CN113826062B - 力感测输入设备 - Google Patents

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Abstract

公开了涉及用于向计算设备提供用户输入的触敏输入设备、系统和方法的示例。在一个示例中，触敏输入设备包括细长主体和沿主体的长度间隔开的多个力感测元件。触敏输入设备还包括无线通信子系统，其被配置为将输入设备通信地耦合到计算设备并且将来自多个力感测元件的信号提供给计算设备。

Description

力感测输入设备
背景
各种输入设备(诸如智能笔、触控笔和手持式控制器)可用于向计算设备提供输入。一些手持式输入设备包括使用户能够提供简单的用户输入的按钮或其他物理输入机制。然而，此类设备可能不允许用户提供变化的或更复杂的手势输入，并且可能具有可接收输入的有限位置。
概述
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，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中提及的任何或所有缺点的实现。
公开了涉及用于向计算设备提供用户输入的触敏输入设备、系统和方法的示例。在一个示例中，触敏输入设备包括细长主体和沿主体的长度间隔开的多个力感测元件。触敏输入设备还包括无线通信子系统，其被配置为将输入设备通信地耦合到计算设备并且将来自多个力感测元件的信号提供给计算设备。
另一示例提供了一种系统，该系统包括计算设备和被配置为通信地耦合到计算设备的触敏输入设备。该计算设备包括触敏显示器、处理器、和存储可由处理器执行以经由触敏显示器显示内容的指令的存储器。触敏输入设备包括细长主体和沿主体的长度间隔开的多个力感测元件。触敏输入设备还包括无线通信子系统，其被配置为将输入设备通信地耦合到计算设备并且将来自多个力感测元件的信号提供给计算设备。
另一个示例在包括细长主体的触敏用户输入设备处提供了一种用于向通信地耦合到触敏用户输入设备的计算设备提供用户输入的方法。该方法包括从沿主体的长度间隔开的多个力感测元件接收信号。该方法还包括确定该信号对应于用户输入事件并将该信号传达至计算设备。
附图简述
图1示出了根据本公开的示例的被配置为通信地耦合到包括触敏显示器的计算设备的触敏输入设备的示例。
图2示出了根据本公开的示例的触敏输入设备的另一示例。
图3示出了图2的触敏输入设备的端部视图。
图4解说了根据本公开的示例的触敏输入设备的另一示例。
图5解说了用户在图1的触敏输入设备处提供输入的一个示例。
图6解说了用户在图1的触敏输入设备处提供输入的另一示例。
图7示出了根据本公开的示例的施加到力感测电阻器元件的压力的图表。
图8示出了根据本公开的示例的包括用于提供触觉反馈的致动器的触敏输入设备的示例。
图9解说了滚动经由图1的触敏显示器显示的内容的一个示例。
图10A和10B示出了在示例滚动事件期间施加到力感测元件的一部分中的每一者的压力的两个图表。
图11A和11B示出了在另一示例滚动事件期间施加到图10A和10B的力感测元件的该部分中的每一者的压力的另外两个图表。
图12示出了根据本公开的示例的将触敏输入设备用于突出显示的文本的示例。
图13和14示出了用户在图1的触敏输入设备上提供滑动输入的示例。
图15示出了根据本公开的示例的在经由触敏输入设备执行的剪切操作之后的图1的触敏显示器。
图16解说了根据本公开的示例的经由触敏输入设备粘贴文本的示例。
图17解说了用户在图1的触敏输入设备处提供输入的又一示例。
图18是用于向通信地耦合到包括细长主体的触敏用户输入设备的计算设备提供用户输入的示例方法的流程图。
图19示出了根据本公开的示例的计算系统的框图。
详细描述
各种输入设备(诸如智能笔、触控笔和手持式控制器)可用于向计算设备提供输入。例如，智能笔可用于经由触摸屏显示器向平板计算设备提供输入。在另一示例中，手持式控制器可用于向头戴式显示器(HMD)设备提供输入。
一些手持式输入设备可包括使用户能够提供简单的用户输入的一种或多种物理输入机制(诸如按钮或滚轮)。然而，此类设备可能不允许用户提供变化的或更复杂的输入。此外，虽然此类设备可按一种或多种物理输入机制接受输入，但是这些设备可能不允许用户在设备上的其他期望位置处提供输入。
相应地，公开的示例涉及用于使用沿输入设备的主体间隔开的多个力感测元件向计算设备提供用户输入的触敏输入设备、系统和方法。从一个或多个力感测元件接收的信号可以作为输入提供给计算设备。以这种方式，与不同功能相对应的范围广泛的用户输入可以在输入设备的主体上的任何期望位置处被提供。在一些示例中，这可使开发者能够创建与软件的新交互模式和体验，使应用更容易导航，提高用户的生产力，并替换输入设备上的物理按钮或其他输入机制。
以下用例示例公开了电子笔形式的触敏输入设备的一个示例。应当领会，本公开的原理可以与触敏输入设备的许多其他示例一起使用，包括但不限于手持式控制器以及电子笔和触控笔的其他配置。
图1示出了以电子笔100的形式解说的触敏输入设备的一个示例。如图1中的示例所解说，电子笔100包括细长主体112。电子笔100可用于向计算设备提供输入，该计算设备在图1的示例中被描绘为包括触敏显示器108的平板计算设备104。例如，电子笔100可用作触控笔以经由触敏显示器108向平板计算设备提供触觉输入。
电子笔100还包括可以使用户能够向计算设备104提供基于触摸和手势的输入的触摸感测功能性。如图1中的示例所解说，电子笔100包括沿主体112的长度间隔开的多个力感测元件116。在一些示例中，力感测元件116可以包括力感测电阻器元件。在这些示例中，多个力感测元件116中的每一者可包括当施加力、压力或机械应力时改变其电阻的材料。此类材料的示例可以包括导电聚合物和油墨。该材料电阻中的改变可被测量为信号并被解读为用户输入，诸如点击或手势。
