TW202014870A - 主動式觸控筆及觸碰感測器之時序同步 - Google Patents

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Abstract

在一項實施例中，一種觸控筆包含一控制器、一延遲線、一係數線及一電腦可讀非暫時性儲存媒體。該控制器可操作以接收傳輸自一運算器件且由該觸控筆接收之一同步信號。該延遲線可操作以儲存該同步信號之第一連續邊緣。該係數線包含一預定係數向量。該電腦可讀非暫時性儲存媒體體現經組態以在被執行時進行以下操作之邏輯：判定該同步信號之該等第一連續邊緣與該係數線之該預定係數向量之間的一第一關聯性；從該延遲線移除該等第一連續邊緣中最舊的信號週期邊緣；將該同步信號之下一信號週期之新連續邊緣儲存至該延遲線，該等新連續邊緣構成該同步信號之第二連續邊緣；判定該同步信號之該等第二連續邊緣與該預定係數向量之間的一第二關聯性；及至少部分基於該第一關聯性及該第二關聯性使該觸控筆與該運算器件之間的通信之一或多個時序同步。

Description

主動式觸控筆及觸碰感測器之時序同步
本發明大體上係關於觸碰感測器及觸控筆。
一觸碰感測器可偵測一物體(諸如一使用者手指或一觸控筆)在上覆於例如一顯示螢幕上之觸碰感測器之一觸敏區域內之一觸碰或近接之存在及位置。在一觸敏顯示應用中，該觸碰感測器可使一使用者能夠與將何物顯示於螢幕上進行直接互動，而非運用一滑鼠或觸碰面板進行間接互動。一觸碰感測器可附接至一桌上型電腦、膝上型電腦、平板型電腦、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、衛星導航器件、可擕式媒體播放器、可擕式遊戲機、資訊端電腦、銷售點器件、或其他合適器件，或作為其部分而提供。一家用品或其他電器上之一控制面板可包含一觸碰感測器。 存在諸多不同類型之觸碰感測器，諸如(舉例而言)電阻式觸碰螢幕、表面聲波觸碰螢幕、及電容式觸碰螢幕。本文中，在適當情況下，對一觸碰感測器之引用可涵蓋一觸碰螢幕，且反之亦然。當一物體觸碰或近接該電容式觸碰螢幕之表面時，在該觸碰螢幕內之觸碰或近接位置處可發生一電容變更。一觸碰感測器控制器可處理該電容變更以判定其在該觸碰螢幕上之位置。
圖 1 繪示具有一實例觸碰感測器控制器12之一實例觸碰感測器10。觸碰感測器10及觸碰感測器控制器12可偵測一物體在觸碰感測器10之一觸敏區域內之一觸碰或近接之存在或位置。本文中，在適當情況下，對一觸碰感測器之引用可涵蓋觸碰感測器及其觸碰感測器控制器兩者。類似地，在適當情況下，對一觸碰感測器控制器之引用可涵蓋觸碰感測器控制器及其觸碰感測器兩者。在適當情況下，觸碰感測器10可包含一或多個觸敏區域。觸碰感測器10可包含安置於可由一介電質材料製成之一或多個基板上之一驅動及感測電極陣列(或一單一類型電極之陣列)。本文中，在適當情況下，對一觸碰感測器之引用可涵蓋觸碰感測器之電極及上面安置該等電極之基板兩者。替代地，在適當情況下，對一觸碰感測器之引用可涵蓋觸碰感測器之電極，但不涵蓋上面安置該等電極之基板。 一電極(無論是一接地電極、一保護電極、一驅動電極還是一感測電極)可為形成某種形狀(舉例而言，諸如一圓盤形、正方形、矩形、細線、其他合適形狀、或此等形狀之合適組合)之一導電材料區域。一或多層導電材料中之一或多個切口可(至少部分)產生一電極之形狀，且該形狀之區域可(至少部分)以該等切口為界。在特定實施例中，一電極之導電材料可佔據其形狀區域之近似100%。作為一實例且非以限制之方式，在適當情況下，一電極可由氧化銦錫(ITO)製成且該電極之ITO可佔據其形狀區域之近似100% (有時稱為100%填充)。在特定實施例中，一電極之導電材料可實質上佔據其形狀區域之100%以下。作為一實例且非以限制之方式，在適當情況下，一電極可由金屬或其他導電材料(FLM) (舉例而言，諸如銅、銀、基於銅或銀之材料)之細線製成，且導電材料之細線可依一陰影、網格或其他合適圖案佔據其形狀區域之近似5%。本文中，在適當情況下，對FLM之引用涵蓋此材料。儘管本發明描述或繪示由依特定填充百分比形成具有特定圖案之特定形狀之特定導電材料製成之特定電極，但本發明預期由依任何合適填充百分比形成具有任何合適圖案之任何合適形狀之任何合適導電材料製成之任何合適電極。 在適當情況下，一觸碰感測器之電極(或其他元件)之形狀可完全或部分構成該觸碰感測器之一或多個宏觀特徵。該等形狀之實施方案之一或多個特性(舉例而言，諸如該等形狀內之導電材料、填充物或圖案)可完全或部分構成該觸碰感測器之一或多個宏觀特徵。一觸碰感測器之一或多個宏觀特徵可判定其功能之一或多個特性，且該觸碰感測器之一或多個微觀特徵可判定該觸碰感測器之一或多個光學特徵，諸如透射率、折射率或反射率。 一機械堆疊可含有基板(或多個基板)及形成觸碰感測器10之驅動或感測電極之導電材料。作為一實例且非以限制之方式，該機械堆疊可包含在一蓋板下方之一第一層光學透明黏合劑(OCA)。該蓋板可為透明面板且由適於重複觸碰之一彈性材料(舉例而言，諸如玻璃、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))製成。本發明預期由任何合適材料製成之任何合適蓋板。該第一層OCA可安置於該蓋板與具有形成驅動或感測電極之導電材料之基板之間。該機械堆疊亦可包含一第二層OCA及一介電質層(類似於具有形成驅動或感測電極之導電材料之基板，其可由PET或另一合適材料製成)。作為一替代方案，在適當情況下，可施加介電質材料之一薄塗層而非第二層OCA及介電質層。該第二層OCA可安置於具有構成驅動或感測電極之導電材料之基板與介電質層之間，且該介電質層可安置於該第二層OCA與至一器件之一顯示器之一氣隙之間，該器件包含觸碰感測器10及觸碰感測器控制器12。儘作為一實例且非以限制之方式，該蓋板可具有一近似1 mm厚度；該第一層OCA可具有一近似0.05 mm厚度；具有形成驅動或感測電極之導電材料之基板可具有一近似0.05 mm厚度；該第二層OCA可具有一近似0.05 mm厚度；且該介電質層可具有一近似0.05 mm厚度。儘管本發明描述具有由特定材料製成且具有特定厚度之特定數目之特定層之一特定機械堆疊，但本發明預期具有由任何合適材料製成且具有任何合適厚度之任何合適數目之任何合適層之任何合適機械堆疊。作為一實例且非以限制之方式，在特定實施例中，一黏合劑層或介電質層可取代上述介電質層、第二層OCA及氣隙，其中不存在至該顯示器之氣隙。 觸碰感測器10之基板之一或多個部分可由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或另一合適材料製成。本發明預期具有由任何合適材料製成之任何合適部分之任何合適基板。在特定實施例中，觸碰感測器10中之驅動或感測電極可完全或部分由ITO製成。在特定實施例中，觸碰感測器10中之驅動或感測電極可由金屬或其他導電材料之細線製成。作為一實例且非以限制之方式，導電材料之一或多個部分可為銅或基於銅，且具有一近似5 μm或更小之厚度及一近似10 μm或更小之寬度。作為另一實例，導電材料之一或多個部分可為銀或基於銀，且類似地具有一近似5 μm或更小之厚度及一近似10 μm或更小之寬度。本發明預期由任何合適材料製成之任何合適電極。 觸碰感測器10可實施一電容式觸碰感測。