具有靜電和無線電鏈路的顯示器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供了在交互式顯示器系統(tǒng)中用于傳送信息的系統(tǒng)和方法。在一個示例中，交互式顯示器系統(tǒng)包括：包括具有行和列電極的電極矩陣的交互式顯示器(所述行電極被順序地驅動)、顯示器側無線電收發(fā)機、和包括電極尖端及輸入設備側無線電收發(fā)機的輸入設備。交互式顯示器被配置來在顯示器的電極矩陣與輸入設備的電極尖端之間形成的靜電鏈路中傳送信道標識符，并且輸入設備被配置來檢測指示電極矩陣中最近的行電極(電極尖端被置于接近該行電極)的位置信號，并且經由輸入設備側收發(fā)機和顯示器側收發(fā)機之間的無線電鏈路在信道標識符所標識的信道上向交互式顯示器傳送指示最近的行電極的數據。
【專利說明】具有靜電和無線電鏈路的顯示器系統(tǒng)
[0001 ] 背景
[0002]已經開發(fā)了從指示筆接收用戶輸入的交互式顯示器。在一種類型的實現中，每支指示筆由無線電鏈路鏈接到交互式顯示器。在指示筆激活之際，無線電鏈路被建立。一旦建立，當指示筆被放置在顯示器附近，指示筆可經由無線電鏈路將其X-Y位置報告給交互式顯示器。為了確定其X-Y位置，指示筆經由其尖端處的電極來進行靜電測量。這個電極接收來自交互式顯示器中各電極的信號，或將信號傳送給交互式顯示器中的各電極，各電極按行與列排列并以循環(huán)順序地驅動。指示筆可檢測電極尖端與下方的行(或列)之間的電容被驅動為高(或，在某些情況下被驅動為低)的精確時間。基于此，指示筆可確定其行(或列)的位置。在順序循環(huán)中，指示筆確定其行和列的位置。指示筆可經由無線電鏈路將由指示筆所做的測量報告給交互式顯示器，其與由交互式顯示器內的電極所做的測量進行組合，可被用于確定指示筆的行和列的位置。交互式顯示器可相應地處理該輸入用于顯示，例如，諸如指示筆的所報告的位置處的光標的GUI元素。
[0003]用這種方式的一個缺點是，建立無線電鏈路的過程可能占用用戶可感知的量的時間，這可能會導致用戶的受挫感。此延遲是由交互式顯示器通常與指示筆在多個信道上無線地通信，并通過諸如跳頻擴譜技術的方法在信道間跳躍的事實導致的。在60Hz時鐘周期中，在典型的38信道上跳躍可導致在理想傳輸條件下至多0.63秒的延遲，并且在現實世界傳輸條件下(其中無線電傳輸被干擾并且傳送的數據丟失)可導致更長的延遲。這樣量級的延遲對于用戶是可察覺的，并可例如在諸如頭腦風暴會議、演示等場景中導致受挫感，在這些場景中重視用戶與顯示器的快速交互。
[0004]概述
[0005]為了解決上述挑戰(zhàn)，提供了在交互式顯示器系統(tǒng)中用于傳送信息的系統(tǒng)和方法。在一個示例中，交互式顯示器系統(tǒng)包括:包括具有行和列電極的電極矩陣的交互式顯示器(其中行電極被順序地驅動)、顯示器側無線電收發(fā)機、和包括電極尖端及輸入設備側無線電收發(fā)機的輸入設備。交互式顯示器被配置來在顯示器的電極矩陣與輸入設備的電極尖端之間形成的靜電鏈路中傳送信道標識符，并且輸入設備被配置來檢測指示電極矩陣中最近的行電極的位置信號(電極尖端被置于接近該行電極)，并且經由輸入設備側收發(fā)機和顯示器側收發(fā)機之間的無線電鏈路在信道標識符所標識的信道上傳送指示離電極尖端最近的行電極的數據。
[0006]提供本概述以便以簡化的形式介紹以下在詳細描述中進一步描述的一些概念。本
【發(fā)明內容】
并不旨在標識所要求保護主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護主題的范圍。而且，所要求保護的主題不限于解決該公開的任一部分中所注的任何或全部缺點的實現方式。
[0007]附圖簡述
[0008]圖1是根據本公開的實施例的示例性交互式顯示器系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2是圖1的交互式顯示器系統(tǒng)的電極矩陣的示意圖。
[0010]圖3是例示出圖1的交互式顯示器系統(tǒng)的內部組件的框圖。
[0011]圖4是例示出交互式顯示器與圖1的交互式顯示器系統(tǒng)的指示筆之間的數據的傳輸的示意圖。
[0012]圖5是圖1的交互式顯示器系統(tǒng)的輸入設備的示意圖。
[0013]圖6是在交互式顯示器與輸入設備之間傳送信息的方法的一個實施例的流程圖。
[0014]圖7示出根據本公開的一個實施例的計算設備的框圖。
[0015]詳細描述