在其他示例中，力感测元件116可以包括力感测电容式元件。例如，每个力感测元件116可以包括力感测电容式传感器，该力感测电容式传感器在传感器的顶部具有绝缘体(诸如泡沫层)。
力感测元件116可以提供比其他类型的感测元件(诸如电容式触摸传感器)分辨率更高的用户输入。例如，在电子笔或触控笔包括电容式触摸传感器的情况下，当用户在用指尖提供触摸输入的同时保持或握持笔时，用户握持生成的无意识信号可能会遮掩由指尖提供的输入信号。
如以下关于图19更详细地描述的，电子笔100还包括被配置为将笔通信地耦合到计算设备104的无线通信子系统。例如，电子笔100和计算设备104可以经由蓝牙或任何其他合适的无线网络通信地耦合。以这种方式，无线通信子系统将来自多个力感测元件116的信号提供给计算设备104，计算设备104可以将信号处理为用户输入，如下文更详细描述的。在其他示例中，电子笔可以使用本文描述的技术和过程中的一种或多种来至少部分地处理来自力感测元件116的信号。
在图1的示例中，多个力感测元件116中的每一者包括完全绕电子笔100的圆柱形主体112的周界延伸的圆形力感测元件。多个力感测元件116中的每一者沿主体112均匀地间隔开。例如，力感测元件116可以沿y轴以2-3mm的间隙间隔开。
由多个力感测元件116中的每一者提供的信号可以指示沿主体112施加力的一维位置。例如，由圆形力感测元件116中的每一者提供的信号可以指示沿主体112的y轴的力的位置，而不管绕主体112的周界的何处施加力。
在其他示例中，力感测元件可以具有任何其他合适的形状和/或以任何其他合适的图案布置。图2示出了电子笔200形式的触敏输入设备的另一示例。类似于图1的示例中所解说的电子笔100，电子笔200包括细长主体204。多个力感测元件212的第一排208沿主体204的一侧被提供。多个力感测元件220的第二排216沿主体204的与第一排208相对的另一侧被提供。类似于图1的示例，多个力感测元件212和220可以沿电子笔200的主体204的长度均匀地间隔开。例如，给定排中的每个力感测元件可以沿y轴以2-3mm的间隙间隔开。在该示例中，力感测元件212、220基本上沿笔100的整个长度定位。在其他示例中，诸如图6中所示的示例，力感测元件可以位于笔的整个长度的一个或多个部分中。
如图2中的示例所解说，多个力感测元件212和220中的每一者可包括绕主体204的一部分缠绕的半圆形力感测元件。在一些示例中，两个或更多个力感测元件可以对齐以绕主体204的周界的共面部分延伸。例如，图2示出了一个力感测元件212A和第二力感测元件220A的分解视图，它们都对齐以具有相同的y轴坐标。
图3示出了在正y轴的方向上从设备的尖端部分224朝向设备的尾端部分228查看到的电子笔200的端部视图。图3还描绘了两个力感测元件212A和220A的分解视图。如图2-3所示，力感测元件是半圆形的，具有可符合主体204的轮廓的内部拓扑结构(面向主体204)。例如，力感测元件212和220中的每一者可包括被弯曲以适合贴紧主体204的表面的柔性材料。
在图2-3的示例中，力感测元件220A位于主体204的与力感测元件212A相对的一侧，并且这些力感测元件具有关于主体204的镜像对称性。例如，第一排208中的每个力感测元件212可被定位在正x轴域内，而第二排216中的每个力感测元件220可被定位在负x轴域内。在该示例中并参考图2，电子笔200包括沿x轴的间隙232，其将每个正x轴力感测元件212与其相对的负x轴力感测元件220分开。在一些示例中，这些间隙可以交错或均匀地旋转，使得在y轴方向上没有一条连续线是不带有传感器的。以这种方式，由力感测元件212和220中的一者或多者提供的信号可以指示沿主体204的正y轴以及沿正或负x轴施加力的位置。
在其他示例中，多个个体力感测元件可以绕主体的周界和长度以阵列分布。图4解说了触敏输入设备的另一示例。在图4的示例中，触敏输入设备也采取具有细长主体404的电子笔400的形式。
在图4的示例中，多个力感测元件408绕主体404的周界并且沿主体404的长度间隔开。每个力感测元件408可以采取圆形力感测元件的形式，其中该多个元件被布置在均匀间隔的矩形网格中。每个圆形力感测元件可以具有2-3mm的直径并且可间隔开2-3mm。在其他示例中，多个力感测元件408可以采取任何其他合适的形状，诸如方形、椭圆形(oblong)等。在其他示例中，多个力感测元件408可以被布置成任何其他合适的图案或子图案，诸如多个圆形或六边形子图案，并且具有任何其他合适的间距。
在图4的电子笔400的一个潜在优点中，使用力感测传感器阵列可以使得能够针对施加到设备主体的任何力确定至少二维中的精确位置。在一些示例中，多个力感测元件408中的每一者可被视为对应于二维网格412内的一位置，二维网格412可表示力感测元件408的阵列，就好像它是从绕主体404的周界被展开一样。在其他示例中，当力被施加到力感测元件408中的任何一个时，来自该力感测元件408的信号可以利用该力感测元件408相对于参考点(例如，触敏输入设备400的中心或尖端部分)的已知三维位置来标识。以这种方式，由多个力感测元件408中的一者或多者提供的信号可以指示力输入的精确位置，这可以使触敏输入设备400能够感测多维触摸和手势输入。
如下文更详细地描述的，经由力感测元件提供的用户输入可用于控制触敏输入设备或相关联的计算设备上的各种功能。例如，经由力感测元件提供的输入可用于打开或关闭输入设备，移动或滚动计算设备所显示的内容，选择、突出显示、复制或粘贴内容，或基于用户对触敏输入设备的握持来识别用户。
作为一个示例，电子笔100可用于提供二元输入，诸如点击或单个选择事件。如下文更详细地描述的，二元输入事件可被定义为一个或多个力感测元件处的压力超过事件发起阈值。输入可以被传送到计算设备104并且用于修改经由触敏显示器108显示的内容。例如并且参考图1，计算设备104可以将二元输入处理为点击以选择在触敏显示器108上的光标124的位置处显示的内容的一部分，诸如剪贴画120。
