第二配置移动到第一配置，用户沿图7B中的箭头54的方向致动滑动按钮30。
例如，一个滑动按钮30是不稳定的并且具有两种配置，即滑动按钮30具有图7A所示的第一配置和图7B所示的第二配置。当滑动按钮30在第一配置中稳定而在第二配置中不稳定时，即，滑动按钮30具有默认配置，在这种情况下是第一配置，滑动按钮30在第二配置中被致动之后收回该默认配置，而无需用户的交互。为了从第一配置移动到第二配置，用户沿图52中的箭头52的方向致动滑动按钮30，滑动按钮30采取第二配置，并且在从用户释放时，滑动按钮30移动回到第一配置，而无需用户的交互。触控笔10可以包含偏置元件，用于使滑动按钮30返回到稳定配置，在这种情况下是第一配置。
应当理解，第一配置可以是不稳定配置，而第二配置可以是稳定配置，第二配置是默认配置。
尽管当没有被用户激活时，滑动按钮30处于默认配置，但是滑动按钮30在默认配置中可以具有不同的状态，例如，滑动按钮30可以在第一次启动时从“开”状态转换到“关”状态，并且在第二次启动时从“关”状态转换到“开”状态。可以有两个以上的状态。
滑动按钮30还可被配置成沿径向方向R朝向轴线X致动，如图7C所示。因此，滑动按钮30也可以是按钮56。通常，对于此类致动，按钮56具有第一配置和第二配置，第一配置是默认配置，其中按钮56是稳定的，在第二配置中，按钮56沿径向方向R被压向轴线X，其中按钮56是不稳定的。在用户释放按钮56时，按钮56移动回到第一配置。
如图7D所示，滑动按钮30还可以在圆周方向C上被致动。例如，滑动按钮30可以在箭头58的方向或箭头60的方向上沿圆周方向移动或按压。通常，滑动按钮30具有第一配置和两个配置，第一配置是默认配置，其中滑动按钮30是稳定的；在两个配置中，滑动按钮30沿箭头58的方向或沿箭头60的方向被压向圆周方向C，其中按钮不稳定。在用户释放滑动按钮30时，滑动按钮30移动回到第一配置。
应当理解，每个滑动按钮30可以被配置成根据图7A-7D被致动。然而，不可能在每个滑动按钮30上进行所有致动。一些滑动按钮30可以仅沿纵向方向X平移。一些滑动按钮30可以沿纵向方向X平移地被致动，并且可以在圆周方向C上被致动。一些滑动按钮30可以沿纵向方向X并在径向方向R平移地被致动。涵盖所有组合。此外，一个滑动按钮30可以具有不同于其它滑动按钮30的配置。
滑动按钮30还可以在纵向方向X上具有多于两种的配置。如图8所示，滑动按钮30具有三种配置。第一配置是默认配置，其中滑动按钮30的稳定的，而两种配置是滑动按钮30在箭头62的方向或箭头64的方向沿纵向方向X被按压，其中按钮不稳定。在用户释放滑动按钮30时，滑动按钮30移动回到图8所示的第一配置。滑动按钮30在三种配置中也可以是稳定的。
应当理解，对于图7C-D的滑动按钮30所描述的配置对于图8的滑动按钮30也是可能的选择。
当滑动按钮30在其采用的所有配置中都稳定时，滑动按钮30可以具有多于三个的配置。滑动按钮30还可以采用连续的不同配置，即，滑动按钮30可以从图7A的配置连续地移动到图7B的配置，滑动按钮30的每个位置是稳定配置。后一滑动按钮30是比例致动器。
致动器可以是摇摆按钮66。如图9所示，摇摆按钮66被配置成沿径向方向R朝向轴线X被致动。
摇摆按钮66具有第一配置，其是摇摆按钮66稳定的默认配置；第二配置，其中摇摆按钮66在箭头68的方向上沿径向方向R被压向轴线X，其中摇摆按钮66是不稳定的；以及第三配置，其中摇摆按钮66在箭头70的方向上沿径向方向R被压向轴线X，其中摇摆按钮66是不稳定的。在第二配置或第三配置中，当用户释放摇摆按钮66时，摇摆按钮66移动回到第一配置。
这三种配置可以是稳定的配置。摇摆按钮66也可以具有两种稳定的配置，在第一配置中，摇摆按钮66在箭头68方向上沿径向方向R被压向轴线X，在第二配置中，摇摆按钮66在箭头70方向上沿径向方向R被压向轴线X。
应当理解，对于图7C-D的滑动按钮30所描述的配置对于图9的摇摆按钮66也是可能的选择。