[0016]圖1示出根據本公開的一實施例的示例性交互式顯示器系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括被配置來同時感測來自多個源的輸入的交互式顯示器102。例如，顯示器102可感測由人類手指101施加的觸摸輸入以及由一個或多個輸入設備施加的輸入。輸入設備可以具有指示筆104的外形，或可以另一種合適的外形因素來配置。如在下文中更詳細地示出和描述的，可響應于在顯示器102處輸入的接收來生成并顯示合適的圖形輸出108。
[0017]圖2示意性示出可被包括于交互式顯示器系統(tǒng)100中以便于輸入檢測的示例性電極矩陣200。矩陣200包括被垂直地彼此分開并形成節(jié)點(例如節(jié)點206)的多個行電極202和多個列電極204，其電氣特性(例如電容)可被監(jiān)測以檢測觸摸輸入和指示筆輸入。
[0018]多個行電極202可電耦合于相應的驅動電路208，其被配置來以以下各種描述的方式驅動行電極。相反，多個列電極204可電耦合到相應的檢測電路210，其可檢測由多個行電極202的驅動導致的列電極中的電流和/或電壓，由指示筆104和/或手指101對顯示器的觸摸而對顯示器102的電壓應用。在其它實施例中，然而，伴隨著多個列電極204被驅動，檢測電路可替代地被耦合到多個行電極202。如下所述，如此構成的電極矩陣可被用于檢測不僅來自用戶手指的觸摸輸入，而且還確定諸如指示筆104的輸入設備的位置的至少一個坐標。將理解，在圖2中示出的行和列的數目僅用于說明性的用途，并且，在典型顯示器中比圖2所例示的更多的列和行被包括在矩陣200中。
[0019]現在轉向圖3，例示出交互式顯示器系統(tǒng)100的附加內部組件的示意圖被示出。如所示，系統(tǒng)100包括交互式顯示器102，其包括具有位于多個列電極204上方(在發(fā)光方向)的多個行電極202的上述電極矩陣200。多個行和列電極202和204由介電層308隔離，其可以包括各種合適的介電材料(例如，玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、環(huán)烯聚合物(COP)薄膜等)。位于電極矩陣200下方(相對于發(fā)光方向)的是發(fā)光層310，其可以是，例如，液晶顯示器(LCD)棧、發(fā)光二極管(LED)棧、有機發(fā)光二極管(OLED)棧、或等離子顯示面板(PDP)。發(fā)光層310被配置來通過電極矩陣200發(fā)射光L，使得光通過交互式顯示器102的頂面，并作為顯示于顯示器頂面的圖像顯現給用戶。發(fā)光層310和電極矩陣200在控制器314的控制下進行操作。
[0020]交互式顯示器系統(tǒng)100進一步包括圖像源312，其可經由控制器314從電極矩陣200接收具有經檢測的觸摸數據324和經檢測的輸入設備數據322的形式的輸入，在圖像源312處理輸入，并生成合適的圖形輸出108作為響應，該響應被發(fā)送回控制器314以用于通過交互式顯示器102的發(fā)光層310來顯示。如所示，圖像源312可以是外部計算設備，或集成到交互式顯示器102的外殼中的計算設備，并可包括合適的程序、處理器、和存儲子系統(tǒng)以執(zhí)行本文描述的功能?？杀挥米鲌D像源312的示例計算設備在以下參考圖7描述。
[0021]為了便于各種指示筆104與交互式顯示器102之間通信鏈路的建立，交互式顯示器102可經由建立于電極矩陣200與鄰近指示筆104之間各靜電鏈路302來與鄰近指示筆104進行通信。當電極尖端被置于離多個行電極202的距離在垂直范圍R內時，可在矩陣200與每個指示筆104的電極尖端318之間形成靜電鏈路302。!?表示可在其內形成靜電鏈路的范圍。在一些示例中，R可以是從O至I米、從O至20厘米、或從O至5厘米的范圍。將理解，該系統(tǒng)可被配置來利用其它合適的范圍值。如下所述，各種各樣類型的信息可經由靜電鏈路302(包括交互式顯示器與指示筆104通過其通信的無線電信道)進行通信。由于靜電鏈路和無線電信道通信的建立可與60Hz掃描速率中I幀一樣快地完成，在一些實施例中該配對可以以1/60秒那樣快速地完成，這對于常規(guī)的配對方法是顯著改善。
[0022]如以上所提到的，交互式顯示器系統(tǒng)100還可通過建立在顯示器側無線電收發(fā)機320與輸入設備側無線電收發(fā)機512之間的各自雙向無線電鏈路304來與指示筆進行通信。將理解，無線電鏈路304的每一個在被用于在顯示器側收發(fā)機320與輸入設備側收發(fā)機512之間無線地通信的多個可能的信道321中不同的信道上形成，或在相同的信道上形成，但每個輸入設備側無線電收發(fā)機512分配給該信道內不同的時間槽。