图5解说了用户在图1的电子笔100处提供输入的一个示例。在该示例中，用户可以使用手指128向电子笔100施加压力以提供二元输入。在另一示例中，如图6所解说，用户可以在手指128和129以及拇指130之间握持笔100并且在手指和拇指之间挤压笔以提供二元输入。还应当领会，所施加的压力可用于提供各种其他功能性，包括提供如下文更详细描述的非二元输入和顺序输入。
从电子笔100上的多个力感测元件116中的一者或多者提供的信号可以被计算设备104和/或笔接收和监视以检测用户施加的压力的量和水平。图7示出了随时间708施加到力感测元件116之一的压力704的图表700。当压力704超过事件发起阈值712时，输入事件可被发起。例如，当用户的一个或多个手指128和129以及拇指130施加的压力超过用于点击事件的事件发起阈值时，用于选择图1的剪贴画120的点击事件可被发起。当在事件已被发起之后的某个时间处压力下降到低于事件发起阈值时，输入事件可被终止。在其他示例中，当压力704下降到小于事件发起阈值712的事件终止阈值716下方时，输入事件可被终止。
如图7所解说，用户可维持力感测上的压力达保持区间720。在一些示例中，保持区间720可以相对较短(例如，50毫秒)，诸如当做出快速点击或轻敲时。在其他示例中，保持区间720可以持续任何期望的时间长度，诸如当点击和拖动所显示的内容时，其可以持续超过1秒。在一些示例中，保持区间720可用于区分不同类型的输入并确定用户旨在提供哪种输入。以这种方式，触敏输入设备可用于提供具有可类似于使用物理按钮或鼠标的用户体验的各种输入。
触敏表面与物理按钮之间的一个区别在于，触敏表面可能不会向用户提供与致动物理机制相关联的触觉反馈。相应地，在一些示例中，本公开的触敏输入设备可以包括用于向用户提供触觉反馈的致动器。图8示出了包括用于提供触觉反馈的致动器804(诸如线性谐振致动器)的触敏电子笔800的一个示例。笔800可以在图1、2或4所示的配置或任何其他合适的配置中包括多个力感测元件(为了清楚起见而未示出)。如图8所解说，致动器804可以位于笔800的握持部分808中的笔内部。在其他示例中，致动器804可以位于触敏输入设备800的任何其他合适的部分中，诸如尾端部分812。在一些示例中，两个或更多个致动器可以位于笔800的不同部分中。以这种方式，触敏输入设备800可以向用户提供触觉反馈。
例如，并再次参考图7，当压力704超过事件发起阈值712和/或当压力704下降到事件终止阈值716下方时，触觉反馈致动器可被激活。相应地，并且在本公开的一个潜在优点中，触敏输入设备可以在用户提供输入时提供触觉反馈，从而替代与致动机械按钮相关联的感觉。
在其他示例中，用户可以使用触敏输入设备来提供修改所显示内容或控制其他功能性的顺序输入。例如，并再次参考图5，用户可以使用手指128按压电子笔100并且使手指128向上或向下滑过电子笔100的长度的至少一部分以做出滑动手势132。在一些示例中，手势132可以被解读为用于滚动经由触敏显示器显示的内容的命令。类似地并参考图6，用户可以将她的手指128的尖端135压靠在力感测元件116上并且使她的手指向上或向下滑过电子笔100的长度的至少一部分以做出滑动手势137。这样的手势137也可以被解读为用于滚动经由显示器显示的内容的命令。
图9示出了滚动经由图1的触敏显示器108显示的内容的一个示例。在图1和图9中，经由触敏显示器108显示的内容包括滚动条122。如图1所示，滚动条122的滚动指示器118位于上方位置126，从而指示触敏显示器108正在显示内容的上部，其包括剪贴画120和标题框134。在图9中，滚动指示器118处于下方位置138，从而指示触敏显示器108正在显示内容的下部。例如，在图9中，剪贴画120和标题框134的上部不可见，而图1中不可见的附加文本行136被示出。
在滚动事件的一个示例中，图10A示出了在滚动事件期间的采样时间处施加到力感测元件116的一部分中的每一者的压力904的图表900。在该示例中，力感测元件116的该部分包括来自图5的示例的力感测元件116A、116B、116C、116D、116E和116F。如上文关于图7所描述，当压力904超过事件发起阈值908时，输入事件可被发起。例如，当施加到力感测元件116A的压力904超过事件发起阈值908时，滚动事件可被发起。
在一些示例中并且如下面所描述，来自毗邻力感测元件的信号可被分析以确定输入事件(诸如滚动事件)已发生。例如，信号可被接收自力感测元件116A并被用于确定施加到力感测元件116A的初始压力超过事件发起阈值908。现在参考图10B中所示的图表901，信号随后被接收自与力感测元件116A毗邻的相邻力感测元件116B并被用于确定施加到相邻力感测元件116B的相邻压力现在超过事件发起阈值。同时，来自力感测元件116A的信号被用于确定施加到力感测元件116A的后续压力低于事件终止阈值912。相应地，并且基于(1)确定施加到相邻力感测元件116B的相邻压力超过事件发起阈值和(2)确定施加到力感测元件116A的后续压力低于事件终止阈值，由触敏显示器显示的内容被修改，诸如通过滚动该内容。
随时间施加到力感测元件的该部分的个体力感测元件116的压力也可以指示滚动事件的方向和历时。例如，并且再次参考图5，用户可以通过在正y轴的方向上沿笔100的主体112滑动手指128来滚动。相应地，当手指128和所施加的压力从一个力感测元件移动到毗邻的力感测元件时，相邻力感测元件处的压力的顺序增加可被用来确定滚动事件的方向，并且由触敏显示器显示的内容可被对应地修改。
在本示例中并再次参考图10A和10B，当用户的手指128从力感测元件116A移动到相邻力感测元件116B时，施加到相邻力感测元件116B的压力可超过事件发起阈值908，并且施加到力感测元件116A的压力可下降到低于事件终止阈值912。以这种方式，随时间施加到这些力感测元件的变化的压力指示用户已执行从力感测元件116A到相邻力感测元件116B的滚动事件；即，在正y轴方向上。