在一互電容實施方案中，觸碰感測器10可包含形成一電容式節點陣列之一驅動及感測電極陣列。一驅動電極及一感測電極可形成一電容式節點。形成該電容式節點之驅動電極及感測電極可彼此靠近，但不彼此電接觸。替代地，驅動電極及感測電極可跨其間之一空間電容性地耦合至彼此。(由觸碰感測器控制器12)施加於驅動電極之一脈動或交流電壓可在感測電極上引發電荷，且所引發電荷量可易受外部影響(諸如一物體之一觸碰或近接)。當一物體觸碰或近接電容式節點時，在電容式節點處可發生一電容變更且觸碰感測器控制器12可量測該電容變更。藉由量測整個陣列內之電容變更，觸碰感測器控制器12可判定在觸碰感測器10之觸敏區域內之觸碰或近接位置。 在一自電容實施方案中，觸碰感測器10可包含可各形成一電容式節點之一單一類型電極之陣列。當一物體觸碰或近接電容式節點時，在電容式節點處可發生一自電容變更，且觸碰感測器控制器12可量測該電容變更，以將其作為(例如)使電容式節點處之電壓上升一預定量所需之一電荷量變更。正如一互電容實施方案，藉由量測該整個陣列內之電容變更，觸碰感測器控制器12可判定在觸碰感測器10之觸敏區域內之觸碰或近接位置。在適當情況下，本發明預期任何合適形式之電容式觸碰感測。 在特定實施例中，一或多個驅動電極可一起形成水平地或垂直地或在任何合適定向上延伸之一驅動電極線。類似地，一或多個感測電極可一起形成水平地或垂直地或在任何合適定向上延伸之一感測電極線。此外，一或多個接地電極可一起形成水平地或垂直地或在任何合適定向上延伸之一接地電極線。在特定實施例中，驅動電極線可實質上垂直於感測電極線延伸。在特定實施例中，驅動電極線可實質上平行於感測電極線延伸。本文中，在適當情況下，對一驅動電極線之引用可涵蓋構成該驅動電極線之一或多個驅動電極，且反之亦然。類似地，在適當情況下，對一感測電極線之引用可涵蓋構成該感測電極線之一或多個感測電極，且反之亦然。此外，在適當情況下，對一接地電極線之引用可涵蓋構成該接地電極線之一或多個接地電極，且反之亦然。在特定實施例中，任何電極可組態為一驅動電極、感測電極或接地電極且任何電極之組態可在觸碰感測器10之操作期間變更。在特定實施例中，電極組態可受觸碰感測器控制器12控制。 觸碰感測器10可具有在一單一基板之一側上安置成某種圖案之驅動電極及感測電極。在此一組態中，跨其間之一空間電容性地耦合至彼此之一對驅動電極及感測電極可形成一電容式節點。對於一自電容實施方案，僅一單一類型之電極可在一單一基板上安置成某種圖案。作為具有在一單一基板之一側上安置成某種圖案之驅動電極及感測電極之補充或一替代方案，觸碰感測器10亦可具有在一基板之一側上安置成某種圖案之驅動電極及在該基板之另一側上安置成某種圖案之感測電極。此外，觸碰感測器10可具有在一個基板之一側上安置成某種圖案之驅動電極及在另一基板之一側上安置成某種圖案之感測電極。在此等組態中，一驅動電極與一感測電極之一交叉點可形成一電容式節點。此一交叉點可為其中該驅動電極及該感測電極在其各自平面中彼此「相交」或最靠近之一位置。該驅動電極及該感測電極不彼此電接觸-而是，跨該交叉點處之一介電質電容性地耦合至彼此。儘管本發明描述形成特定節點之特定組態之特定電極，但本發明預期形成任何合適節點之任何合適組態之任何合適電極。此外，本發明預期依任何合適圖案安置於任何合適數目之任何合適基板上之任何合適電極。 在特定實施例中，觸碰感測器10可判定一物體(諸如一觸控筆或一使用者手指或手)與觸碰感測器10之一觸敏區域進行物理接觸之位置。此外或作為一替代方案，在特定實施例中，觸碰感測器10可在不一定接觸觸碰感測器10之情況下判定一物體近接觸碰感測器10之位置。在特定實施例中，當一物體定位於觸碰感測器10之一表面上方一定距離處時；當一物體懸置於觸碰感測器10之一表面上方之一特定位置中時；當一物體在觸碰感測器10之一表面上方進行一運動(舉例而言，諸如一滑動運動或一懸浮手勢)時；或上述任何合適組合，該物體可近接觸碰感測器10。在特定實施例中，在未進行物理接觸之情況下判定一物體近接觸碰感測器10之位置可稱為判定一物體近接度。在特定實施例中，判定一物體近接度可包括在一物體定位於觸碰感測器10之一平面上方一定距離處時判定該物體投射至觸碰感測器10上之位置。可沿實質上正交於觸碰感測器10之一平面之一軸進行一物體至觸碰感測器10上之投射。在特定實施例中，一物體投射至觸碰感測器10上之位置可稱為一物體位置或定位。作為一實例且非以限制之方式，在一物體定位於觸碰感測器10之表面上方且在觸碰感測器10之表面之一近似20 mm距離內時，觸碰感測器10可判定該物體位置。儘管本發明描述或繪示可判定一物體之一實體接觸位置、一物體之一近接度或兩者之一組合之特定觸碰感測器10，但本發明預期可適當地經組態以判定一物體之一實體接觸位置、一物體之一近接度或上述一或多者之任何合適組合之任何合適觸碰感測器10。 如上述，觸碰感測器10之一電容式節點處之一電容變更可指示該電容式節點之位置處之一觸碰或近接輸入。觸碰感測器控制器12可偵測並處理該電容變更以判定該觸碰或近接輸入之存在及位置。觸碰感測器控制器12可接著將關於該觸碰或近接輸入之資訊傳達至包含觸碰感測器10及觸碰感測器控制器12之一器件之一或多個其他組件(諸如一或多個中央處理單元(CPU))，該資訊可藉由起始該器件之一功能(或在該器件上運行之一應用程式)而對該觸碰或近接輸入作出回應。儘管本發明描述具有關於一特定器件及一特定觸碰感測器之特定功能之一特定觸碰感測器控制器，但本發明預期具有關於任何合適器件及任何合適觸碰感測器之任何合適功能之任何合適觸碰感測器控制器。 觸碰感測器控制器12可為一或多個積體電路(IC)，舉例而言，諸如通用微處理器、微控制器、可程式化邏輯器件或陣列、專用IC (ASIC)。在特定實施例中，觸碰感測器控制器12包括類比電路、數位邏輯及數位非揮發性記憶體。在特定實施例中，觸碰感測器控制器12安置於接合至觸碰感測器10之基板之一撓性印刷電路(FPC)上，如下述。在適當情況下，FPC可為主動或被動。在特定實施例中，多個觸碰感測器控制器12安置於FPC上。觸碰感測器控制器12可包含一處理器單元、一驅動單元、一感測單元及一儲存單元。該驅動單元可將驅動信號供應至觸碰感測器10之驅動電極。該感測單元可感測觸碰感測器10之電容式節點處之電荷且將表示電容式節點處之電容之量測信號提供至該處理器單元。該處理器單元可控制藉由該驅動單元將驅動信號供應至驅動電極且處理來自該感測單元之量測信號以偵測並處理觸碰感測器10之觸敏區域內之一觸碰或近接輸入之存在及位置。該處理器單元亦可追蹤觸碰感測器10之觸敏區域內之一觸碰或近接輸入之位置之變化。在適當情況下，該儲存單元可儲存程式化以供該處理器單元執行，該程式化包含用於控制該驅動單元以將驅動信號供應至驅動電極之程式化、用於處理來自該感測單元之量測信號之程式化及其他合適程式化。儘管本發明描述具有擁有特定組件之一特定實施方案之一特定觸碰感測器控制器，但本發明預期具有擁有任何合適組件之任何合適實施方案之任何合適觸碰感測器控制器。 安置於觸碰感測器10之基板上之導電材料之跡線14可將觸碰感測器10之驅動電極或感測電極耦合至亦安置於觸碰感測器10之基板上之連接墊片16。如下述，連接墊片16促進跡線14耦合至觸碰感測器控制器12。跡線14可延伸至觸碰感測器10之觸敏區域中或周圍(例如邊緣處)。