[0023]由于指示筆104首先被帶入顯示器的范圍R，交互式顯示器102的控制器314被配置來向指示筆104的電極尖端318傳輸由顯示器側收發(fā)機320使用的信道的信道信息和同步模式兩者。使用該信息，指示筆104能夠在顯示器側收發(fā)機使用的信道上建立無線電鏈路304，并且能夠基于同步模式建立與交互式顯示器分享的時間感，由于電極矩陣被循環(huán)地驅動，這使指示筆能基于在電極尖端與最近行電極之間的電容變化來準確地確定其Y(即，行)的位置。
[0024]將包括經由無線電鏈路304接收的指示筆104的Y(行)位置以及由電極矩陣200感測的指示筆104的X(列)位置的經檢測的輸入設備數據322，連同來自用戶手指的任何經檢測的觸摸數據324—起，發(fā)送給圖像源312。除了指示筆104的X，Y(列，行)位置，所檢測的輸入設備數據322可包括電極尖端318是否被按下的指示。其它數據也可被包括于所檢測的輸入設備數據322內，諸如時鐘同步信號、模式指示(寫或擦除)、以及輸入設備標識符等。所檢測到的觸摸數據324通常包括所檢測到的用戶手指的觸摸的Χ、Υ數據。在圖像源處的程序邏輯接收經檢測的輸入設備數據322和經檢測的觸摸數據324，并執(zhí)行程序處理以生成圖形輸出108。如上所述，圖形輸出108從圖像源312被發(fā)送給控制器314，進而以合適于在顯示器102上顯示圖形輸出108的方式來控制發(fā)光層310。在圖3中，左側的指示筆104被示出觸摸顯示器表面、按壓指示筆的電極尖端，而右側的指示筆104被示出電極尖端318以未按壓狀態(tài)懸停并位于范圍R內。
[0025]圖4是交互式顯示器系統(tǒng)100的局部分解圖，例示出交互式顯示器系統(tǒng)100如何與指示筆104建立通信鏈路。在該分解圖中，示出被配置來顯示圖形輸出108并且從用戶的手指或從指示筆104接收輸入的表面400。例如，表面400可以是位于多個行電極202之上的保護層的頂面。圖4還示出位于表面400下方(相對于發(fā)光方向)的電極矩陣200，以及在電極矩陣與指示筆104的電極尖端318之間形成的靜電鏈路402。然而，將理解，表面400和電極矩陣200之間的間距為說明起見被夸大了，并且這些組件的合成和位置并非旨在以任何方式被限制。
[0026]在一些實施例中，例如，電極矩陣200的驅動電路208可被形成控制器314的部分的現場可編程門陣列(FPGA)內實現的微編碼的狀態(tài)機驅動。每個驅動電路208可作為移位寄存器實現，其具有一個觸發(fā)器并為每個行電極輸出，并且可被操作以獨立于寄存器狀態(tài)強制所有輸出值為零。對每個移位寄存器的輸入可以是時鐘、數據輸入、以及空輸入，其可被來自微編碼的狀態(tài)機的輸出驅動?？赏ㄟ^將要被激活的每個輸出用一而別處用零來填充移位寄存器來傳送信號，并接著利用所需調制來切換空輸入。如果以這種方式使用移位寄存器，則輸出電壓可只取兩個值。在其它實現中，例如其它電路可被用于允許輸出電壓取較大的范圍的值，以減少輸出波形的諧波內容，并降低交互式顯示器系統(tǒng)100輻射的發(fā)射量。
[0027]由于多個行電極202被順序地驅動從而確定其至少一部分相對于交互式顯示器系統(tǒng)100的位置，故指示筆104可檢測位置信號。具體而言，指示筆104的電極尖端318可在該階段期間(其中多個行電極202中每行電極被連續(xù)驅動)接收不同的電流。例如，最高的接收到的電流可指示最接近的電極尖端318的行電極。以下參考圖6描述一種用于確定相對于交互式顯示器系統(tǒng)100的指示筆104的位置的方法。此外，指示筆104可經由電極尖端318檢測通過以上述方式操作移位寄存器產生的其它信號。
[0028]具有經檢測的位置信號，指示筆104可經由在顯示器側無線電收發(fā)機320與輸入設備側無線電收發(fā)機(圖5中的512處示出)之間建立的無線電鏈路304傳送關于其至少一部分相對于交互式顯示器系統(tǒng)100的位置的數據。無線電鏈路304上的傳輸可發(fā)生于預先確定的無線電信道上，其可以是預先確定的無線電跳頻序列中的多個無線電信道之一。用于經由無線電鏈路304傳輸的標識當前無線電信道的信道標識符可經由靜電鏈路302被傳送給指示筆104，如下文進一步詳細描述。
[0029]圖5示出根據本公開的一個實施例的形如指示筆的指示筆104的框圖。如上所述，指示筆104包括導電的且被配置成當鄰近驅動電極矩陣200時接收電流的電極尖端318。如圖所示，尖端318被可操作地耦合到模擬電路504，其被配置來將在尖端接收到的電流轉換成對應的電壓。模擬電路504可進一步包括電壓源，該電壓源被配置來將尖端318保持于恒定電壓，或，在其它操作模式期間，將隨時間變化的電壓施加于尖端，如以下進一步詳細描述的。