在一些示例中，当施加到相邻力感测元件的压力在预定义时间段(诸如500毫秒或其他合适的时间帧)内改变时，滚动事件或其他用户输入事件可被确定为发生或继续。换言之并再次参考图10B，笔100或计算设备104可以基于(1)确定施加到相邻力感测元件116B的相邻压力超过事件发起阈值、以及(2)确定施加到力感测元件116A的后续压力低于事件终止阈值并且(1)和(2)发生在预定义时间段内两者来确定滚动事件已发生。以这种方式，笔主体上的滑动手势可以与其他手势或同笔主体的接触区分开。
在一些示例中，在自先前用户输入事件起的预定义时间段内发生的每个滚动事件可被解读为先前事件的延续。例如，一旦滚动事件或其一部分被检测到(例如，在如上面描述的力感测元件116A和116B之间)，毗邻的力感测元件(例如，力感测元件116B和116C)之间的展现出与滚动事件相关联的压力改变且在预定义时间段内发生的每个新交叉便可被解读为另一滚动事件。
当毗邻的力感测元件之间的新交叉发生超过预定义时间段时，施加到每个力感测元件的压力可被解读为不同类型的用户输入，诸如个体点击事件。
在一些示例中，当施加到所有力感测元件116的压力低于事件终止阈值912时，滚动或其他功能性可被终止。在其他示例中，当施加到与指定的(诸)力感测元件毗邻或在其预定范围内的力感测元件116的压力落到低于事件终止阈值912达超过终止时间帧的时间段时，滚动或其他功能性可被终止。例如并再次参考图10B，在用户持续地将她的手指按压在力感测元件116B上达超过1秒的示例终止时间帧的时间段，以使得相邻力感测元件116A和116C上的压力保持低于事件终止阈值912达久于1秒的情况下，滚动或其他功能性可被终止。
在一些示例中，触觉致动器可以向用户提供反馈以指示滚动事件的一个或多个方面。例如，触敏输入设备可以在一系列滚动事件的开始和结束时启动致动器。在一些示例中，触觉致动器还可被控制以在每次用户的手指跨过力感测元件之一时提供精细反馈。
再次参考图6的示例，在一些示例中，用户可以用多于一个手指/指状物按压电子笔100和/或可以用一个手指按压多个力感测元件116。在这些示例中，用户可能会在握持设备时无意地施加超过事件发起阈值的压力。相应地，在一些示例中，电子笔100或计算设备104可以基于施加在多个力感测元件的一部分上的初始压力来设置事件发起阈值。在一些示例中，以这种方式调整事件发起阈值压力可以更好地容适握持得较紧的用户。
图11A解说了施加到力感测元件116A、116B、116C、116D、116E和116F的压力904的另一图表902，这些力感测元件在图6的示例中位于拇指130下方。如上文关于图10A所描述，当施加到力感测元件116A的压力904超过事件发起阈值908时，滚动事件可被发起。然而，如图11A中所解说，施加在力感测元件116B、116C、116D、116E和116F上的压力904可以相对接近事件发起阈值908。为了防止无意识输入事件发生，可基于施加在力感测元件116A、116B、116C、116D、116E和116F上的初始压力来调整事件发起阈值908以设置新的事件发起阈值916。
例如，初始压力测量可针对力感测元件116A、116B、116C、116D、116E和116F来执行，并被用于计算平均初始压力值。平均初始压力值可以被添加到原始事件发起阈值908，或输入到函数中，以输出新的事件发起阈值916。以这种方式，压力峰值仍然可以触发用户所预期的用户输入事件，并且经调整的事件发起阈值可以防止无意识用户输入。
同样，可基于一个或多个力感测元件116处的初始压力来调整事件终止阈值912以设置新的事件终止阈值920。如图11B的压力图表906中的示例所解说，当用户从力感测元件116A移除压力并且向相邻力感测元件116B施加压力时，施加到相邻力感测元件116B的压力可超过新的事件发起阈值916，并且施加到力感测元件116A的压力可下降到低于新的事件终止阈值920。以这种方式，力感测元件116A和相邻力感测元件116B之间的转变仍然可注册为滚动事件，即使施加到力感测元件116A的压力可保持在原始事件终止阈值912之上。
再次参考图1和9并且如上所述，经由来自力感测元件116的信号生成的用户输入事件可用于以各种方式修改经由显示设备显示的内容。例如，修改内容可以包括选择或滚动经由触摸屏显示器108显示的内容。在其他示例中，修改内容可以包括突出显示、剪切、复制和/或粘贴文本136或其他合适的内容。
在一个示例中，并且参考图12，文本136的一部分140可以通过选择文本136的该部分140要开始的开始位置144来突出显示。可按任何合适的方式选择开始位置144，诸如通过用电子笔100的尖端148触摸触敏显示器108上的开始位置144。
一旦开始位置144被选择，用户便可以使用电子笔100提供滚动输入，如上文参考图5和6所描述。滚动输入的方向可以指定要突出显示文本的方向。例如，滚动的方向可以指示在文本136中是要向前还是要向后突出显示。滚动的历时可以指示多少文本要被突出显示。例如，一个滚动事件(例如，在图5的示例中将力从力感测116A转移到力感测116B)可用于突出显示文本136内的一个字符、一个词、一行或任何其他合适的单元。如图12所示，当滚动被终止时，突出显示可以在结束点146处停止。
在一些示例中，滚动或其他合适的手势可用于剪切、复制或粘贴所选内容。例如，在突出显示文本136的该部分140之后，在没有(1)释放压力以终止滚动事件或(2)发起新的滚动事件的情况下保持笔100达一时间段可以被计算设备104解读为用于复制所选内容的命令。