特定跡線14可提供驅動連接以將觸碰感測器控制器12耦合至觸碰感測器10之驅動電極，觸碰感測器控制器12之驅動單元可透過該等驅動連接將驅動信號供應至驅動電極。其他跡線14可提供感測連接以將觸碰感測器控制器12耦合至觸碰感測器10之感測電極，觸碰感測器控制器12之感測單元可透過該等感測連接感測觸碰感測器10之電容式節點處之電荷。跡線14可由金屬或其他導電材料之細線製成。作為一實例且非以限制之方式，跡線14之導電材料可為銅或基於銅，且具有一近似100 μm或更小之寬度。作為另一實例，跡線14之導電材料可為銀或基於銀，且具有一近似100 μm或更小之寬度。在特定實施例中，跡線14可完全或部分由ITO製成作為金屬或其他導電材料之細線之補充或一替代方案。儘管本發明描述由具有特定寬度之特定材料製成之特定跡線，但本發明預期由具有任何合適寬度之任何合適材料製成之任何合適跡線。除跡線14外，觸碰感測器10亦可包含終止於觸碰感測器10之基板之一邊緣處之一接地連接器(其可為一連接墊片16)處之一或多個接地電極線(類似於跡線14)。 連接墊片16可沿基板之一或多個邊緣定位於觸碰感測器10之觸敏區域外。如上述，觸碰感測器控制器12可在一FPC上。連接墊片16可由與跡線14相同之材料製成且可使用一各向異性導電膜(ACF)接合至FPC。連接件18可在FPC上包含導電線，該等導電線將觸碰感測器控制器12耦合至連接墊片16，繼而將觸碰感測器控制器12耦合至跡線14及觸碰感測器10之驅動或感測電極。在另一實施例中，連接墊片16可連接至一機電連接器(諸如一零插入力線至板連接器)；在此實施例中，連接件18可無需包含一FPC。本發明預期觸碰感測器控制器12與觸碰感測器10之間的任何合適連接件18。圖 2 繪示可結合圖1之觸碰感測器10使用之主動式觸控筆200之一實例外部。主動式觸控筆200可由一內部或外部電源來供電。主動式觸控筆200可將觸碰或近接輸入提供至一觸碰感測器，諸如圖1之觸碰感測器10。作為圖2之一實例，主動式觸控筆200可包含外部組件，諸如與外主體216整合在一起之按鈕206、滑件202及滑件204。本文中，在適當情況下，對一主動式觸控筆之引用可涵蓋一按鈕之一或多者及一滑件之一或多者。此等外部組件可在主動式觸控筆200與圖4之實例器件42之間、在主動式觸控筆200與一使用者之間，或在器件42與使用者之間提供互動。作為一實例且非以限制之方式，互動可包含主動式觸控筆200與器件42之間的通信，實現或更改主動式觸控筆200或器件42之一或多個功能，或將回饋提供至一或多個使用者或接受來自一或多個使用者之輸入。此外，外主體216可具有任何合適尺寸且由任何合適材料或材料組合製成，舉例而言，諸如且不限於塑膠或金屬。器件42可為任何合適器件，例如一桌上型電腦、膝上型電腦、平板型電腦、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、衛星導航器件、可擕式媒體播放器、可擕式遊戲機、資訊端電腦、銷售點器件、或其他合適器件。儘管本發明繪示及描述經組態以提供特定互動之特定組件，但本發明預期經組態以提供任何合適互動之任何合適組件。作為一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200之外部組件(舉例而言，諸如按鈕206或滑件202)可與主動式觸控筆200之一或多個內部組件互動。作為另一實例且非以限制之方式，外部組件可提供與一或多個器件42或其他主動式觸控筆200進行之一或多個互動。 如上述，致動一或多個特定外部組件可在主動式觸控筆200與器件42之間、在主動式觸控筆200與使用者之間、或在器件42與使用者之間起始一互動。特定外部組件(諸如按鈕206及滑件202至204)可為機械組件或電容式組件。特定外部組件可用作滾輪、軌跡球或滑輪。作為一實例且非以限制之方式，滑件202可用作沿主動式觸控筆200之一縱軸對準之一垂直滑件。作為另一實例且非以限制之方式，滑件204可用作沿主動式觸控筆200之一圓周對準之一滑輪。電容式滑件202至204及按鈕206可使用一或多個觸敏區域來實施。觸敏區域可具有任何合適形狀、尺寸或位置。此外，觸敏區域可由任何合適材料製成。作為一實例且非以限制之方式，各觸敏區域可使用導電材料之撓性網格來實施。作為另一實例且非以限制之方式，各觸敏區域可使用一FPC來實施。 主動式觸控筆200可具有經組態以將回饋提供至使用者或接受來自使用者之回饋之一或多個組件。回饋可包含且不限於觸覺回饋、視覺回饋或音訊回饋。此外，主動式觸控筆200可在其外主體216上包含凹槽218。凹槽218可具有任何合適尺寸。凹槽218可定位於主動式觸控筆200之外主體216上之任何合適區域處。凹槽218可增強一使用者對主動式觸控筆200之外主體216之握持。凹槽218亦可將觸覺回饋提供至一使用者，或接受來自一使用者之觸覺輸入。主動式觸控筆200可包含能夠傳輸及接收音訊信號之音訊組件212。作為一實例且非以限制之方式，音訊組件212可含有能夠記錄或傳輸一使用者之語音之一麥克風。作為另一實例且非以限制之方式，音訊組件212可提供主動式觸控筆200之一功率狀態之一聽覺指示。主動式觸控筆200亦可包含視覺回饋組件210。作為一實例且非以限制之方式，視覺回饋組件210可為一發光二極體(LED)指示器或一電泳顯示器。作為另一實施例且非以限制之方式，視覺回饋組件210可指示主動式觸控筆200之一功率狀態。本文中，在適當情況下，對一主動式觸控筆之引用可包含一音訊組件212之一或多者及一視覺回饋組件210之一或多者。 在圖2之實例中，可修改表面214。據此，主動式觸控筆200之經修改表面214可擁有不同於外主體216之其餘部之性質。作為一實例且非以限制之方式，修改表面214可具有不同於外主體216之其餘部之一紋理、溫度或電磁特性。修改表面214可在外主體216上形成一或多個組件。修改表面214亦可能夠動態地更改一或多個性質。此外，使用者可與修改表面214互動以提供一特定互動。作為一實例且非以限制之方式，跨修改表面214拖動一手指可起始主動式觸控筆200與器件42之間的一資料傳送。 主動式觸控筆200之一或多個組件可經組態以在主動式觸控筆200與器件42之間傳達資料。作為圖2之一實例，主動式觸控筆200可包含尖端(或筆尖) 220。尖端220可包含經組態以在主動式觸控筆200與一或多個器件或其他主動式觸控筆之間傳達資料之一或多個電極。作為另一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200之電極可駐留於主動式觸控筆200之外主體216或任何其他合適部分上。在特定實施例中，尖端220可在主動式觸控筆200與器件42或其他主動式觸控筆之間提供或傳達壓力資訊(例如，由主動式觸控筆200透過尖端220施加一壓力量)。尖端220可由任何合適材料(例如一導電材料)製成且擁有任何合適尺寸(例如在其終端處直徑為一1 mm或更小)。在圖2之實例中，主動式觸控筆200可在外主體216上之任何合適位置處包含埠208。埠208可經組態以在主動式觸控筆200與一或多個器件42之間經由例如有線耦合傳送信號或資訊。埠208亦可藉由任何合適技術(舉例而言，諸如通用串列匯流排(USB)或乙太網路)傳送信號或資訊。儘管本發明描述及繪示包括具有特定位置、尺寸、組合物及功能之特定組態之特定組件之特定觸控筆，但本發明預期包括具有任何合適位置、尺寸、組合物及功能之任何合適組態之任何合適組件之任何合適觸控筆。