[0030]在一些實施例中，電極尖端318可以是可開關尖端，其包括被配置來在指示筆104與表面(例如，對著表面400被按壓)接觸的情況下提供第一輸出并在指不筆未與表面接觸(例如，未按壓)的情況下提供第二輸出的可按壓開關505。來自開關505的輸出可接著經由無線電鏈路304被中繼至交互式顯示器102，使得懸停輸入可與接觸輸入區(qū)別開，S卩，使得交互式顯示器102可確定指示筆104是與表面400接觸還是并未接觸而是懸停于交互式顯示器102的表面400之上。
[0031]在一些實施例中，電極尖端318可被配置為測量力因此，尖端318可生成在輸出范圍內的輸出，這指示由尖端感測到的力。如圖5所示，尖端318與指示筆104的主體間隔距離D，按壓尖端可減少該距離。該尖端可被彈簧向外壓偏，而且距離D被關閉的程度可被感測為施加于尖端的力的代理。
[0032]指示筆104進一步包括模數(A/D)轉換器506，其操作地耦合于模擬電路504并且被配置來數字化從模擬電路接收到的電壓。作為一個非限制性示例，轉換器506可以IMbit/s的采樣率轉換具有10kHz帶寬的傳入靜電信號。
[0033]指示筆104進一步包括處理器508，其操作地耦合到A/D轉換器506、存儲器510、以及輸入設備側的無線電收發(fā)機512。處理器508被配置來處理來自轉換器506的數字化信號，執(zhí)行存儲器510中保持的指令，并控制輸入設備側的收發(fā)機512。在一些實施例中，輸入設備側收發(fā)機512可被配置來傳送和接收具有例如，2.4GHz與2.5GHz之間的頻率的信號，并且可經由同步串行端口被操作地耦合到處理器508。
[0034]為了將指示筆104與交互式顯示器102配對并在適當的信道上建立無線電鏈路304，交互式顯示器102的控制器314可，通過以將無線電信道信息編碼到驅動信號的一部分中的方法來驅動電極矩陣，經由電極矩陣200與在使用中的無線電信道通信，如下面所討論的。指示筆104可經由來自電極矩陣200的電極尖端318，經由靜電鏈路302，靜電地接收無線電信道標識符連同同步模式。處理器508可接著執(zhí)行存儲于存儲器510中的指令，以基于從電極矩陣200傳送的無線電信道標識符來從存儲于存儲器中的表或其它合適的數據結構中檢索無線電頻率。例如，指示筆104可接著經由輸入設備側收發(fā)機512與顯示器側無線電收發(fā)機320之間形成的無線電鏈路304以所檢索到的無線電頻率來傳送數據。以這種方式，指示筆可將來自該指示筆的諸如該指示筆相對于電極矩陣200的行位置(Y坐標)的位置信息經由無線電鏈路傳送給交互式顯示器，如參考圖6所詳細地描述的。
[0035]此外，處理器508可執(zhí)行保持于存儲器510中的指令以計算跳頻序列的后續(xù)頻率，以使指示筆104和交互式顯示器102能經由跳頻擴頻技術通信。
[0036]指示筆104可被配置來在指示筆與交互式顯示器102至少分離閾值距離達至少閾值持續(xù)時間的情況下切斷經建立的無線電鏈路。例如，閾值距離可以是如上所述的范圍R的最外極限?；蛘撸?，可確定小于范圍R的最外極限的閾值距離，并通過感測靜電鏈路的信號強度來感測。切斷鏈路將允許指示筆將無線電收發(fā)機斷電以便節(jié)電，并且在閾值持續(xù)時間過去后如此做將會幫助確保當指示筆104暫時性被帶離出范圍接著在很短的時間持續(xù)期間內返回范圍內時該無線電鏈路不被切斷。
[0037]現在轉向圖6，例示出將信息從交互式顯示器傳送給輸入設備的方法600的流程圖被示出。例如，方法600可在交互式顯示器系統(tǒng)100中實現，并用于經由靜電鏈路302和建立于其間的無線電鏈路304在交互式顯示器102、電極矩陣200、與指示筆104之間傳送信息。
[0038]在方法600的602處，交互式顯示器的電極矩陣的一個或多個行電極根據時鐘周期被順序地驅動?？稍谳斎霗z測模式期間順序地驅動一個或多個行電極以用于檢測應用于交互式顯示器處或上方的觸摸輸入和指示筆輸入。在一些實施例中，在602處的順序驅動可包括以60Hz的時鐘周期用隨時間變化的電壓來驅動一個或多個行電極，盡管其它變化是可能的。
[0039]接著，在方法600的604處，將同步模式經由建立于指示筆與交互式顯示器的電極矩陣之間的靜電鏈路傳送給指示筆。同步模式可被用于同步指示筆與交互式顯示器之間的時序。例如，該同步模式可向指示筆指示序列的位置，其中電極矩陣中的多個行電極被順序驅動。在一些實施例中，同步模式可被應用于兩個或更多個行電極，使得指示筆可接收具有可接受幅值的模式，而非指示筆的位置。
[0040]接著，在方法600的606處，將信道標識符經由靜電鏈路傳送給指示筆。信道標識符可標識無線電信道，在該無線電信道上，可在指示筆與交互式顯示器之間(例如，在指示筆側無線電收發(fā)機512與顯示器側無線電收發(fā)機320之間)在其間的無線電鏈路上傳送數據。