用户可以提供其他用户输入以指定所选内容是否要被剪切或复制，诸如通过在突出显示文本136的该部分140之前或之后轻敲笔100以指定文本136的该部分140要被剪切。在其他示例中并且如上文参考图5和6所描述的，剪切或复制可以通过在正y轴方向上从笔100的书写握持部分150朝尾端部分156滑动手指128来发起。参考示出用户按书写握持保持笔100的图6，以这种方式使手指128向上滑过笔杆可以类似于用于拾取或拿走物品的自然运动，用户可发觉这记起来是直观或容易的。在该示例中，以这种方式使手指128向上滑过笔杆可导致图12中的经突出显示的文本140被剪切或复制到剪贴板。在另一示例中并且参考图13和14，用户可以在正y轴方向上沿力感测元件116触摸和滑动她的手指128以导致图12中的经突出显示的文本140被剪切或复制。
在其他示例中，笔100可用于粘贴经复制的文本或其他剪贴板内容。在一个示例中，用户可以为文本选择新的位置。例如并且参考图15，用户可以通过用电子笔100的尖端148触摸触敏显示器108来选择由文本光标152指示的新位置。为了粘贴经剪切或复制的文本，在一些示例中，可以使用在与“剪切”滑动手势的方向相反的方向上的滑动手势来粘贴或“归还”经复制的内容。例如并且再次参考图6，用户可以在负y轴方向上按压和滑动她的手指的尖端135以执行粘贴操作。在其他示例中，在笔100上提供的“双击”输入可被用来粘贴内容。现在参考图16，这样的粘贴操作使经剪切或复制的文本“NEVER MIND”显示在文本光标152处。
在一些示例中，手势或与力感测元件的其他用户交互可以取决于手势在笔杆上的位置而产生不同的功能。例如，并且参考图5，笔100的书写握持部分150中的轻扫或滑动手势相比在笔的尾端部分156中的相同轻扫或滑动手势可产生不同的用户输入事件。例如，笔100的书写握持部分150中的滑动手势132可导致滚动事件，如上面所描述。在输入设备100的尾端部分156中做出的另外等同的滑动手势160可产生不同的用户输入事件。
在另一示例中并且现在参考图17，用户可以在用拳保持笔的同时使用拇指130在笔的尾端区域156中做出滑动手势162。滑动手势160可以产生功能选择事件。在一个示例中，功能选择事件可以包括改变由显示器108显示的颜色。例如，并再次参考图12，文本136的经突出显示的部分140可默认用黄色来突出显示。在负y轴方向(例如，从尾端朝向尖端)做出滑动手势162可以改变文本136的经突出显示的部分140的颜色和/或文本136的未来突出显示部分的颜色(例如，从黄色到粉色或绿色)，类似于在物理荧光笔的颜色之间切换。在其他示例中，功能选择事件可以包括任何功能性和/或动作范围，诸如改变剪贴画120的颜色、打开菜单、做出选择、改变应用内画笔的颜色等。
在一些示例中，电子笔100可以包括一个或多个发光元件，诸如红-绿-蓝-(RGB)-发射LED 164。在一个示例中，LED 164可以被配置为发射具有与经由触敏显示器108显示的颜色(诸如文本136的经突出显示的部分140的颜色)相匹配的颜色的光168。在一些示例中，LED 164可以在用户输入被检测到时被点亮以指示与用户输入事件相对应的功能(诸如做出选择或滚动)。在其他示例中，LED 164可以改变颜色以反映用户经由与笔100的交互选择的新颜色。在一些示例中，LED 164可以在做出选择时或在用户正在滚动的情况下闪烁。
还将领会，用户输入事件可以被映射到任何合适的功能。在一些示例中，手势可以至少部分地基于手势的方向来被映射。在一个示例中，并再次参考图5，在负y轴的方向上做出的滑动手势160可以被映射到功能选择事件。然而，在相反方向(正y轴的方向)上做出滑动手势160可能不会导致用户输入事件。在其他示例中，尾端部分156中的滑动手势160可按二元方式被映射到用户输入事件，其中用户输入事件不受手势长度的影响。
还将领会，用户可以经由电子笔100的力感测元件提供任何合适的输入形式。合适输入的一些示例包括轻敲、轻扫、刮划和挤压设备。在一些示例中，触觉反馈可被提供以伴随一个或多个输入，并且不同形式的触觉反馈可以响应于不同的输入来被提供。
在其他示例中，如本文所描述的触敏输入设备可用于认证用户。可以从施加在力感测元件上的压力模式中收集有用的生物计量信息。在图2的示例中，当用户按书写握持来保持笔200时(见图6)，由力感测元件212和220提供的信号可被分析以生成与用户的特定书写握持相对应的压力模式。在一些示例中，这样的压力模式可以指示用户是惯用左手还是惯用右手。触敏输入设备可以附加地或替换地包括加速度计或IMU，其可以提供关于设备的定向和移动的附加信息，可以从这些信息为特定用户推断特征模式。
此类模式可以与用户相关联并用于标识用户。在一些示例中，在用户正经由笔200提供输入的情况下，用户的握持模式可以由施加在力感测元件上的压力的位置和模式来确定。在一些示例中，计算设备可以使用一种或多种算法或其他规则来在一个或多个经认证的训练会话期间识别用户的握持模式。例如，平板计算设备104、集成到电子笔100中的计算设备或远程服务器可以实现一种或多种机器学习算法来识别用户的握持模式。在一个或多个训练会话期间收集到的力感测数据可被组装成简档，其可以与在使用中收集到的数据进行比较以确定设备的当前用户是否与该简档匹配。
在一些示例中，可以连续或周期性地(例如，每15分钟一次)检查这些模式以在用户先前已通过另一方法(诸如使用密码登录)进行认证之后重新认证该用户。例如，用户可能先前已登录平板计算设备104。取代要求用户再次登录设备，当前检测到的握持模式可以与存储在用户简档中的经认证握持模式进行比较，以确定当前握持模式是否与用户的经认证握持模式相匹配。如果是的话，则经由笔200提供的用户输入可以被指定为用户的可靠输入达安全时段，诸如15分钟。如果当前握持模式与用户的经认证抓握模式不匹配，则用户被登出当前会话并可能会被提示再次登录。
在另一个示例中，可基于用户的握持模式向用户提供反馈。例如，教育应用可以监视正在学习如何书写的孩子的握持模式。该应用可使用此信息来提供有关用户握持的反馈，包括用户是否正在正确或不正确地握持输入设备。以这种方式，设备可以教孩子如何正确地握笔或其他书写工具。
现在参考图18，解说了用于向通信地耦合到包括细长主体的触敏用户输入设备的计算设备提供用户输入的示例方法1100的流程图。方法1100的以下描述是参考在此描述并在图1-17和19中示出的软件和硬件组件提供的。应当领会，方法1100还可以在使用其他合适的硬件和软件组件的其他上下文中来执行。