圖 3 繪示主動式觸控筆200之實例內部組件。主動式觸控筆200可包含控制器32、一或多個感測器34、記憶體36及電源38。本文中，在適當情況下，對一主動式觸控筆之引用可包括一控制器之一或多者、一感測器之一或多者、一記憶體之一或多者及一電源之一或多者。據此，控制器32、感測器34、記憶體36及電源38可形成主動式觸控筆200之內部組件。在特定實施例中，內部組件之一或多者可經組態以在主動式觸控筆200與圖4之實例器件42之間、在主動式觸控筆200與一使用者之間、或在器件42與使用者之間提供一互動。在其他特定實施例中，結合如上述外部組件之一或多者，內部組件之一或多者可經組態以在主動式觸控筆200與器件42之間、在主動式觸控筆200與使用者之間、或在器件42與使用者之間提供一互動。作為一實例且非以限制之方式，互動可包含主動式觸控筆200與器件42之間的通信，實現(或更改)主動式觸控筆200 (或器件42)之功能，或將回饋提供至一或多個使用者(或接受來自一或多個使用者之輸入)。作為另一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200可經由任何合適短距離、低能量多個傳輸或調變鏈路(例如，射頻(RF)通信鏈路)通信。據此，主動式觸控筆200可包含用於在RF鏈路上傳輸資料之一RF器件。 控制器32可為經組態以操作主動式觸控筆200之一控制器或任何其他類型之合適運算器件(或處理器)。控制器32可為一積體電路(IC)，舉例而言，諸如通用微處理器、微控制器、可程式化邏輯器件(PLD)、可程式化計邏輯陣列(PLA)、或ASIC。此外，控制器32可包含一處理器單元之一或多者、一驅動單元之一或多者、一感測單元之一或多者、及一儲存單元之一或多者。控制器32中之處理器單元可操作主動式觸控筆200中之一或多個電極。該驅動單元可經由中心軸件30將信號供應至尖端220之一或多個電極。該驅動單元亦可供應信號以操作主動式觸控筆200之複數個感測器34或一或多個外部組件。在特定實施例中，主動式觸控筆200之驅動單元可經組態以傳輸可由器件42之觸碰感測器10之電極偵測之信號。作為一實例且非以限制之方式，該驅動單元可包含一電壓泵或一開關。該電壓泵可產生一高壓信號。該開關可在GND電壓與一或多個預定電壓位準之間雙態觸發尖端220之電位。此外，該驅動單元可傳輸可由觸碰感測器10之電極感測之一信號。作為一實例且非以限制之方式，該信號可為一方波、一正弦波、或任何合適數位邏輯信號。該驅動單元可藉由將一電壓或一電流施加於尖端220之電極而將該信號傳輸至觸碰感測器10之電極，該電壓或電流將電荷從尖端220之電極移除或將電荷添加至尖端220之電極。 主動式觸控筆200之感測單元可感測由尖端220之一或多個電極透過中心軸件30接收之信號。此外，該感測單元可將表示來自器件42之輸入之量測信號提供至處理器單元。該感測單元可感測由感測器34或一或多個外部組件產生之信號且將表示來自使用者之輸入之量測信號提供至處理器單元。該處理器單元可操作信號至尖端220之電極之供應且處理來自該感測單元之量測信號以偵測並處理來自器件42之輸入。該處理器單元亦可處理來自感測器34或一或多個外部組件之量測信號。該儲存單元可儲存程式化指令以供該處理器單元執行。在適當情況下，該等指令可控制該驅動單元以將信號供應至尖端220之電極，處理來自該感測單元、對應於來自器件42之輸入之量測信號，處理來自感測器34或外部組件之量測信號以起始待由主動式觸控筆200或器件42執行之一預定功能或手勢，或對接收自該感測單元之信號進行電子濾波。儘管本發明描述及繪示具有擁有特定實施方案之特定組件之特定控制器，但本發明預期按任何合適方式、具有擁有任何合適實施方案之任何合適組件之任何合適控制器。 作為一實例且非以限制之方式，感測器34可包含觸碰感測器、陀螺儀、加速計、接觸感測器、或任何合適類型之感測器。感測器34可偵測或量測關於其中主動式觸控筆200進行操作之環境之資料。感測器34亦可偵測及量測主動式觸控筆200之一或多個特性，諸如加速度、移動、定向、接觸、對外主體216之壓力、對尖端220之力、振動、或主動式觸控筆200之任何合適特性。作為一實例且非以限制之方式，可機械地、電子地或電容性地實施感測器34。如上述，由感測器34偵測及量測之資料(如傳達至控制器32)可起始由主動式觸控筆200或器件42執行之一預定功能或手勢。在特定實施例中，由感測器34偵測或接收之資料可由控制器32處理且儲存於記憶體36中。記憶體36可為適於將此資料儲存於主動式觸控筆200中之任何合適形式之記憶體。記憶體36亦可儲存程式化指令以供控制器32之處理器單元執行。控制器32亦可存取儲存於記憶體36中之資料。 電源38可為任何合適儲存能量源，包含但不限於電能源及化學能源。此電源可適於操作主動式觸控筆200。電源38可為一鹼電池或一可再充電電池。作為一實例且非以限制之方式，該可再充電電池可為一鋰離子電池、一鎳-金屬氫化物電池。電源38亦可藉由來自一使用者或器件42之能量來充電。作為一實例且非以限制之方式，電源38可藉由在主動式觸控筆200上引發之運動來充電。主動式觸控筆200之電源38可將電力提供至器件42或任何其他合適外部電源，或接收來自器件42或任何其他合適外部電源之電力。作為一實例且非以限制之方式，可從電源38及該器件之一電源或任何其他合適外部電源(例如一無線電力傳輸器)感應地傳送能量。電源38亦可藉由透過耦合至一合適外部電力供應器之一適用埠之一有線連接件接收其電力。圖 4 繪示實例主動式觸控筆200與實例器件42。器件42可為一觸碰螢幕。器件42可具有一顯示器(未展示)及具有一觸敏區域40之一觸碰感測器10。該顯示器可為一液晶顯示器(LCD)、一發光二極體(LED)顯示器、一LED背光LCD、或其他合適顯示器。此外，可穿過器件42之一蓋板及一或多個基板(具有安置於該一或多個基板上之驅動電極及感測電極)看見該顯示器。儘管本發明描述及繪示具有特定觸碰感測器之特定顯示器，但本發明預期具有任何合適觸碰感測器之任何合適顯示器。 器件42可包含提供一或多個功能之電子器件。作為一實例且非以限制之方式，器件42可包含用於以下功能之電路或任何其他合適電子器件：至器件42之無線通信或來自器件42之無線通信、在器件42上執行程式、為器件42產生圖形或其他使用者介面(UI)以向一使用者顯示、管理從一電池或其他合適電源至器件42之電力、記錄多媒體內容、任何其他合適功能，或此等功能之任何合適組合。儘管本發明描述及繪示提供特定功能之特定觸碰感測器件之特定電子器件，但本發明預期提供任何合適功能之任何合適觸碰感測器件之任何合適電子器件。 主動式觸控筆200及器件42可在於主動式觸控筆200與器件42之間傳達資料之前同步。作為一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200可透過由器件42之觸碰感測器10傳輸之一預定位元序列而與器件42同步。作為另一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200可藉由處理由器件42之觸碰感測器10之一或多個電極傳輸之一驅動信號而與器件42同步。