[0041]在一些實施例中，信道標識符可包括每幀都被傳送給指示筆的六個比特。本文使用的“幀”是指為應用的輸入掃描電極矩陣而占用的持續(xù)時間。六個信道標識符比特可被解釋為O到63之間的整數，并且該整數可被解釋為無線電信道。例如，存儲于指示筆中存儲器(例如，存儲器510)的表可包含64個無線電中心頻率的列表(例如，2.406GHz、2.407GHz、2.409GHz等)，并且整數可被用作該表中的索引，使得指示筆與顯示器側無線電收發(fā)機之間的傳輸可按經同意的頻率發(fā)生。
[0042]信道標識符的傳輸可包括允許通過信道可靠地傳送信道標識符的合適的調制方案的利用。該調制的頻譜可在與用于檢測應用于交互式顯示器的輸入的激勵波形的頻率相同的約束中選擇一一例如，盡可能高的頻譜是為了在相同時間內允許做盡可能多的測量，但是足夠低，使得電極矩陣的低通效果阻抗于測試中的電容，并且其它雜散電容不會不可接受地衰減傳輸。
[0043]作為一個非限制性示例，可經由具有約10kHz頻率的載波上的二進制相移鍵控(BPSK)來編碼信道標識符比特。每個比特可用四個載波周期編碼，各比特之間具有大約一個載波周期的保護時間。該比特時間可被選擇以實現所需的信噪比；隨著在模數轉換期間的積分時間增加，因噪聲而不正確地接收比特的概率會降低。這樣的噪聲可受環(huán)境影響支配，例如建筑物的電氣安全接地系統(tǒng)(交互式顯示器通過其電源插腳的第三個插腳與其連接)與用戶之間的電壓的差異。在大電容觸摸傳感器中，噪聲可通常被耦合于交互式顯示器的噪聲支配。但是，由于在信道標識符的接收期間，電流在指示筆電極尖端被測量，而不是在電極矩陣處，所以電極通過電極矩陣與交互式顯示器屏蔽。
[0044]在一些實施例中，交互式顯示器可以是彼此鄰近的多個交互式顯示器中的一個，在這種情況下，可希望避免干擾。為了減少這種干擾的概率，每個顯示器可使用不同的跳頻序列，例如通過用無損操作(例如，X0R)將顯示器的序列號與針對每個顯示器不同的數字(諸如顯示器的序列號的最后六位)相結合。在這樣的情況下，可以下列方式來計算無線電跳頻信道:
[0045]cnt = (cnt+1 )mod 64
[0046]ch = permutat 1n [cnt]
[0047]ch = ch XOR serial
[0048]其中，cnt是每幀遞增的計數器取模64、序列(serial)是顯示器序列號的最后六位、以及ch是信道。如果XOR操作被用于生成多個跳頻序列，則它可在隨機排列之后被應用，而非之前。否則，具有類似序列號的序列可高度相關?？蛇x擇該排列以減少這樣的相關性，例如通過蠻力搜索。然而，將理解，在其它實施例中兩個或更多個不同的顯示器可按異相方式使用相同的跳頻序列。具體地，每個顯示器可在任何給定的瞬間占據同一跳頻序列中不同的時隙。
[0049]在一些實施例中，如果指示筆與交互式顯示器之間的無線電鏈路被切斷(例如，通過將指示筆以閾值距離離開交互式顯示器達閾值的持續(xù)時間)，指示筆自身可繼續(xù)計算跳頻序列。例如，可以下列方式來計算新信道:
[0050]ch = ch XOR serial
[0051]cnt = inverse—permutat1n[ch]
[0052]cnt = (cnt+1 )mod 64
[0053]ch = permutat 1n [cnt]
[0054]ch = ch XOR serial
[0055]其中，cnt是每幀遞增的計數器取模64、序列(serial)是顯示器序列號的最后六位、以及ch是彳目道。
[0056]在指示筆與電極矩陣之間的靜電鏈路(可以此查明信道標識符)不可用的場景中，指示筆還可通過常規(guī)方法來建立無線電鏈路，例如通過監(jiān)聽任意信道直到跳頻序列正巧使用該信道。當離交互式顯示器在閾值距離之內時，指示筆可接著僅使用靜電數據。
[0057]接著，在方法600的608處，將位置信號從電極矩陣經由靜電鏈路傳送給指示筆。位置信號的傳輸可包括在610處用一個或多個隨時間變化的電壓順序地驅動電極矩陣中的每行電極，以及可進一步包括在612處檢測電極矩陣中的一個或多個列電極中的所得電流。此處，例如，電極矩陣以輸入檢測模式操作，該模式可被用于檢測人類手指應用的輸入。分別在610與612處執(zhí)行的驅動和檢測可形成本文中被稱為“掃描”的過程，其中掃描電極矩陣以檢測應用的輸入。
[0058]以這種方式的電極矩陣的驅動與檢測，還可便于指示筆相對于交互式顯示器的至少一部分的位置的確定。在一些實施例中，在604處的同步模式到指示筆的傳輸允許指示筆確定電極矩陣在被用于驅動行電極的序列中處在何處。更具體地，同步可允許指示筆在給定的時間瞬間確定被驅動的特定行。由于行電極在610被順序驅動，通過將該信息與被指示筆測量與存儲的電容(例如，從每行到指示筆的電極尖端)相組合，指示筆可標識具有特定屬性的電容，并且將該電容匹配于當該電容被測量時被驅動的行。例如，指示筆可標識所測量的最高電容，并將它被測量的時間匹配于對應行被驅動的對應的時間。行可被標識為最接近指示筆的行，并被用作指示筆的y坐標的基礎。因此，在該實施例中，交互式顯示器可經由無線電鏈路接收諸如在614來自指示筆的y坐標的參數?；蛘?，如果該靜電鏈路被配置用于雙向通信，則y坐標可經由靜電鏈路被接收。如上所述，其它參數還可經由無線電鏈路從指示筆104被傳送至交互式顯示器102。