致动器可以是轮子72，如图10所示。轮子72被配置成在纵向方向X上被致动，以在箭头74的方向和/或箭头76的方向上旋转。
轮子72可被配置成采用多个离散或连续的配置。
应当理解，对于图7C-D的滑动按钮30所描述的配置对于图10的轮子72也是可能的选择。
致动器可以包含触敏表面78。触敏表面78可以是例如电容性表面或电阻性表面。触敏表面78可以例如通过用户的手指沿触敏表面78的位移而沿纵向方向X、沿圆周方向C和/或沿径向方向R被致动。触敏表面78可以是比例致动器。
致动器可以是上述非限制性致动器列表的组合。如上所述，滑动按钮也可以是按钮。敏感表面也可以是按钮等。
致动器可以包含显示器，例如LCD屏幕显示器80，如图12A和12B所示。LCD屏幕可以显示与致动器所处的配置相关的信息，例如颜色(图12A)或与给定致动器相关的其它信息(图12B)。可替换地，显示器可以是电子墨水显示器。
筒体16可以包含显示器，例如LED 82，如图13所示。LED 82可以安置在致动器附近，并且示出致动器所处的配置。
如图12所示，第二部分20的第二端28包含按钮84。按钮84被配置成在纵向方向X上被致动。通常，对于此类致动，按钮84具有第一配置和第二配置，第一配置是默认配置，其中按钮84是稳定的，在第二配置中，按钮84在纵向方向X上被压向第一端22，其中按钮84是不稳定的。在用户释放按钮84时，按钮84移动回到第一配置。
按钮84可以包含显示器，例如LCD屏幕显示器、电子墨水显示器或LED。
如图15所示，第二部分20的第二端28包含导电垫86。导电垫86可以是末端电子尖端。
如图16所示，在一些实施例中，第一部分18和第二部分20可被配置成沿圆周方向C相对于彼此旋转地从由安置在第二部分20上并与安置在图16的第一部分18上的第一标记90对准的指示器88指示的第一配置移动到由安置在第一部分18上的第二标记92指示的第二配置。第一部分18和第二部分20也可以从第二配置移动到第一配置。该实施例不限于两种配置。配置的数量仅作为非限制性实例给出。
如图17所示，在一些实施例中，第一部分18和第二部分20可以被配置为在纵向方向X上相对于彼此平移，并且采用由安置在第二部分20上的标记94指示的不同配置。配置的数量仅作为非限制性实例给出。
应当理解，第一部分18和第二部分20可以被配置成既相对于彼此沿圆周方向C旋转运动又相对于彼此沿纵向方向X平移运动。
如图18A-18B所示，夹子32可以是致动器。夹子32可以在径向方向R和/或圆周方向C上被致动。
如图19A-19C所示，夹子32可以包含触敏表面96。触敏表面96可以是例如电容性表面或电阻性表面。触敏表面96可以沿纵向方向X、沿圆周方向C和/或沿径向方向R被致动。例如，触敏表面96可以是在纵向方向X上的比例致动器。
夹子32可以包含显示器，例如LCD屏幕显示器98，如图20A所示。LCD屏幕可以显示与致动器所处的配置相关的信息，例如颜色或其它信息。可替换地，显示器可以是电子墨水显示器。
夹子32可以包含显示器，例如LED 100或多个LED 100，如图20B所示。
如图21A-21F所示，筒体16的第一部分18可以包含致动器。
与筒体16的第二部分20结合描述的任何类型的致动器也可以在筒体16的第一部分18中实现，其一些非限制性实施例在图21A-21F中示出。
在图21A中，致动器是环102，其被配置成在圆周方向上旋转。
在图21B中，致动器是具有触敏表面的环104。
在图21C中，致动器是类似于图7A-7B的滑动按钮30的滑动按钮106。
在图21D和21F中，致动器是类似于图11的触敏表面78的触敏表面108。
在图21E中，致动器是类似于图14的按钮84的按钮110。
筒体16的第一部分18可以包含一个以上的致动器和不同类型的致动器。
筒体16的第一部分18可以包含显示器，例如LCD屏幕显示器112或电子墨水显示器，参见图22。LCD屏幕显示器112可以安置在触控笔10的平坦部分上。