作為又一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200可透過由主動式觸控筆200傳輸之一預定位元序列而與器件42同步。主動式觸控筆200亦可在其接觸或近接觸碰感測器10之觸敏區域40時與器件42互動或通信。主動式觸控筆200與器件42之間的此互動可為電容式互動或感應互動。在主動式觸控筆200接觸或近接觸碰感測器10之觸敏區域40時，由主動式觸控筆200產生之信號可影響觸敏區域40內之電容式節點。儘管本發明描述及繪示經由特定構件在特定觸控筆與特定觸碰感測器件之間進行之特定互動，但本發明預期經由任何合適構件在任何合適觸控筆與任何合適觸碰感測器件之間進行之任何合適互動。 來自主動式觸控筆200之一或多個感測器34之一或多個量測信號可起始、提供或終止主動式觸控筆200與一或多個器件42或一或多個使用者之間的互動，如上述。據此，主動式觸控筆200與器件42之間的互動可在主動式觸控筆200接觸或近接器件42時發生。作為一實例且非以限制之方式，一使用者可執行一手勢或一序列手勢，例如搖晃或翻轉主動式觸控筆200，同時主動式觸控筆200懸置於器件42之觸敏區域40上方。基於一或多個所執行之手勢，主動式觸控筆200可與器件42互動以起始一預定功能。該預定功能可為鑑認一使用者與主動式觸控筆200或器件42相關聯。儘管本發明描述及繪示特定觸控筆與特定觸碰感測器件之間的特定互動，但本發明預期依任何合適方式進行之任何合適互動。 主動式觸控筆200可接收來自外部源之信號，包含但不限於器件42、一使用者、或另一主動式觸控筆。主動式觸控筆200可在接收信號時遭遇雜訊。雜訊可經由若干源(包含但不限於資料量化、位置計算演算法之限制、量測硬體之頻寬限制、主動式觸控筆200之類比前端之精度限制、系統之實體佈局、觸碰感測器10、主動式觸控筆200之充電器、器件42之顯示器、主動式觸控筆200之電路、或任何合適外部雜訊)而引入至信號中。主動式觸控筆200外之雜訊可具有涵蓋包含窄頻帶雜訊及寬頻帶雜訊之廣範圍頻率頻譜之頻率特性。 可由能夠在主動式觸控筆200中感測信號之一或多個電極接收一信號。此等電極可駐留於主動式觸控筆200之尖端220上。如被電極接收之信號可傳輸至控制器32。在特定實施例中，該信號可經由中心軸件30傳輸至控制器32。控制器32可包含驅動單元、感測單元、儲存單元、及處理器單元，如上述。如被接收之該信號可藉由任何合適放大器(包含但不限於一數位放大器或一類比放大器)放大。如被接收之該信號亦可藉由任何合適濾波器(包含但不限於一數位濾波器或一類比濾波器)進行濾波。器件42可藉由將資料發送至觸碰感測器10之一或多個驅動電極而將資料傳輸至主動式觸控筆200。據此，主動式觸控筆200可經由尖端220之電極接收資料。在主動式觸控筆200與器件42同步之後，主動式觸控筆200可藉由執行至觸碰感測器10之一或多個感測電極之電荷添加或從觸碰感測器10之一或多個感測電極之電荷移除而將資料傳輸至器件42，且器件42可藉由運用觸碰感測器10之一或多個感測電極感測資料而接收從主動式觸控筆200傳輸之資料。 在將資料從主動式觸控筆200傳達至器件42之觸碰感測器控制器12之前，主動式觸控筆200用來傳輸資料之時序與觸碰感測器控制器12用來接收資料之時序可不同步。類似地，在將資料從觸碰感測器控制器12傳達至主動式觸控筆200之前，觸碰感測器控制器12用來傳輸資料之時序與主動式觸控筆200用來接收資料之時序可不同步。作為一實例且非以限制之方式，該等時序之一者可相對於另一者處於異相。作為另一實例且非以限制之方式，兩個時序可具有實質上不同的頻率。因而，在觸碰感測器控制器12與主動式觸控筆200之間可不發生資料通信。為了在主動式觸控筆200與器件42之間實現有效資料通信，主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之各自時序可需要至少使頻率及彼此收斂或同步。一旦各自時序已同步，則主動式觸控筆200及觸碰感測器控制器12之間的資料傳輸之可靠度可予以進一步改良。作為一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200可估計將初始同步資料從觸碰感測器控制器12傳輸至主動式觸控筆200所花之一時間並使用所估計之所花時間以可靠地將資料傳輸回至觸碰感測器控制器12。此外，一旦主動式觸控筆200及觸碰感測器控制器12兩者之時序已同步，則甚至在有雜訊之條件下仍可獲得對用於主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間的未來資料傳輸之時序之一鎖定。 用於傳輸資料之時序可源自一或多個時脈。時脈可用於在主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間進行通信，且用於在主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間協調活動。主動式觸控筆200及觸碰感測器控制器12上之時脈可經受可致使一個時脈相對於另一時脈變化之諸多因素。甚至在兩個相同主動式觸控筆200之間，諸如功率位準、電壓位準、操作溫度、積體電路(IC)程序拐點等之因素可致使一個時脈相對於另一時脈變化。此外，如源自各時脈之時序可包含致使資料速率、工作週期或甚至相位在週期之間變化之抖動。此抖動可導致用於由主動式觸控筆200或觸碰感測器控制器12傳輸及接收資料之任何標稱時序之至少一頻率或相位之變化。作為一實例且非以限制之方式，用於依一50 kHz標稱資料速率將資料從觸碰感測器控制器12傳輸至主動式觸控筆200之一信號可包含致使該資料速率在近似48 kHz與52 kHz之間變化之抖動。抖動源可包含由信號拾取之阻抗失配、電力供應雜訊、及接地雜訊。儘管本發明描述特定時脈及源自該等特定時脈之特定時序，但本發明預期任何合適時脈及源自該等時脈之任何合適時序。 在特定實施例中，如在主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間傳輸之信號可包含具有二級符號或多級符號之數位邏輯(例如，三級邏輯)。作為一實例且非以限制之方式，利用二級數位邏輯符號之一信號可為交替之邏輯高及邏輯低之一週期性序列。各邏輯高及邏輯低可與特定電壓振幅相關聯。作為一實例且非以限制之方式，一邏輯高信號可與1.8 V電壓振幅相關聯且一邏輯低信號可與0 V電壓振幅相關聯。在特定實施例中，邏輯高及邏輯低可分別稱為「1及0」、「開及關」、或「有脈衝及無脈衝」。可由一上升(或正)邊緣指示從邏輯低至邏輯高之一轉變。相比之下，可由一下降(或負)邊緣指示從邏輯高至邏輯低之一轉變。儘管本發明描述在特定觸控筆與特定觸碰感測器控制器之間、依特定方式之特定信號，但本發明預期在任何合適觸控筆與任何合適觸碰感測器控制器之間、依任何合適方式之任何合適信號。 在於主動式觸控筆200與器件42之觸碰感測器控制器12之間傳達資料之前，主動式觸控筆200 (或觸碰感測器控制器12)可執行一同步常式。該同步常式可用於使主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間的傳輸器時序與對應接收器時序同步，如上述。