[0059]然而，用于確定指示筆的y坐標的其它方法是可能的。在其它實施例中，指示筆可傳送測量出具有特定屬性(例如，最高電容)的電容的時間，并將該時間傳送給交互式顯示器，該交互式顯示器接著確定指示筆的y坐標。再進一步，在其它實施例中，電極矩陣可靜電傳送標識為矩陣中所有行電極而被驅動的行的數據。
[0060]接著，在616處任選地確定是否經由無線電鏈路接收來自指示筆的完整的數據分組，其可被指示筆執(zhí)行可靠遞送的各實施例執(zhí)行。在這些實施例中，指示筆可重復地傳送數據分組(其可包括諸如y坐標、指示筆的電極尖端的按壓等的各種參數)，直到由交互式顯示器向指示筆發(fā)送指示數據分組的完整接收的確收信號。因此，如果確定完整數據分組已被接收(是)，則方法600可包括在618處任選地把確收信號從交互式顯示器傳送到指示筆。如果完整數據分組未被接收到(否)，則方法600可返回到616，直到完整的數據分組被接收。[0061 ]接著，在方法600的620處，確定指示筆的x坐標。確定x坐標可包括，在622處，用恒定電壓驅動電極矩陣中的所有行電極，并且，在624處，從指示筆接收應用于交互式顯示器的一個或多個隨時間變化的電壓。在624處從隨時間變化的電壓的應用得到的電流可接著在626處在電極矩陣的每一列電極中被順序地測量。具有特定性質(例如，接收最高電流)的列電極可被標識為最靠近指示筆的列電極，并因而被用作指示筆的X坐標的基礎。
[0062]接著，在方法600的628處，可經由靜電鏈路任選地接收來自指示筆的數據。對于其中指示筆包括可按壓開關的實施例，該數據可包括指示筆的電極尖端是否被按壓的指示?；蛘呋蛄硗?，對于其中指示筆包括力敏尖端的實施例，該數據可包括力的測量。該數據可包括又一些信息和指示筆所做的測量，包括對指示筆上的一個或多個按鈕是否被按壓以及可以其它方式經由無線電鏈路被接收的y坐標的指示。這里，指示筆可采用類似于上述諸如BPSK的調制方案。一旦經由靜電鏈路被接收，交互式顯示器就可解調所傳輸的數據。
[0063]在一些實施例中，經由靜電鏈路從指示筆發(fā)送到交互式顯示器的數據可被交互式顯示器用于確定指示筆相對于交互式顯示器的至少一部分的位置，因為該數據僅可由鄰近指示筆的電極尖端的電極的子集(例如，列電極)接收。
[0064]接著，在方法600的630處，交互式顯示器可任選地跳到跳頻序列中的新頻率。在一些示例中，跳頻序列在606處信道標識符傳輸之前發(fā)起。如上所述，跳頻序列可包括以所定義的次序被選的64個頻率，其可以是從O至63的整數的排列。其它順序是可能的，雖然出于監(jiān)管目的，可能希望以相同的次數使用每個信道，并且希望信道使用之間的時間(其確定給定信道上的占空比)盡可能地大。這些特性可通過具有該排列形式的跳頻序列來滿足。
[0065]將理解，在630處的頻率跳躍可在方法600的別處發(fā)生。例如，交互式顯示器可每幀都跳至跳頻序列中的新頻率。
[0066]如示出以及描述的，方法600可以用戶不可察覺的方式被利用來快速地同步諸如指示筆之類的輸入設備與交互式顯示器。在一些場景中，這種同步可于單幀期間發(fā)生。由于建立的同步，指示筆和交互式顯示器可經由靜電和無線電鏈路互相傳送數據。更具體地，無線電鏈路可被切斷并基于指示筆與交互式顯示器分開的程度重建，這可減少功耗。針對方法600的其它修改是可能的一一例如，經由靜電和/或無線電鏈路傳送的數據可經由適當的加密方案加密。此外，方法600可適于其中電極矩陣的列電極被驅動，并且檢測電路電耦合于各行電極的實施例。
[0067]如上討論的，本文描述的方法和過程可實現于具有外部或內部圖像源312的交互式顯示器102，這通常是計算設備?？杀挥米鲌D像源312的計算設備的內部組件在圖7中被例示出。
[0068]圖7示意性地示出了可以執(zhí)行上述方法和過程之中的一個或多個的計算系統(tǒng)700的非限制性實施例。以簡化形式示出了計算系統(tǒng)700。計算系統(tǒng)700可采取以下形式:一個或多個個人計算機、服務器計算機、平板計算機、家庭娛樂計算機、網絡計算設備、游戲設備、移動計算設備、移動通信設備(例如，智能電話)和/或其它計算設備。
[0069]計算系統(tǒng)700包括邏輯子系統(tǒng)702和存儲機704。計算系統(tǒng)700可任選地包括顯示子系統(tǒng)706、輸入子系統(tǒng)708、通信子系統(tǒng)710、和/或在圖7中未示出的其它組件。