如图23A所示，末端尖端38是可拆卸的。
末端尖端38可以与触控笔10分离，并且可以由另一个末端尖端38代替。如图23B-23D所示，另一末端尖端38可以具有不同的末端尖端形状和/或尺寸。另一末端尖端38可以由不同的材料制成和/或具有不同的密度，使得用户的感觉不同于先前末端尖端38的感觉。
触控笔可以包含压力传感器尖端单元114(见图4)。压力传感器尖端单元114允许记录由用户施加到触控笔10的末端尖端38的压力。该信息可以被传输到包含触摸屏14的单元12，使得在触摸屏14上绘制的线116的厚度与施加在末端尖端38上的压力成正比，即，压力越大，所绘制的线的厚度越大(参见图1)。
将描述触摸屏14和触控笔10之间的可能的交互。
通过将特定应用安装在设备12上或者通过与设备12的本地操作系统兼容，触控笔10可以与设备12的触摸屏14配合使用。
例如，当第二部分20的第二端28包含导电垫86时。导电垫86可以被触摸屏14识别为擦除器(见图24)。
致动器可用于选择颜色或工具(高频振动、铅笔、自动铅笔、刷子)或功能，例如绘图厚度变化、不透明度变化、饱和度变化、图案变化、应用选项设置、工具选项设置、应用快捷方式(复制/粘贴、保存、缩放等)等。该列表是非限制性的。
IMU可以允许高级函数，例如所绘制的线的厚度，其可以作为触摸屏14上的末端尖端38的位移速度的函数而变化。
安置在筒体的第二部分20的第二端28处的按钮84可以用作擦除器，即，当被激活时，触控笔10不会在触摸屏14上画线，而是擦除触摸屏14上的线和绘画。安置在按钮84上的LED可以告诉用户“擦除”功能是“开”还是“关”。
按钮84可以是时间比例选择器。在短致动时，即小于1秒时，按钮84在“开”/“关”状态之间切换，而在长致动时，即大于2秒时，按钮可以触发另一动作。另一动作可以是“撤消”动作或“保存”动作。“保存”动作可以是保存触摸屏14上显示的当前绘画和/或文本的动作。“保存”动作还可以是保存所有致动器的当前状态或用户选择的致动器的个性化的动作。“保存”动作可能一次与一个致动器相关，通常是状态最近更改过的致动器或一组致动器。“保存”动作可以将信息保存在作为电子印刷电路板40的一部分的存储单元132中。
时间比例选择器可以用任何类型的致动器来实现。
图25A示出了两个滑动按钮30A、30B的实例，这两个滑动按钮是不稳定的，并且各自具有两种配置，即，滑动按钮30A、30B具有图7A所示的第一配置和图7B所示的第二配置。当滑动按钮30A、30B在第一配置中稳定而在第二配置中不稳定时，即，滑动按钮30A、30B具有默认配置，在这种情况下是第一配置，滑动按钮30A、30B在第二配置中被致动之后收回该默认配置，而无需用户的交互。
在默认配置中，滑动按钮30A可以具有三种状态，例如，用于选择触摸屏14的部分118中的工具，并且在连续致动滑动按钮30A时，滑动按钮30A可以从一种状态转换到另一种状态。
滑动按钮30B在默认配置中可以具有高度状态，例如，用于在触摸屏14的部分120中选择要绘制的线的纹理，并且滑动按钮30B可以在连续致动滑动按钮30A时从一个状态转换到另一状态。
图25A还示出了稳定的两个滑动按钮30A、30B的实例，滑动按钮30A具有三种配置，滑动按钮30B具有高度配置。
应当理解，每个按钮30A、30B可以彼此独立地被致动。
图25B示出了具有触敏表面96的夹子32。夹子的触敏表面96可用于在触摸屏14的部分122中选择要绘制的线的厚度。
图26示出了具有按钮110的第一部分18，该按钮允许在致动时在触摸屏的部分124中从一个末端尖端切换到另一个末端尖端。
触控笔10还可以包含彩色扫描仪126，其允许对物体(例如苹果128)的颜色进行采样，然后触控笔10能够将所扫描的颜色传送到设备12，并且将其显示在触摸屏14的部分130中，并且允许用户用所扫描的颜色填充表单。
触控笔10还可以包含电池134(见图4)，用于向电子印刷电路板40和需要能量的组件供电。