作為一實例且非以限制之方式，在開始將資料從主動式觸控筆200傳送至觸碰感測器控制器12之前，觸碰感測器控制器12可將包括一特定頻率、一特定相位及一特定工作週期之一同步時序信號傳輸至主動式觸控筆200。該同步時序信號可在觸碰感測器控制器12之一時脈之多個週期內運行。因而，該同步時序信號可包括在特定時間發生之一系列上升邊緣及下降邊緣。作為另一實例且非以限制之方式，觸碰感測器控制器12亦可將嵌入依規則的預定時間間隔重複之同步資料之一信號傳輸至主動式觸控筆200。該信號亦可在該時脈之多個週期內運行。作為二級數位邏輯信號之一實例且非以限制之方式，該同步資料可包括在該信號內依規則時間間隔重複之交替「1及0」之一預定模式(例如，SYNC)。因而，該信號又可包括在特時序間發生之一系列上升邊緣及下降邊緣，但模式不同於如上述同步時序信號之模式。 主動式觸控筆200可處理同步時序信號或嵌入如從觸碰感測器控制器12接收之同步資料之信號，以判定使主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間的時序同步並對其進行鎖定之一或多個同步參數。同步參數可包含同步信號之特定特性，舉例而言，諸如資料速率、頻率、週期、工作週期、或相位。作為圖5之一實例且非以限制之方式，主動式觸控筆200之控制器32可包括比較同步時序信號(或嵌入同步資料之信號)與一已知向量以判定同步參數之關聯器502。同步參數可被主動式觸控筆200之控制器32用於使主動式觸控筆200之接收器時序與觸碰感測器控制器12之傳輸器時序同步，且隨後獲得對用於將資料從主動式觸控筆200發送至觸碰感測器控制器12之傳輸時序之一鎖定。此後，主動式觸控筆200可與器件42同步，且主動式觸控筆200可藉由依與同步參數一致之一方式發送或接收資料而與器件42通信。在特定實施例中，如由主動式觸控筆200或器件42傳輸之一資料信號可與同步時序信號(或嵌入有同步資料之信號)共用相似特性。在獲得一或多個同步參數之後，依實質上等效於同步時序信號(或嵌入同步資料之信號)之一時序，主動式觸控筆200可藉由執行從觸碰感測器10之電極之電荷移除或至觸碰感測器10之電極之電荷添加而將一信號傳輸至器件42之觸碰感測器控制器12。儘管本發明描述特定觸控筆與特定觸碰感測器控制器之間的一特定方式之時序同步，但本發明預期任何合適觸控筆與任何合適觸碰感測器控制器之間的任何合適時序同步。 在特定實施例中，同步時序信號(或嵌入有同步資料之信號)可為在主動式觸控筆200之電極處接收自器件42之觸碰感測器10之一電壓信號。表示由主動式觸控筆200之一感測單元吸收之一電流之一感測信號可由電壓信號之接收引起。主動式觸控筆200可將該感測信號轉換成與該感測信號成比例之一電壓信號。作為一實例且非以限制之方式，該感測信號可經過一電子增益級、一緩衝器級、或一跨阻抗放大器級，而產生振幅與該感測信號成比例之一輸出電壓信號。該感測信號亦可經過一濾波器以移除不良雜訊或特定頻率瞬變。儘管本發明描述依一特定方式且依特定序列發生的同步之特定信號，但本發明預期依任何合適方式且依任何合適序列發生的同步之任何合適信號。 主動式觸控筆200可在存在雜訊之情況下執行同步常式。作為一實例且非以限制之方式，該同步時序信號(或嵌入同步資料之信號)可包含一系列組合有雜訊之重複方波。作為二級數位邏輯信號之另一實例且非以限制之方式，雜訊可顯示為使嵌入同步資料之週期性及數位邏輯信號失真至使得上升邊緣及下降邊緣可能不可辨別之程度之尖峰之形式。此外，雜訊可至少由導致資料速率、工作週期及相位在時脈循環之間變化之時脈抖動引起，如上述。亦可從外部環境注入雜訊，舉例而言，諸如器件42之電池充電器或液晶顯示器(LCD)面板。此雜訊可潛在地致使主動式觸控筆200及觸碰感測器控制器12失去其互時序同步，且破壞當前資料通信。儘管本發明描述失去特定觸控筆與特定觸碰感測器控制器12之間的同步之特定方式，但本發明預期失去任何合適觸控筆與任何合適觸碰感測器控制器之間的同步之任何合適方式。圖 5 繪示用於時序同步之一實例控制器32。在圖5之實例中，控制器32之類比前端(AFE) 512接收來自觸碰感測器控制器12之一或多個同步信號，將該等同步信號轉換成表示所偵測上升邊緣及下降邊緣(來自各同步信號)之一序列數位信號510，且將該序列數位信號510傳輸至關聯器502進行時序同步。作為一實例且非以限制之方式，同步信號可嵌入在從器件42之觸碰感測器10傳輸且由尖端220之電極透過中心軸件30接收之一或多個感測信號內，如上述。作為另一實例且非以限制之方式，可在主動式觸控筆200與器件42之間經由任何合適無線通信技術(舉例而言，諸如藍芽及WI-FI)接收來自觸碰感測器控制器12之同步信號。因此，在主動式觸控筆200位於器件42之通信範圍內時，控制器32可接收並處理同步信號。在主動式觸控筆200超過器件42之通信範圍時，控制器32可能不可靠地接收同步信號，因此中斷同步常式。同步信號可包含如上所述之雜訊。因此，傳輸至關聯器502之所偵測邊緣之至少一者可為雜訊。此外，AFE 512可包含一邊緣偵測器514以偵測來自各所接收同步信號之上升邊緣及下降邊緣，且提供該序列數位信號510。作為一實例且非以限制之方式，邊緣偵測器514可包括具有上升邊緣偵測及下降邊緣偵測之一2位元比較器。基於控制器32之一取樣頻率，邊緣偵測器514可根據該取樣頻率在各所接收同步信號內偵測在特時序間是發生上升邊緣還是發生下降邊緣。一偵測到之上升邊緣可被邊緣偵測器514登記為信號「1」，且一偵測到之下降邊緣可被登記為信號「-1」。在未偵測到邊緣時，邊緣偵測器514登記信號「0」。儘管本發明描述及繪示用於依特定方式接收並處理來自特定觸碰感測器控制器之特定時序同步信號之特定觸控筆之特定控制器，但本發明預期用於依任何合適方式接收並處理來自任何合適觸碰感測器控制器之任何合適時序同步信號之任何合適觸控筆之任何合適控制器。此外，儘管本發明描述及繪示藉由接收並處理來自特定觸碰感測器控制器之特定同步信號而起始特定時序同步常式之特定觸控筆，但本發明還預期藉由接收並處理來自該觸控筆之同步信號而起始該時序同步常式之觸碰感測器控制器。 在圖5之實例中，關聯器502包含延遲線504及係數線506以在主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間獲得時序同步及鎖定。包括偵測到之邊緣資料之該序列數位信號510被饋送至延遲線504中以與係數線506之一預定向量關聯。執行該關聯性之一資料關聯器可利用調變技術，諸如相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、幅移鍵控(ASK)、或脈寬調變(PDM)。在特定實施例中，延遲線504可藉由主動式觸控筆200之記憶體36內、由串聯連接之一正反器鏈表示之連續儲存位置來實施。包括正邊緣係數及負邊緣係數之係數線506之預定向量亦可程式化。作為一實例且非以限制之方式，係數線506之預定向量包括對同步信號之各時脈循環所預期之正邊緣係數及負邊緣係數。作為一實例且非以限制之方式，該預定向量可經程式化以儲存具有至少與雜訊裕度或同步相關之性質之一或多個程式碼。具有一單一頻調之一同步信號之一程式碼之一實例可為100...00-100...00100..00-100...00100...00-100...001。包含多個頻率之一同步信號之一程式碼之另一實例可為一寬頻帶程式碼，諸如1000...00000-100..00100..00000-10..010..00-1000。 