具有接地體狀態(tài)開關的無源筆的制作方法
【專利說明】 具有接地體狀態(tài)開關的無源筆
對相關申請的交叉引用
[0001]基于35U.S.C 119(e)，本申請要求2014年5月13日提交的、名稱為“Passive PenWith Button”的美國臨時專利申請序列號61/992，800以及2014年8月22日提交的、名稱為“Passive Pen With Button”的美國臨時專利申請序列號62/040，969的優(yōu)先權。通過引用將美國臨時專利申請序列號61/992，800和美國臨時專利申請序列號62/040，969的全部內(nèi)容結合在本文中。
技術領域
[0002]本發(fā)明一般涉及電子裝置。
【背景技術】
[0003]包括接近傳感器裝置(也通常被稱為觸摸墊或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置廣泛應用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括通常由表面區(qū)分的感測區(qū)，在其中接近傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可用于為電子系統(tǒng)提供接口。例如，接近傳感器裝置通常用作較大計算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如集成在或外設于筆記本或桌上型電腦的觸摸墊)。接近傳感器裝置也經(jīng)常用于較小計算系統(tǒng)中(諸如集成在蜂窩電話中的觸摸屏)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—般來說，在一個方面，本發(fā)明的實施例涉及一種無源筆，其包括筆身、以及布置在筆身第一末端的尖端。該尖端電容性地耦合至該筆身，并且該電容性耦合配置成將該尖端從第一接地體狀態(tài)改變至第二接地體狀態(tài)。
[0005]—般來說，在一個方面，本發(fā)明的實施例涉及一種無源筆，其包括筆身、配置在筆身第一末端的尖端、以及機械開關。該機械開關用于控制尖端至筆身的電容性耦合。該電容性耦合配置成基于該機械開關的激活從第一接地體狀態(tài)切換至第二接地體狀態(tài)。
[0006]—般來說，在一個方面，本發(fā)明的實施例涉及一種無源筆，其包括筆身、配置在筆身一末端的尖端、以及可選按鈕。該可選按鈕用于控制尖端至筆身的電容性耦合。該電容性耦合配置成基于可選按鈕的選擇從第一接地體狀態(tài)切換至第二接地體狀態(tài)。
[0007]從下面的描述和附隨的權利要求本發(fā)明的其他方面將顯而易見。
【附圖說明】
[0008]將在下文中結合附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例，其中相似的附圖標記表示相似的元素。
[0009]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的、包括輸入裝置的示例系統(tǒng)的框圖。
[0010]圖2-6示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的無源筆的示例圖。
[0011]圖7-22示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的示例無源筆配置。
[0012]圖23示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的筆的示例末端。
[0013]圖24和25示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的示例曲線圖。
[0014]圖26示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的流程圖。
[0015]圖27示出了根據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的、示例可報告事件表。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在將參考附圖詳細描述本發(fā)明的特定實施例。為了保持一致，多個附圖中相似的元素由相似的參考標號表示。
[0017]在下文對本發(fā)明實施例的詳細描述中，闡述大量特定細節(jié)以提供對本發(fā)明的更徹底的理解。然而，對于本領域普通技術人員顯而易見的是，本發(fā)明可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實施。在其他情況下，沒有詳細描述公知特征以避免不必要地使本描述復雜化。
[0018]在整個申請中，序數(shù)(例如，第一、第二、第三等)可用作元素(即，本發(fā)明中的任何名詞)的形容詞。序數(shù)的使用并不暗示或創(chuàng)建元素的任何特定排序，也并不將任何元素限制為僅為單個元素，除非特別地公開，諸如通過術語“之前”、“之后”、“單個”以及其他這種術語的使用。相反，序數(shù)的使用是為了將元素加以區(qū)分。作為示例，第一元素不同于第二元素，并且第一元素可能包含多于一個元素并在元素的排序上位于第二元素之后(或之前)。
[0019]—般來說，本發(fā)明的一個或多個實施例是針對用于改變無源筆的狀態(tài)的機械機制。特別地，本發(fā)明的一個或多個實施例將機械地改變無源筆的接地體狀態(tài)的機械機制結合在無源筆中。該機械機制能夠在輸入裝置上使用該無源筆期間由用戶觸發(fā)。
[0020]無源筆的接地體狀態(tài)指無源筆的尖端和自由空間之間的電容性耦合的量。自由空間是指宇宙，諸如空氣或真空。在多個實施例中，當尖端和宇宙之間的耦合(即，自由空間耦合系數(shù))相對小時，尖端可被認為處于低接地體狀態(tài)。然而，當電容性感測裝置和宇宙之間的耦合充分地更大時，尖端可被認為操作在高接地體狀態(tài)下。尖端和自由空間之間的電容性耦合的量指示在感測區(qū)中的尖端對輸入裝置的電容性影響，以及隨其后地，結果測量值。低接地體狀態(tài)的電容性耦合的量是可以配置的。特別地，設計尖端的低接地體狀態(tài)的電容性耦合使得感測區(qū)中的該筆的存在可與噪聲區(qū)分開(即，該筆是可檢測的)并可與處于高接地體狀態(tài)下的尖端區(qū)分開。在本發(fā)明的一個或多個實施例中，該尖端可在三個或更多接地體狀態(tài)之間改變。
[0021]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例輸入裝置(100)的框圖。輸入裝置(100)可配置成向電子系統(tǒng)(未示出)提供輸入。如本文檔中所使用的，術語“電子系統(tǒng)”(或者“電子裝置”)廣義上指任何能夠電子地處理信息的系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有大小和形狀的個人計算機，諸如桌上型計算機、膝上型計算機、上網(wǎng)本、平板電腦、網(wǎng)頁瀏覽器、電子書閱讀器、以及個人數(shù)字助理(PDA)。另外的示例電子系統(tǒng)包括復合型輸入裝置，諸如包括輸入裝置(100)和獨立操縱桿或按鍵開關的物理鍵盤。進一步的示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遙控器和鼠標)和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏幕和打印機)之類的外圍設備。其他示例包括遠程終端、信息亭、以及視頻游戲機(例如，視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括諸如智能電話之類的蜂窩電話)和媒體裝置(包括錄音機、編輯器和諸如電視機的播放器、機頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機)。另外，電子系統(tǒng)可以是輸入裝置的主機或從機。