电池134可以是可充电电池。触控笔可以包含用于对电池134充电的连接136。
电池134可以是感应可充电电池、近场通信可充电电池和/或能量收集电池。
触控笔10可以包含感应线圈138(见图5)。触控笔10可以与感应触摸屏配合使用。感应线圈138可以从包括在包含感应触摸屏的电子设备中的线圈接收电源。当使用电池时，感应线圈138在由触摸屏供电时可以是电子组件和/或检测器的电源。
触控笔可以包含触觉反馈设备140(见图5)。触觉反馈设备140可以是在接收电源时产生振动的压电设备。
例如，触觉反馈设备140可以向用户给出已经检测到利用致动器实现的选择或动作的确认。触觉反馈设备140还可以用于产生或再现用户的某种感觉，例如用铅笔在纸上书写的感觉。
图27表示连接到图4的末端尖端38的电子印刷电路板40。电子印刷电路板40可以是柔性的。
电子印刷电路板40包含电子组件42，用于改进末端38相对于触摸屏14的位置的检测。
电子印刷电路板40可以包含检测器44。尽管在图27中仅示出了一个检测器44，但是应当理解，电子印刷电路板40可以包含所需数量的检测器44。
电子印刷电路板40可以包含通信组件46。电子印刷电路板40可以包含倾斜检测器48和/或运动检测器50。
电子印刷电路板40可以包含彩色扫描仪126和用于彩色扫描仪的电子部件，以与触控笔10、存储单元132和/或触觉反馈设备通信。
应当理解，在图27中用虚线表示的组件中的每一个不需要出现在连接到末端尖端38的电子印刷电路板40上。实际上，在图27中用虚线表示的组件中的每一个可以安置在单独的电子印刷电路板上。单独的电子印刷电路板可以直接或间接连接。直接连接的非限制性实例是引脚、带状电缆、电缆、金属导电带或模制互连设备(MID)。使用多路复用器/多路分解器通过通信协议间接连接的非限制性实例。多路复用器/多路分解器减少了对触点的需要并节省了空间。
此外，应当理解，并非所有这些组件都被要求存在于触控笔10中。
例如，取决于触控笔的期望功能，可以在触控笔10中省略倾斜检测器48、运动检测器50、彩色扫描仪126、存储单元132和/或触觉反馈设备140。
在包括权利要求的整个说明书中，术语“包含”应当理解为与“包含至少一个”同义，除非另有说明。此外，说明书(包括权利要求书)中所述的任何范围应理解为包括其端值，除非另有说明。所述元件的特定值应该被理解为在本领域技术人员已知的可接受的制造或工业公差内，并且术语“基本上”和/或“近似”和/或“通常”的任何使用应该被理解为在此类可接受的公差范围内。
尽管这里已经参考特定实施例描述了本公开，但是应当理解，这些实施例仅仅是本公开的原理和应用的说明。
本说明书和实例旨在仅被认为是示范性的，本公开的真实范围由所附权利要求指示。

Claims (16)

1.一种用于触摸屏(14)的触控笔(10)，其包含：
在纵向方向(X)上延伸的筒体(16)，所述筒体(16)包含：
包含开口(24)的第一端(22)和第二端(28)，所述第一端(22)和所述第二端(28)在纵向方向(L)上彼此相对，以及
第一部分(18)和第二部分(20)，所述第一部分(18)包括所述第一端(22)，所述第二部分(20)包括所述第二端(28)；
电子尖端(26)，其至少部分地容纳在所述筒体(16)中并且被配置成具有至少一种使用配置，在所述使用配置中，所述电子尖端(26)通过所述开口(24)从所述筒体(16)的所述第一部分(18)突出；
至少两个致动器(30；56；66；72；78)，在圆周方向(C)上相对于彼此定位在所述筒体(16)的所述第二部分(20)上，每个致动器(30；56；66；72；78)在所述纵向方向(X)上延伸，被配置成独立于其它致动器被致动并且具有至少两种配置；以及
至少一个检测器(44)，其用于检测所述致动器(30；56；66；72；78)的所述配置；
通信组件(46)，其被配置成发送与所述致动器(30)的所述配置相关的信息。
2.根据权利要求1所述的触控笔(10)，其中所述第二端(28)包含至少一个致动器(84)。