[0070]邏輯子系統(tǒng)702包括被配置來執(zhí)行指令的一個或多個物理設備。例如，邏輯機可被配置來執(zhí)行作為以下各項的一部分的指令:一個或多個應用、服務、程序、例程、庫、對象、組件、數據結構、或其它邏輯構造。這種指令可被實現以執(zhí)行任務、實現數據類型、轉換一個或多個部件的狀態(tài)、實現技術效果、或以其它方式得到期望結果。
[0071]邏輯機可包括被配置成執(zhí)行軟件指令的一個或多個處理器。作為補充或替換，邏輯機可包括被配置成執(zhí)行硬件或固件指令的一個或多個硬件或固件邏輯機。邏輯機的處理器可以是單核或多核，且在其上執(zhí)行的指令可被配置為串行、并行和/或分布式處理。邏輯機的各個組件可任選地分布在兩個或更多單獨設備上，這些設備可以位于遠程和/或被配置成進行協(xié)同處理。邏輯機的各方面可由以云計算配置進行配置的可遠程訪問的聯(lián)網計算設備來虛擬化和執(zhí)行。
[0072]存儲機704包括被配置成保存可由邏輯機執(zhí)行以實現此處所述的方法和過程的指令的一個或多個物理設備。在實現這些方法和過程時，可以變換存儲機704的狀態(tài)(例如，保存不同的數據)。
[0073]存儲機704可以包括可移動和/或內置設備。存儲機704可包括光學存儲器(例如，CD、DVD、HD-DVD、藍光盤等)、半導體存儲器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)和/或磁存儲器(例如，硬盤驅動器、軟盤驅動器、磁帶驅動器、MRAM等)等等。存儲機704可包括易失性、非易失性、動態(tài)、靜態(tài)、讀/寫、只讀、隨機存取、順序存取、位置可尋址、文件可尋址和/或內容可尋址設備。
[0074]可以理解，存儲機704包括一個或多個物理設備。然而，本文描述的指令的各方面可另選地通過不由物理設備在有限時長內持有的通信介質(例如，電磁信號、光信號等)來傳播。
[0075]邏輯子系統(tǒng)702和存儲機704的各方面可被一起集成到一個或多個硬件邏輯組件中。這些硬件邏輯組件可包括例如現場可編程門陣列(FPGA)、程序和應用專用的集成電路(PASIC/ASIC)、程序和應用專用的標準產品(PSSP/ASSP)、片上系統(tǒng)(SOC)以及復雜可編程邏輯器件(CPLD)。
[0076]術語“模塊”、“程序”和“引擎”可用于描述被實現為執(zhí)行一個特定功能的計算系統(tǒng)700的一方面。在某些情況下，可以通過執(zhí)行由存儲機704所保持的指令的邏輯子系統(tǒng)702來實例化模塊、程序或引擎。應當理解，可以從同一應用、服務、代碼塊、對象、庫、例程、AP1、函數等來實例化不同的模塊、程序和/或引擎。類似地，相同的模塊、程序和/或引擎可由不同的應用、服務、代碼塊、對象、例程、AP1、功能等來實例化。術語“模塊”、“程序”和“引擎”意在涵蓋單個或成組的可執(zhí)行文件、數據文件、庫、驅動程序、腳本、數據庫記錄等。
[0077]應該理解，在此使用的“服務”是跨多個用戶會話可執(zhí)行的應用程序。服務可用于一個或多個系統(tǒng)組件、程序和/或其它服務。在某些實現中，服務可以在一個或多個服務器計算設備上運行。在被包括時，顯示子系統(tǒng)706可用于呈現由存儲機704保存的數據的視覺表示。該視覺表示可以采用圖形用戶界面(GUI)的形式。由于此處所描述的方法和過程改變了由存儲機保持的數據，并由此變換了存儲機的狀態(tài)，因此同樣可以轉變顯示子系統(tǒng)706的狀態(tài)以視覺地表示底層數據的改變。顯示子系統(tǒng)706可以包括使用實質上任何類型的技術的一個或多個顯示設備?？蓪⒋祟愶@示設備與邏輯子系統(tǒng)702和/或存儲機704組合在共享封裝中，或者此類顯示設備可以是外圍顯示設備。
[0078]當被包括時，輸入子系統(tǒng)708可包括諸如鍵盤、鼠標、觸摸屏或游戲控制器等一個或多個用戶輸入設備或者與這些用戶輸入設備對接。在一些實施例中，輸入子系統(tǒng)可以包括或相接于所選擇的自然用戶輸入(NUI)部件。這樣的部件可以是集成式的或者是外設，并且輸入動作的轉換和/或處理可以在板上或板下處理。示例NUI部件可包括用于語言和/或語音識別的話筒；用于機器視覺和/或姿勢識別的紅外、色彩、立體顯示和/或深度相機；用于運動檢測和/或意圖識別的頭部跟蹤器、眼睛跟蹤器、加速計和/或陀螺儀；以及用于評估腦部活動的電場感測部件。