延遲線504之大小可程式化。作為一實例且非以限制之方式，延遲線504可經程式化以進行頻率調諧且與不同系統時脈合作。作為另一實例且非以限制之方式，延遲線504之大小可取決於由同步信號及係數線506之預定向量利用之一或多個程式碼，如上述。對於同步信號之各個時脈循環，延遲線504儲存一序列數位信號510 (包括對應於同步信號之特定時脈週期之邊緣資料)，直至一預定數目之延遲分接頭或元件為止。作為一實例且非以限制之方式，AFE 512依一500 kHz速率接收來自觸碰感測器控制器12之一同步信號。AFE 512之邊緣偵測器514可依一24 MHz取樣頻率取樣同步信號，根據該取樣頻率偵測是否在各時間實例處出現一邊緣(舉例而言，上升邊緣或下降邊緣)，及將包括上升邊緣資料及下降邊緣資料之該序列數位信號510發送至關聯器502之延遲線504。具有一相關深度4之一4週期延遲線504可包括至多192個延遲分接頭(或元件)，其中各延遲分接頭(或元件)具有一值「1」(對應於一上升邊緣)、「-1」(對應於一下降邊緣)、或「0」(無邊緣)。192個延遲分接頭(或元件)儲存來自該序列數位信號510之邊緣資料之192個連續時間實例。在特定實施例中，延遲線504內之延遲分接頭或元件之最大數目可至少取決於可由延遲線504儲存之時脈週期之數目、控制器32之一取樣頻率、及同步信號之資料傳輸速率。此外，對於同步信號之各時脈循環，延遲線504可丟棄邊緣資料中最舊週期之48個分接頭(或元件)且從邊緣偵測器514擷取邊緣資料中一新週期之48個分接頭(或元件)。 基於24 MHz取樣頻率及500 kHz同步信號，針對對應於4週期延遲線之共192個預定係數，一係數向量可每個週期包括一48個係數之預定模式。作為一實例且非以限制之方式，預定係數可包括係數之一或多個SYNC模式。對於同步常式之同步信號尾端之每個時脈循環，關聯器502比較延遲線504之內容(亦稱為延遲分接頭或元件)與係數線506之預定向量以產生一相關輸出。因而，該序列數位信號510滑動經過延遲線504且可針對各時脈循環判定與係數線506之預定向量之關聯性。當在一或多個連續時脈循環內，在該序列數位信號510(如由同步信號提供)與係數線506之預定係數向量之間已實現高度關聯性時，主動式觸控筆200及觸碰感測器控制器12兩者之時序(用於互資料通信)可同步。作為一實例且非以限制之方式，精確地追蹤該序列數位信號510內之SYNC可改良主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間的一信號雜訊比。對於多個高度關聯性，特定高度關聯事件之間的各時間差可用於改良同步常式之精度。作為一實例且非以限制之方式，各時間差可被控制器32用於判定將一回應從主動式觸控筆200發送回至觸碰感測器控制器12之時序。儘管本發明描述及繪示用於依特定方式偵測來自特定觸碰感測器控制器之特定信號之上升邊緣及下降邊緣之特定類比前端，但本發明預期用於依任何合適方式偵測來自任何合適觸碰感測器控制器之任何合適信號之上升邊緣及下降邊緣之任何合適類比前端或一或多個合適組件。此外，儘管本發明描述及繪示在特定信號之複數個連續時脈週期內使用特定組件使特定邊緣序列與特定係數關聯之特定方式，但本發明預期在該信號之複數個連續時脈週期內使用一或多個合適組件使任何合適邊緣序列與任何合適係數關聯之任何合適方式。 如上述，雜訊可添加或消除邊緣。作為一實例且非以限制之方式，雜訊可致使一關聯性輸出偏離其期望值(在一或多個週期內準確地偵測到所有邊緣時)。在圖5之實例中，干擾切除(grass-cut)濾波器508設定用於偵測主動式觸控筆200與觸碰感測器控制器12之間的同步時序之邊緣(上升或下降)之一預定臨限值。此可改良在存在實質雜訊之情況下之同步常式。若關聯性輸出高於(或等於)預定臨限值，則在數位信號510之特定一或多個週期內偵測到之邊緣資料可係正確的，且被關聯器502用於使時序同步。作為上述4週期延遲之一實例且非以限制之方式，若關聯性輸出高於預定臨限值，則如在同步信號之四個週期內偵測到之邊緣可被關聯器502用於使時序同步。相比之下，若關聯性輸出下降至低於預定臨限值，則可丟棄如在同步信號之特定一或多個週期內偵測到之邊緣。儘管本發明描述及繪示在存在雜訊之情況下藉由特定組件使時序同步之特定方式，但本發明預期在存在雜訊之情況下藉由任何合適組件使時序同步之任何合適方式。圖 6 繪示用於藉由圖3之實例控制器32實現時序同步之實例方法600。在圖6之方法600中，在同步常式期間，可對同步信號之每個週期重複步驟602至610。在步驟602中，關聯器502比較延遲線504之延遲分接頭(或元件)與係數線506之係數向量，如上述。在步驟604中，關聯器502至少部分基於該比較產生關聯性輸出，如上述。在步驟606中，關聯器502丟棄來自延遲線504之最舊信號週期之延遲分接頭(或元件)，如上述。在步驟608中，關聯器502從耦合之AFE 512擷取下一信號週期之新延遲分接頭(或元件)，如上述。在步驟610中，關聯器502將下一信號週期之新延遲分接頭(或元件)儲存於延遲線504中。儘管本發明描述及繪示用於依特定序列使用特定同步信號之特定時序元件及特定係數向量進行時序同步之特定方法，但本發明預期用於依任何合適序列使用任何合適同步信號之任何合適時序元件及任何合適係數向量進行時序同步之任何合適方法。此外，儘管本發明描述及繪示使用特定組件進行時序同步之特定方法，但本發明預期使用一或多個合適組件進行時序同步之特定方法。 本文中，在適當情況下，對一電腦可讀非暫時性儲存媒體之引用可包含一或多個基於半導體或其他積體電路(IC) (舉例而言，諸如一場可程式化閘陣列(FPGA)或一專用IC (ASIC))、硬碟驅動器(HDD)、混合硬碟驅動器(HHD)、光碟、光碟驅動器(ODD)、磁-光碟、磁-光驅動器、軟碟、軟碟驅動器(FDD)、磁帶、固態驅動器(SSD)、RAM驅動器、安全數位卡、安全數位驅動器、任何其他合適電腦可讀非暫時性儲存媒體、或此等電腦可讀非暫時性儲存媒體之兩者或更多者之任何合適組合。在適當情況下，一電腦可讀非暫時性儲存媒體可為揮發性、非揮發性、或揮發性與非揮發性之一組合。 本文中，除非另有明確指示或上下文另有指示，否則「或」為包含性且非排斥性。因此，本文中，除非另有明確指示或上下文另有指示，否則「A或B」意味著「A、B或兩者」。此外，除非另有明確指示或上下文另有指示，否則「及」為共同的及個別的。因此，本文中，除非另有明確指示或上下文另有指示，否則「A及B」意味著「共同地及個別地A及B」。 本發明之範疇涉及本文中所描述或繪示、一般技術者所理解之實例實施例之所有變更、替換、變化、更改及修改。本發明之範疇不限於本文中所描述或繪示之實例實施例。此外，儘管本發明將本文中之各自實施例描述且繪示為包含特定組件、元件、功能、操作或步驟，但此等實施例之任一者可包含本文中任何地方所描述或繪示之組件、元件、功能、操作或步驟之任一者之任何組合或排列。此外，隨附申請專利範圍中對一裝置或系統或者經調適以、經配置、能夠、經組態以、經啟用以、可操作以或操作以執行一特定功能之一裝置或系統元件之引用涵蓋該裝置、系統、組件(無論是不是)或該特定功能被啟動、開啟或解鎖，只要該裝置、系統或組件如此經調適、經配置、有能力、經組態、經啟用、可操作或操作。
