具有觸摸傳感器的觸控筆的制作方法
【專利說明】
[0001] 對相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求在2014年12月18日提交的美國專利申請14/575,740的優(yōu)先權(quán)，其 在這里以引用的方式整體被并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請通常涉及觸控筆，并且更具體地涉及向諸如具有觸摸屏顯示器以及其他觸 摸感應(yīng)設(shè)備的裝置之類的外部裝置提供輸入的觸控筆。
【背景技術(shù)】
[0004] 觸摸傳感器被用于諸如平板計(jì)算機(jī)、蜂窩電話以及繪圖板之類的裝置中。在許多 情況中，用戶可以通過將手指按壓到觸摸傳感器的表面來提供觸摸輸入。通過將手指在傳 感器上移動(dòng)，用戶可以操縱被顯示的對象并且可以提供其他輸入。
[0005] 還可以通過使用計(jì)算機(jī)觸控筆提供觸摸輸入。觸控筆可以具有細(xì)長的形狀以及一 個(gè)尖端以促進(jìn)繪畫和其他活動(dòng)。電子設(shè)備可以使用觸摸傳感器來監(jiān)測觸控筆的尖端的位 置。然后設(shè)備可以響應(yīng)于觸控筆尖端在傳感器上的移動(dòng)，在顯示器上繪制一條線或做出其 他合適的動(dòng)作。
[0006] 對于用戶來說，使用計(jì)算機(jī)觸控筆與電子裝置交互是有挑戰(zhàn)性的。在一些情況中， 顯示器不夠大以至于不能包含用戶作品的全部，因此滾動(dòng)到屏幕的不同部分變得有必要。 使用觸控筆滾輪或諸如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)之類的其他設(shè)備中的滾輪來滾動(dòng)可能是繁瑣麻煩的。使 用觸控筆執(zhí)行諸如對象旋轉(zhuǎn)、縮放操作之類的復(fù)雜操作，以及不需要觸控筆和觸摸傳感器 之間的大量交互的其他操作也可能是困難的。
[0007] 因此，能夠提供一種用于向電子裝置提供輸入的改進(jìn)觸控筆是理想的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 觸控筆可以具有包含相對的第一端部和第二端部的細(xì)長的主體。第一端部可以構(gòu) 成在繪制線以及向觸摸屏顯示器或其他電子裝置中的觸摸傳感器提供其他輸入中被使用 的尖端。在電子裝置中的觸摸傳感器可以從第一端部處的一個(gè)或多個(gè)電極接收電磁信號(hào)。
[0009] 觸控筆可以在細(xì)長的主體上具有觸摸傳感器。觸摸傳感器可以是具有電容式觸摸 傳感器電極的電容式觸摸傳感器。當(dāng)用戶的手指觸摸觸控筆時(shí)電容式觸摸傳感器電極可以 收集觸摸輸入。觸摸輸入可以被無線地傳送到電子裝置。觸摸輸入可以包括在其中用戶的 手指沿觸控筆的長度移動(dòng)的觸摸姿勢以及其他觸摸輸入，并且可以包括表明觸控筆在用戶 的手指之間如何旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)信息。
[0010] 觸控筆可以具有監(jiān)測觸控筆被如何有力地按壓到外部表面的力傳感器，并且可以 具有其他輸入-輸出設(shè)備。觸控筆可以基于來自力傳感器和其他輸入-輸出設(shè)備的信號(hào)在 操作模式之間轉(zhuǎn)換。
【附圖說明】
[0011] 圖1是根據(jù)實(shí)施例的具有觸摸傳感器的說明性觸控筆和電子裝置的透視圖；
[0012] 圖2是根據(jù)實(shí)施例的可以被滾動(dòng)并且用于使用觸控筆繪制和操縱屏幕上對象的 說明性顯示屏幕的圖；
[0013] 圖3是根據(jù)實(shí)施例的說明性觸控筆和外部裝置的示意圖；
[0014] 圖4是根據(jù)實(shí)施例的觸摸傳感器的圖；
[0015] 圖5是根據(jù)實(shí)施例的、具有沿觸控筆的長度延伸并且環(huán)繞在觸控筆的周邊的觸摸 傳感器的說明性觸控筆主體的一部分的圖；
[0016] 圖6是根據(jù)實(shí)施例的、在圖5中示出的類型的說明性觸控筆觸摸傳感器的橫截面 側(cè)視圖；
[0017] 圖7是根據(jù)實(shí)施例的具有觸摸傳感器的說明性觸控筆的橫截面端視圖；
[0018] 圖8是根據(jù)實(shí)施例的、包含具有提供縱向觸摸位置信息的電極圖案的觸摸傳感器 的說明性觸控筆的一部分的透視圖；
[0019] 圖9是根據(jù)實(shí)施例的、包含具有提供縱向觸摸位置信息以及有關(guān)圍繞觸控筆周邊 的觸摸輸入的位置的信息的電極圖案的觸摸傳感器的說明性觸控筆的一部分的透視圖；
[0020] 圖10是根據(jù)實(shí)施例的、涉及收集和分析觸控筆輸入以確定針對觸控筆和電子裝 置是否在操作模式之間轉(zhuǎn)換的說明性步驟的流程圖；