[0022]輸入裝置(100)能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部件，或能夠與電子系統(tǒng)150物理地分離。進一步地，輸入裝置(100)的部分作為電子系統(tǒng)的部件。例如，確定模塊的全部或部分可實現(xiàn)在電子系統(tǒng)的裝置驅(qū)動器中。視情況而定，輸入裝置100可使用下列項的任一個或多個與電子系統(tǒng)的部件通信:總線、網(wǎng)絡以及其他有線或無線互連。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行總線(USB)、藍牙、RF以及IRDA。
[0023]在圖1中，輸入裝置(100)示出為接近傳感器裝置(通常也稱作“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成在感測區(qū)(120)中感測由一個或多個輸入對象(140)提供的輸入。示例輸入對象包括手指和觸控筆，如圖1所示。貫穿本說明書，輸入對象的單數(shù)形式被使用。盡管使用單數(shù)形式，多個輸入對象存在于感測區(qū)(120)中。進一步地，在感測區(qū)中的特定輸入對象可隨著姿勢的過程而發(fā)生改變。例如，第一輸入對象可處于感測區(qū)中以執(zhí)行第一姿勢，接下來，第一輸入對象和第二輸入對象可處于上表面感測區(qū)中，以及，最后，第三輸入對象可執(zhí)行第二姿勢。為了避免不必要地使描述復雜化，輸入對象的單數(shù)形式被使用并且指的是所有上述變形。
[0024]感測區(qū)(120)包含在輸入裝置(100)之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中輸入裝置(100)能夠檢測用戶輸入(例如，由一個或多個輸入對象(140)提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可以逐個實施例極大地改變。
[0025]在一些實施例中，感測區(qū)(120)從輸入裝置(100)的表面沿一個或多個方向延伸到空間中，直至信噪比阻止充分準確的對象檢測。在輸入裝置的表面之上的延伸可被稱為上表面感測區(qū)。這個感測區(qū)(120)沿特定方向延伸的距離，在各種實施例中，可以大約少于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米、或更多，而且可隨所使用的感測技術的類型和期望的精度而顯著變化。因此，一些實施例感測輸入，其包括與輸入裝置(100)任何表面無接觸、與輸入裝置
(100)的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與耦合一定量外加力或壓力的輸入裝置(100)的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各種實施例中，輸入表面可由傳感器電極位于其中的殼體的表面來提供，由應用在傳感器電極或任何殼體之上的面板來提供等。在一些實施例中，感測區(qū)(120)在投射到輸入裝置(100)的輸入表面上時具有矩形形狀。
[0026]輸入裝置(100)可利用傳感器組件和感測技術的任何組合來檢測感測區(qū)(120)中的用戶輸入。輸入裝置(100)包括用于檢測用戶輸入的一個或多個感測元件。作為若干非限制性示例，輸入裝置(100)可使用電容性、倒介電、電阻性、電感性、磁、聲、超聲、和/或光技術。
[0027]一些實現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維的空間的圖像。一些實現(xiàn)配置成提供輸入沿特定軸或平面的投影。
[0028]在輸入裝置(100)的一些電阻性實現(xiàn)中，柔性且導電第一層由一個或多個隔離元件與導電第二層分離。在操作期間，跨層創(chuàng)建一個或多個電壓梯度。按壓柔性第一層可使其充分彎曲以便在層之間創(chuàng)建電接觸，從而導致反映層之間的接觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可用于確定位置信息。
[0029]在輸入裝置(100)的一些電感性實現(xiàn)中，一個或多個感測元件獲得由諧振線圈或線圈對所感應的回路電流。電流的幅值、相位和頻率的某個組合可然后用來確定位置信息。
[0030]在輸入裝置(100)的一些電容性實現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入對象引起電場的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化來被檢測。
[0031]—些電容性實現(xiàn)利用電容性感測元件的陣列或者其他規(guī)則或不規(guī)則圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容性實現(xiàn)中，獨立感測元件可歐姆地短接在一起，以便形成更大傳感器電極。一些電容性實現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
[0032]—些電容性實現(xiàn)利用基于傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在各種實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極附近的電場，從而改變所測量電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對基準電壓(例如系統(tǒng)地)來調(diào)制傳感器電極、以及通過檢測傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合來進行操作。使用絕對電容感測方法獲得的度量可被稱為絕對電容性度量。
[0033]—些電容性實現(xiàn)利用基于傳感器電極之間的電容性耦合的變化的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各種實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極之間的電場，從而改變所測量電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，跨電容性感測方法通過檢測一個或多個發(fā)射器傳感器電極(又稱作“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”)與一個或多個接收器傳感器電極(又稱作“