[0079]當包括通信子系統(tǒng)710時，通信子系統(tǒng)710可以被配置成將計算系統(tǒng)700與一個或多個其它計算設備可通信地耦合。通信子系統(tǒng)710可以包括與一個或多個不同通信協(xié)議兼容的有線和/或無線通信設備。作為非限制性示例，通信子系統(tǒng)可被配置成用于經由無線電話網絡或者有線或無線局域網或廣域網來進行通信。在一些實施例中，通信子系統(tǒng)可允許計算系統(tǒng)700經由諸如因特網這樣的網絡將消息發(fā)送至其他設備以及/或者從其它設備接收消息。
[0080]將會理解，此處描述的配置和/或方法本質是示例性的，這些具體實施例或示例不應被視為限制性的，因為許多變體是可能的。此處描述的具體例程或方法可以表示任何數量的處理策略中的一個或多個。如此，所示和/或所述的各種動作可以以所示和/或所述順序、以其它順序、并行地執(zhí)行，或者被省略。同樣，上述過程的次序可以改變。
[0081]本公開的主題包括各種過程、系統(tǒng)和配置以及此處公開的其它特征、功能、動作和/或屬性、以及它們的任一和全部等價物的所有新穎且非顯而易見的組合和子組合。
【主權項】
1.一種交互式顯示器系統(tǒng)，包括: 包括具有行和列電極的電極矩陣的交互式顯示器，所述行電極被順序地驅動，其中所述交互式顯示器還包括顯示器側無線電收發(fā)機；以及 包括電極尖端以及輸入設備側無線電收發(fā)機的輸入設備； 其中所述交互式顯示器被配置來在所述顯示器的電極矩陣與所述輸入設備的電極尖端之間形成的靜電鏈路中傳送信道標識符，以及 其中所述輸入設備被配置來檢測指示所述電極矩陣中的所述電極尖端被置于接近于其的最近的行電極的位置信號，并且經由所述輸入設備側收發(fā)機和所述顯示器側收發(fā)機之間的無線電鏈路在所述信道標識符所標識的所述無線電鏈路的信道上向所述交互式顯示器傳送指示所述最近的行電極的數據。2.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入設備包括被配置來用隨時間變化的電壓驅動所述電極尖端的電壓源，以及 其中所述交互式顯示器被配置來用恒定電壓驅動所有行電極，并且在接收到指示所述最近的行電極的數據之后順序地測量每個列電極中隨時間變化的電壓導致的電流，以確定所述電極矩陣中的所述電極尖端被置于接近于其的最近的列電級。3.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入設備包括處理器和保持能夠由所述處理器執(zhí)行以下的指令的存儲器: 基于所述信道標識符從存儲于所述存儲器中的表檢索無線電頻率；以及 以所述無線電頻率經由所述無線電鏈路傳送數據。4.如權利要求3所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式顯示器根據跳頻序列經由所述無線電鏈路來傳送數據，以及 其中如果所述無線電鏈路已被切斷，則所述指令進一步能夠執(zhí)行以計算所述跳頻序列的后續(xù)頻率。5.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式顯示器被配置來經由所述靜電鏈路傳送同步模式，所述同步模式被用于同步所述交互式顯示器的所述電極矩陣和輸入設備的順序驅動的時序，在所述同步模式的傳輸之后檢測到位置信號。6.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述位置信號從所述交互式顯示器經由所述靜電鏈路被發(fā)送至所述輸入設備的所述電極尖端。7.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述電極尖端被配置來測量力。8.如權利要求7所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入設備被配置來經由所述靜電鏈路和所述無線電鏈路之一或兩者傳送指示包括所述經測量的力的一個或多個測量的數據。9.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述交互式顯示器被配置來在從所述輸入設備經由所述無線電鏈路接收完整的數據分組之后傳送確收信號，以及 其中所述輸入設備被配置來當至少以閾值距離與所述交互式顯示器分離達至少閾值持續(xù)時間時，在接收所述確收之后切斷所述無線電鏈路。10.如權利要求1所述的交互式顯示器系統(tǒng)，其特征在于，所述電極尖端包括可按壓開關，所述可按壓開關被配置來在所述輸入設備與所述交互式顯示器接觸的情況下提供第一輸出并在所述輸入設備未與所述交互式顯示器接觸的情況下提供第二輸出。
【文檔編號】G06F3/044GK105900047SQ201480072719
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】J·韋斯特許斯
【申請人】微軟技術許可有限責任公司