3.根据权利要求1或2所述的触控笔(10)，其中所述第二端(28)包含导电垫(86)或末端电子尖端。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的触控笔(10)，其中所述筒体(16)的所述第一部分(18)包含致动器(102；104；106；108；110)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的触控笔(10)，其中所述第二部分(18)包含夹子(32)，所述夹子(32)是致动器(32；96)和/或所述夹子包含显示器(98；100)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的触控笔(10)，其中至少一个致动器(30；32；56；66；72；78；96；102；104；106；108；110)被配置成在所述纵向方向(L)上被致动。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的触控笔(10)，其中至少一个致动器(30；32；56；66；72；78；96；102；104；106；108；110)被配置成在平移或旋转中被致动。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的触控笔(10)，其中至少一个致动器(30；32；56；66；72；78；96；102；104；106；108；110)被配置成在所述圆周方向(C)上被致动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的触控笔(10)，其中至少一个致动器(30；32；56；66；72；78；96；102；104；106；108；110)被配置成在径向方向(R)上被致动。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的触控笔(10)，其中所述筒体(16)的所述第一部分(18)和所述第二部分(20)相对于彼此具有至少两种配置。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的触控笔(10)，其中所述筒体(16)和/或至少一个致动器(30；56；66；72；78；102；104；106；108；110)包含显示器(80；82；112)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的触控笔(10)，其中所述触控笔(10)包含运动检测器(50)和/或倾斜检测器(48)。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的触控笔(10)，其包含存储单元(132)。
14.根据权利要求13所述的触控笔(10)，其中所述存储单元(132)被配置成存储与一个致动器(30；32；56；66；72；78；96；102；104；106；108；110)的至少一个个性化相关的信息。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的触控笔(10)，其中所述电子尖端(26)具有缩回配置，在所述缩回配置中，所述电子尖端(26)完全容纳在所述筒体(16)中。
16.根据权利要求15所述的触控笔(10)，其中所述筒体(16)包含至少部分地容纳在所述筒体(16)中的书写尖端(W)，所述书写尖端(W)具有使用配置和缩回配置，在所述使用配置中，所述书写尖端(W)部分地容纳在所述筒体(16)中并且通过所述开口(24)从所述筒体(16)的所述第一部分(18)突出，在所述缩回配置中，所述书写尖端(W)完全容纳在所述筒体(16)中。
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