10:觸碰感測器 12:觸碰感測器控制器 14:跡線 16:連接墊片 18:連接件 30:中心軸件 32:控制器 34:感測器 36:記憶體 38:電源 40:觸敏區域 42:器件 200:主動式觸控筆 202:滑件 204:滑件 206:按鈕 208:埠 210:視覺回饋組件 212:音訊組件 214:表面 216:外主體 218:凹槽 220:尖端 502:關聯器 504:延遲線 506:係數線 508:干擾切除濾波器 510:數位信號 512:類比前端(AFE) 514:邊緣偵測器 600:方法 602:步驟 604:步驟 606:步驟 608:步驟 610:步驟
圖1繪示具有一實例觸碰感測器控制器之一實例觸碰感測器。 圖2繪示一實例主動式觸控筆外部。 圖3繪示一實例主動式觸控筆內部。 圖4繪示一實例主動式觸控筆與一實例器件。 圖5繪示用於時序同步之圖3之一實例控制器。 圖6繪示用於藉由圖3之實例控制器進行時序同步之一實例方法。
200:主動式觸控筆
202:滑件
204:滑件
206:按鈕
208:埠
210:視覺回饋組件
212:音訊組件
214:表面
216:外主體
218:凹槽
220:尖端

Claims (22)

  1. 一種觸控筆，其將資料通信至觸碰感測器控制器，該觸控筆包括： 一或多個電極，其包括於尖端；及 電腦可讀非暫時性儲存媒體，其體現經組態以在被執行時進行以下操作之邏輯： 由該一或多個電極及類比前端(analog front end)接收同步信號，且轉換該同步信號為序列數位信號(sequences of digital signals)，其中該同步信號係傳輸自耦合至該觸碰感測器控制器之觸碰感測器； 將於不同週期接收之該序列數位信號供給至記憶體； 使該序列數位信號之各者與由寬頻帶程式碼定義之數位資料相關聯以產生多個關聯性；及 在該觸控筆開始該資料之通信至該觸碰感測器控制器之前，至少部分基於該多個關聯性之一或多個使用於該通信之一或多個時序同步。
  2. 如請求項1之觸控筆，其中該寬頻帶程式碼包括具有至少與雜訊裕度(noise margin)或同步相關之性質之1及0。
  3. 如請求項1之觸控筆，其中該同步信號包括對應於該寬頻帶程式碼之1及0、高及低、或脈衝及無脈衝之模式。
  4. 如請求項1之觸控筆，其中該邏輯係經組態以在被執行時，在該觸控筆開始該資料之該通信至該觸碰感測器控制器之前，鎖定該一或多個時序之至少一個，其中該同步信號嵌入同步資料，且其中該邏輯係經組態以在被執行時，基於該同步資料判定用於該鎖定之一或多個同步參數。
  5. 如請求項1之觸控筆，其中該邏輯係經組態以在被執行時，在該觸控筆開始該資料之該通信至該觸碰感測器控制器之前，鎖定該一或多個時序之至少一個，且其中該邏輯係經組態以在被執行時，回應於該多個關聯性之一或多個超過臨限值，使用時間差於該多個關聯性之間以取得較正確之時序作為用於該通信之該一或多個時序。
  6. 如請求項1之觸控筆，其中該類比前端係組態為根據取樣頻率在各時間實例(time instance)取樣該同步信號，且其中該觸碰感測器控制器係組態為供給對應於取樣後之資料的數位資料至該記憶體作為該序列數位信號。
  7. 如請求項1之觸控筆，其中該類比前端包括邊緣偵測器及比較器以偵測上升邊緣及下降邊緣，且其中該上升邊緣或該下降邊緣係對應於-1或+1被轉換為數位信號給該多個關聯性。
  8. 如請求項1之觸控筆，其中記憶體包括連續儲存位置，且其中該觸碰感測器控制器係經組態以藉由丟棄儲存於該連續儲存位置之最舊之該序列數位信號之一或多個，而供給該序列數位信號至該連續儲存位置。
  9. 如請求項8之觸控筆，其中該連續儲存位置係儲存對應於該同步信號之時脈週期的該序列數位信號之至少一個。
  10. 如請求項8之觸控筆，其中該連續儲存位置係儲存暫存器或串聯連接之正反器鏈(flip-flop chain)。
  11. 如請求項1之觸控筆，其中該觸碰感測器控制器係經組態以在該觸控筆開始該資料之該通信至該觸碰感測器控制器之前，鎖定該一或多個時序之至少一個。
  12. 如請求項11之觸控筆，其中回應於該多個關聯性分別超過臨限值，該觸碰感測器控制器使用時間差於該多個關聯性之間以取得較正確之時序作為用於該通信之該一或多個時序。
  13. 如請求項11之觸控筆，其中該同步信號嵌入同步資料，且其中該觸碰感測器控制器係經組態以基於該同步資料判定用於該鎖定之一或多個同步參數。
  14. 如請求項13之觸控筆，其中該一或多個同步參數包括該同步信號之資料速率、頻率、週期、工作週期(duty cycle)、或相位之至少一個。
  15. 如請求項13之觸控筆，其中該觸碰感測器控制器使用該同步參數來同步該觸控筆之接收器時序及該觸控筆之傳輸時序。
  16. 如請求項1之觸控筆，其更包含關聯器經組態以應用調變技術至該序列數位信號以執行該關聯。
  17. 如請求項16之觸控筆，其中該調變技術係相移鍵控(PSK)、頻移鍵控(FSK)、幅移鍵控(ASK)、或脈寬調變(PDM)技術之其中之一或其組合。
  18. 一種控制器積體電路，其係經組態以控制觸控筆，其中該觸控筆通信資料至觸碰感測器控制器，且該觸控筆包括尖端及一或多個電極包括於該尖端，該控制器積體電路包括： (a) 類比前端，其經組態以接收同步信號，且轉換該同步信號為序列數位信號(sequences of digital signals)，其中該同步信號係傳輸自耦合至該觸碰感測器控制器之觸碰感測器；及 (b)     關聯器，其耦合至記憶體，並經組態以將於不同週期接收之該序列數位信號供給至該記憶體，且將該序列數位信號之各者與由寬頻帶程式碼定義之數位資料相關聯以產生多個關聯性； 其中，該控制器積體電路經組態以在該觸控筆開始該資料之通信至該觸碰感測器控制器之前，至少部分基於該多個關聯性之一或多個將用於該通信之一或多個時序同步。
  19. 如請求項18之控制器積體電路，其中該寬頻帶程式碼包括至少與雜訊裕度(noise margin)或同步相關之性質之1及0。
  20. 如請求項19之控制器積體電路，其經組態以在該觸控筆開始該資料之該通信至該觸碰感測器控制器之前，鎖定該一或多個時序之至少一個。
  21. 如請求項20之控制器積體電路，其中該同步信號嵌入同步資料，且其中該控制器積體電路係經組態以基於該同步資料判定用於該鎖定之一或多個同步參數。
  22. 一種包括觸控筆及感測器控制器之系統， 其中，該感測器控制器係耦合至觸碰感測器，且經組態以經由該觸碰感測器傳輸由寬頻帶程式碼定義之同步信號；及 其中，該觸控筆係經組態以通信資料至該感測器控制器，該觸控筆包括： 一或多個電極，其包括於尖端；及 電腦可讀非暫時性儲存媒體體現經組態以在被執行時進行以下操作之邏輯： 由該一或多個電極及類比前端接收該同步信號，且轉換該同步信號為序列數位信號，其中該同步信號係傳輸自耦合至該感測器控制器之觸碰感測器； 將於不同週期接收之該序列數位信號供給至記憶體； 將該序列數位信號之各者與由寬頻帶程式碼定義之數位資料相關聯以產生多個關聯性；及 在該觸控筆開始該資料之通信至該感測器控制器之前，至少部分基於該多個關聯性之一或多個將用於該通信之一或多個時序同步。
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