在1104，方法1100包括从沿主体的长度间隔开的多个力感测元件接收信号。在1108，方法1100包括确定该信号对应于用户输入事件。在1112，方法1100包括将该信号传达至计算设备。
在一些实施例中，本文中所描述的方法和过程可以与一个或多个计算设备的计算系统绑定。具体而言，此类方法和过程可被实现为计算机应用程序或服务、应用编程接口(API)、库、和/或其他计算机程序产品。
图19示意性地示出了可执行以上所描述的方法和过程中的一者或多者的计算系统1200的非限制性实施例。以简化形式示出了计算系统1200。计算系统1200可采取一个或多个下列各项的形式：个人计算机、服务器计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如，智能电话)、和/或其他计算设备。在以上示例中，计算设备104和电子笔100、200、400和800可以包括计算系统1200或计算系统1200的一个或多个方面。
计算系统1200包括逻辑处理器1204、易失性存储器1208以及非易失性存储设备1212。计算系统1200可任选地包括显示子系统1216、输入子系统1220、通信子系统1224、和/或在图19中未示出的其他组件。
逻辑处理器1204包括被配置成执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑处理器可以被配置成执行指令，所述指令是一个或多个应用、服务、程序、例程、库、对象、部件、数据结构或其他逻辑构造的一部分。此类指令可被实现以执行任务、实现数据类型、变换一个或多个组件的状态、实现技术效果、或以其他方式得到期望的结果。
逻辑处理器1204可包括被配置成执行软件指令的一个或多个物理处理器(硬件)。附加地或替换地，逻辑处理器可包括被配置成执行硬件实现的逻辑或固件指令的一个或多个硬件逻辑电路或固件设备。逻辑处理器1204的各处理器可以是单核的或多核的，并且其上所执行的指令可被配置成用于串行、并行和/或分布式处理。逻辑处理器的各个个体组件可任选地分布在两个或更多个分开的设备之间，这些设备可以位于远程以及/或者被配置成用于协同处理。逻辑处理器的各方面可由以云计算配置进行配置的可远程访问的联网计算设备来虚拟化和执行。将理解，在这样的情形中，这些虚拟化方面在各种不同机器的不同物理逻辑处理器上运行。
易失性存储器1208可以包括包含随机存取存储器的物理设备。易失性存储器1208通常被逻辑处理器1204用来在软件指令的处理期间临时地储存信息。将领会，当切断给易失性存储器1208的功率时，易失性存储器1208通常不继续存储指令。
非易失性存储设备1212包括被配置成保持可由逻辑处理器执行的指令以实现本文中所描述的方法和过程的一个或多个物理设备。当实现此类方法和过程时，非易失性存储设备1212的状态可以被变换－例如以保持不同的数据。
非易失性存储设备1212可包括可移动和/或内置的物理设备。非易失性存储设备1212可包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光碟等)、半导体存储器(例如，ROM、EPROM、EEPROM、闪存等)和/或磁存储器(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM等)或其他大容量存储设备技术。非易失性存储设备1212可包括非易失性、动态、静态、读/写、只读、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址、和/或内容可寻址设备。将领会，非易失性存储设备1212被配置成即使当切断给非易失性存储设备1212的功率时也保存指令。
逻辑处理器1204、易失性存储器1208和非易失性存储设备1212的各方面可以被一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。此类硬件逻辑组件可包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)，以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
术语“程序”和“应用”可被用于描述典型地由处理器以软件实现的计算系统1200的方面，以使用易失性存储器的各部分来执行特定功能，该功能涉及专门将处理器配置成执行该功能的变换处理。因此，程序或应用可经由逻辑处理器1204执行由非易失性存储设备1212所保持的指令、使用易失性存储器1208的各部分来实例化。将理解，不同的程序和/或应用可以从相同应用、服务、代码块、对象、库、例程、API、函数等实例化。同样，可以由不同的应用、服务、代码块、对象、例程、API、函数等实例化相同程序和/或应用。术语“程序”和“应用”可涵盖个体或成组的可执行文件、数据文件、库、驱动程序、脚本、数据库记录等。
将领会，如此处所使用的“服务”可以是跨多个用户会话可执行的应用程序。服务可对一个或更多系统组件、程序、和/或其他服务可用。在一些实现中，服务可以在一个或多个服务器计算设备上运行。
当包括显示子系统1216时，显示子系统1216可被用来呈现由非易失性存储设备1212保持的数据的视觉表示。由于本文中所描述的方法和过程改变了由非易失性存储设备保持的数据，并因而变换了非易失性存储设备的状态，因此同样可以变换显示子系统1216的状态以视觉地表示底层数据中的改变。显示子系统1216可包括利用实质上任何类型的技术的一个或多个显示设备。可将此类显示设备与逻辑处理器1204、易失性存储器1208和/或非易失性存储设备1212组合在共享外壳中，或此类显示设备可以是外围显示设备。