[0021] 圖11是根據(jù)實(shí)施例的、涉及使用觸控筆輸入以操作電子裝置的說明性步驟的流 程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 觸控筆可以用于向觸摸傳感器提供輸入。觸摸傳感器可以是，例如，具有電容式觸 摸傳感器電極陣列的電容式觸摸傳感器。觸控筆可以是具有尖端的被動(dòng)式觸控筆，尖端的 位置由觸摸傳感器通過使用電容式觸摸傳感器電極檢測，或者觸控筆可以是具有發(fā)射電磁 信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)電極的主動(dòng)式觸控筆，電磁信號(hào)通過使用電容式觸摸傳感器電極檢測。
[0023] 觸控筆可以具有細(xì)長的主體。尖端可以位于主體的一個(gè)端部處。被動(dòng)式或主動(dòng)式 擦除器可以位于主體的一個(gè)相對的端部處。觸控筆可以具有諸如按鈕之類的輸入-輸出設(shè) 備，可以具有用于檢測尖端和擦除器按壓事件的力傳感器，可以具有用于檢測觸控筆的運(yùn) 動(dòng)的加速度計(jì)，并且可以具有其他輸入-輸出設(shè)備。
[0024] 觸摸傳感器可以位于細(xì)長的主體上。觸摸傳感器可以是電容式觸摸傳感器或基于 其他觸摸技術(shù)的觸摸傳感器。觸摸傳感器可以具有沿主體的長度延伸的電容式觸摸傳感器 電極陣列。所述電極可以被圖案化以獲得有關(guān)用戶沿主體的長度觸摸觸控筆的一個(gè)或多個(gè) 位置的信息。如果需要的話，電極還可以被圖案化以獲得有關(guān)用戶圍繞主體的周邊觸摸觸 控筆的一個(gè)或多個(gè)位置的信息。在一些布置中，縱向位置信息和周邊位置信息均可以被收 集。
[0025] 來自觸控筆主體上的觸摸傳感器的觸摸數(shù)據(jù)可以被用于收集來自用戶的觸摸姿 勢命令（例如，用戶的手指沿觸控筆的長度的彈擊），可以被用于收集有關(guān)觸控筆在用戶的 手指之間被如何旋轉(zhuǎn)的信息，以及可以被用于收集來自用戶的其他觸摸輸入。
[0026] 從觸控筆中的觸摸傳感器收集到的觸摸輸入可以被無線地傳送到外部電子裝置。 電子裝置可以接收來自觸控筆的無線觸摸傳感器輸入，并且可以使用被接收的輸入以控制 繪圖應(yīng)用或在裝置上運(yùn)行的其他軟件的操作。
[0027] 在圖1中的說明性配置中，觸控筆10被用于向外部裝置40提供輸入。如圖1所 示，裝置40可以具有諸如表面42之類的前表面。表面42可以包括觸摸傳感器（例如，電 容式觸摸屏電極陣列或其他觸摸傳感器）。如果需要的話，表面42還可以包括顯示器。在 一些配置中，諸如圖1中的裝置40之類的裝置可以是不包含顯示器的電子設(shè)備（即，諸如 帶有觸摸傳感器但沒有視覺輸出能力的繪圖板之類的設(shè)備）。在這種類型的配置中，觸摸傳 感器設(shè)備可以收集觸摸輸入，而可以通過使用諸如具有顯示器的獨(dú)立設(shè)備之類的附加的電 子裝置提供針對用戶的對應(yīng)的視覺輸出。
[0028] 觸控筆10可以具有細(xì)長的形狀。例如，觸控筆10可以具有諸如主體12之類的圓 柱形主體，或可以具有其他適合形狀的主體（例如，主體12可以具有一個(gè)或多個(gè)平面的側(cè) 邊，可以具有橢圓形的截面形狀等）。主體12可以沿縱軸24在相對的端部14和16之間延 伸。端部14可以被用于向設(shè)備40供應(yīng)與在繪圖應(yīng)用中執(zhí)行繪圖任務(wù)或執(zhí)行其他觸摸傳感 器輸入任務(wù)有關(guān)的觸摸輸入。端部14有時(shí)可以被稱為觸控筆10的繪圖端。觸控筆10的 端部16可以被用于向繪圖應(yīng)用或其他觸摸傳感器任務(wù)提供擦除輸入，并且有時(shí)可以被稱 為觸控筆10的擦除端。
[0029] 觸控筆尖端18可以在觸控筆10的端部14處形成。觸控筆尖端18可以被用于向 電子裝置40的表面42上的觸摸傳感器提供觸摸傳感器輸入。例如，觸控筆尖端18可以是 使用諸如電極20之類的一個(gè)或多個(gè)電極向裝置40中的觸摸傳感器提供電磁信號(hào)的主動(dòng)式 尖端。可以通過使用幅度調(diào)制方案或其他適合的調(diào)制方案調(diào)制由電極20供應(yīng)的電磁信號(hào)。 設(shè)備40的觸摸傳感器可以使用電容式電極陣列接收被調(diào)制的電磁信號(hào)，并且可以處理被 接收的信號(hào)以識(shí)別在橫向維度X和Y上尖端18在表面42上的位置。觸控筆10的端部16 還可以具有主動(dòng)式觸摸傳感器電極或可以具有諸如被用于在端部16與表面42上的觸摸傳 感器相鄰接時(shí)提供擦除接觸輸入的導(dǎo)電元件之類的被動(dòng)式組件。
[0030] 觸控筆10可以具有諸如力傳感器22和30之類的力傳感器。傳感器22和30可 以被用于檢測觸控筆按壓