当包括输入子系统1220时，输入子系统1220可包括本文描述的力感测元件和/或诸如键盘、鼠标、触摸屏、或游戏控制器等一个或多个用户输入设备或者与上述力感测元件和/或用户输入设备对接。在一些实施例中，输入子系统可包括所选择的自然用户输入(NUI)部件或者与上述自然用户输入(NUI)部件相对接。此类部件可以是集成的或外围的，并且输入动作的换能和/或处理可以在板上或板外被处置。示例NUI部件可包括用于语言和/或语音识别的话筒；用于机器视觉和/或姿势识别的红外、色彩、立体显示和/或深度相机；用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼睛跟踪器、加速计和/或陀螺仪；以及用于评估脑部活动的电场感测部件；和/或任何其他合适的传感器。
当包括通信子系统1224时，通信子系统1224可被配置成将本文描述的各种计算设备彼此通信地耦合，并且与其他设备通信地耦合。通信子系统1224可包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可被配置成用于经由无线电话网络或者有线或无线局域网或广域网(诸如Wi-Fi连接上的HDMI)来进行通信。在一些实施例中，通信子系统可允许计算系统1200经由诸如因特网之类的网络将消息发送至其他设备以及/或者从其他设备接收消息。
下述段落提供了对本申请的权利要求的附加支持。一个方面提供了一种被配置为通信地耦合到计算设备的触敏输入设备，该触敏输入设备包括：细长主体；沿主体的长度间隔开的多个力感测元件；以及无线通信子系统，其被配置为将输入设备通信地耦合到计算设备并且将来自多个力感测元件的信号提供给计算设备。触敏输入设备可以附加地或替换地包括，其中多个力感测元件中的每个力感测元件完全绕主体的周界延伸。触敏输入设备可以附加地或替换地包括，其中力感测元件中的两者或更多者绕主体周界的共面部分延伸。
触敏输入设备可以附加地或替换地包括，其中多个力感测元件包括绕主体的周界并且沿主体的长度的至少一部分以阵列分布的多个个体力感测元件。触敏输入设备可以附加地或替换地包括，其中多个力感测元件沿主体均匀地间隔开。触敏输入设备可以附加地或替换地包括用于向触敏输入设备的用户提供触觉反馈的致动器。
另一方面提供了一种系统，包括：计算设备，包括：触敏显示器，处理器，以及存储器，该存储器存储可由处理器执行以经由触敏显示器显示内容的指令；以及被配置为通信地耦合到计算设备的触敏输入设备，该触敏输入设备包括：细长主体，沿主体的长度间隔开的多个力感测元件，以及无线通信子系统，该无线通信子系统被配置为将输入设备通信地耦合到计算设备并且将来自多个力感测元件的信号提供给计算设备。
该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以：从多个力感测元件中的一个力感测元件接收信号；至少使用该信号来确定施加到这一个力感测元件的压力超过事件发起阈值；以及基于确定压力超过事件发起阈值来修改由触敏显示器显示的内容。
该系统可以附加地或替换地包括，其中修改内容包括选择经由触敏显示器显示的内容的一部分。该系统可以附加地或替换地包括，其中修改内容包括滚动经由触敏显示器显示的内容。
该系统可以附加地或替换地包括，其中压力是初始压力，并且指令进一步可执行以：从与这一个力感测元件毗邻的相邻力感测元件接收信号；确定施加到相邻力感测元件的相邻压力超过事件发起阈值；确定施加到这一个力感测元件的后续压力低于事件终止阈值；以及基于(1)确定施加到相邻力感测元件的相邻压力超过事件发起阈值和(2)确定施加到这一个力感测元件的后续压力低于事件终止阈值，修改由触敏显示器显示的内容。
该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以基于(1)确定施加到相邻力感测元件的相邻压力超过事件发起阈值和(2)确定施加到这一个力感测元件的后续压力低于事件终止阈值来确定滚动事件已发生。
该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以基于(1)确定施加到相邻力感测元件的相邻压力超过事件发起阈值和(2)确定施加到这一个力感测元件的后续压力低于事件终止阈值来确定滚动事件已在从这一个力感测元件到相邻力感测元件的方向上发生。
该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以基于(1)确定施加到相邻力感测元件的相邻压力超过事件发起阈值和(2)确定施加到这一个力感测元件的后续压力低于事件终止阈值这两者发生在预定义时间段内来确定滚动事件已发生。
该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以为发生的每个滚动事件提供触觉反馈。该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以基于施加在多个力感测元件的一部分上的初始压力来设置事件发起阈值。
该系统可以附加地或替换地包括，其中触敏输入设备包括尖端部分和尾端部分，并且指令进一步可执行以：当这一个力感测元件位于尖端部分内时，按第一方式修改由触敏显示器显示的内容；以及当这一个力感测元件位于尾端部分内时，按不同于第一方式的第二方式修改内容。
该系统可以附加地或替换地包括，其中触敏输入设备包括发光元件，并且指令进一步可执行以基于确定压力超过事件发起阈值，点亮发光元件以指示与超过事件发起阈值的压力相对应的功能。该系统可以附加地或替换地包括，其中指令进一步可执行以：使用来自多个力感测元件的至少一部分的信号来生成压力模式；以及将压力模式与经认证的握持模式进行比较以认证用户。
另一方面在包括细长主体的触敏用户输入设备处提供了一种用于向通信地耦合到触敏用户输入设备的计算设备提供用户输入的方法，该方法包括：从沿主体的长度间隔开的多个力感测元件接收信号；确定该信号对应于用户输入事件；以及将该信号传达至计算设备。
应当理解，本文中所描述的配置和/或办法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应被视为具有限制意义，因为许多变体是可能的。本文中所描述的具体例程或方法可表示任何数目的处理策略中的一个或多个。由此，所解说和/或所描述的各种动作可按所解说和/或所描述的顺序执行、按其他顺序执行、并行地执行，或者被省略。同样，以上所描述的过程的次序可被改变。
本公开的主题包括此处公开的各种过程、系统和配置以及其他特征、功能、动作和/或属性、以及它们的任一和全部等价物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

Claims (17)

1.一种被配置为通信地耦合到计算设备的触敏输入设备，所述触敏输入设备包括：
细长主体；
沿所述主体的长度间隔开的多个力感测元件；
处理器；
存储能由所述处理器执行指令的存储器；以及
无线通信子系统，所述无线通信子系统被配置为将所述输入设备通信地耦合到所述计算设备并且将来自所述多个力感测元件的信号提供给所述计算设备，
其中所述指令能够由所述处理器执行以：
基于确定施加到所述多个力感测元件中的第一力感测元件的第一压力超过事件发起阈值，触发引起由计算设备显示的内容的第一修改的用户输入事件；
将所述事件发起阈值调整为经调整的事件发起阈值，包括：至少使用施加在所述第一力感测元件上的第一压力和施加在另一力感测元件上的另一压力来计算平均初始压力值，并将所述平均初始压力值加到所述事件发起阈值上；以及
基于确定施加到所述多个力感测元件中的第二力感测元件的第二压力超过所述经调整的事件发起阈值，触发引起由所述计算设备显示的内容的第二修改的另一用户输入事件。
2.如权利要求1所述的触敏输入设备，其中，所述多个力感测元件中的每个力感测元件完全绕所述主体的周界延伸。
3.如权利要求1所述的触敏输入设备，其中，所述力感测元件中的两者或更多者绕所述主体的周界的共面部分延伸。
4.如权利要求1所述的触敏输入设备，其中，所述多个力感测元件包括绕所述主体的周界并且沿所述主体的长度的至少一部分以阵列分布的多个个体力感测元件。
5.如权利要求1所述的触敏输入设备，其中，所述多个力感测元件沿所述主体均匀地间隔开。
6.如权利要求1所述的触敏输入设备，进一步包括用于向所述触敏输入设备的用户提供触觉反馈的致动器。
7.一种用于向计算设备提供用户输入的系统，包括：
计算设备，包括：
触敏显示器，
处理器，以及
存储器，所述存储器存储能由所述处理器执行以经由所述触敏显示器显示内容的指令；以及
被配置为通信地耦合到所述计算设备的触敏输入设备，所述触敏输入设备包括：
细长主体，
沿所述主体的长度间隔开的多个力感测元件，以及
无线通信子系统，所述无线通信子系统被配置为将所述输入设备通信地耦合到所述计算设备并且将来自所述多个力感测元件的信号提供给所述计算设备,
其中所述指令能够由所述处理器执行以：
基于确定施加到所述多个力感测元件中的第一力感测元件的第一压力超过事件发起阈值，触发引起由计算设备显示的内容的第一修改的用户输入事件；
将所述事件发起阈值调整为经调整的事件发起阈值，包括：至少使用施加在所述第一力感测元件上的第一压力和施加在另一力感测元件上的另一压力来计算平均初始压力值，并将所述平均初始压力值加到所述事件发起阈值上；以及
基于确定施加到所述多个力感测元件中的第二力感测元件的第二压力超过所述经调整的事件发起阈值，触发引起由所述计算设备显示的内容的第二修改的另一用户输入事件。
8.如权利要求7所述的系统，其中，引起由所述计算设备显示的内容的所述第二修改包括选择经由所述触敏显示器显示的所述内容的一部分。
9.如权利要求7所述的系统，其中，引起由所述计算设备显示的内容的第一修改包括滚动经由所述触敏显示器显示的所述内容。
10.如权利要求7所述的系统，其中所述指令进一步能执行以基于确定施加到相邻力感测元件的相邻压力超过所述事件发起阈值和确定施加到这一个力感测元件的后续压力低于事件终止阈值来确定滚动事件已在从这一个力感测元件到所述相邻力感测元件的方向上发生。
11.如权利要求7所述的系统，其中，所述指令进一步能执行以为发生的每个滚动事件提供触觉反馈。
12.如权利要求7所述的系统，其中所述触敏输入设备包括尖端部分和尾端部分，并且所述指令进一步能执行以：
当这一个力感测元件位于所述尖端部分内时，按第一方式修改由所述触敏显示器显示的所述内容；以及
当这一个力感测元件位于所述尾端部分内时，按不同于所述第一方式的第二方式修改所述内容。
13.如权利要求7所述的系统，其中所述触敏输入设备包括发光元件，并且所述指令进一步能执行以基于确定所述压力超过所述事件发起阈值，点亮所述发光元件以指示与超过所述事件发起阈值的所述压力相对应的功能。
14.如权利要求7所述的系统，其中，所述指令进一步能执行以：
使用来自所述多个力感测元件的至少一部分的信号来生成压力模式；以及
将所述压力模式与经认证的握持模式进行比较以认证用户。
15.一种用于在包括细长主体的触敏用户输入设备处向通信地耦合到所述触敏用户输入设备的计算设备提供用户输入的方法，所述方法包括：
基于确定施加到多个力感测元件中的第一力感测元件的第一压力超过事件发起阈值，触发引起由计算设备显示的内容的第一修改的用户输入事件；
将所述事件发起阈值调整为经调整的事件发起阈值，包括：至少使用施加在所述第一力感测元件上的第一压力和施加在另一力感测元件上的另一压力来计算平均初始压力值，并将所述平均初始压力值加到所述事件发起阈值上；以及
基于确定施加到所述多个力感测元件中的第二力感测元件的第二压力超过所述经调整的事件发起阈值，触发引起由所述计算设备显示的内容的第二修改的另一用户输入事件。
16.一种具有指令的计算机可读存储介质，当所述指令被执行时使得机器执行如权利要求15所述的方法。
17.一种计算机系统，包括用于执行如权利要求15所述的方法的装置。
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