具有接地体状态开关的无源笔的制作方法
【专利说明】 具有接地体状态开关的无源笔
对相关申请的交叉引用
[0001]基于35U.S.C 119(e)，本申请要求2014年5月13日提交的、名称为“Passive PenWith Button”的美国临时专利申请序列号61/992，800以及2014年8月22日提交的、名称为“Passive Pen With Button”的美国临时专利申请序列号62/040，969的优先权。通过引用将美国临时专利申请序列号61/992，800和美国临时专利申请序列号62/040，969的全部内容结合在本文中。
技术领域
[0002]本发明一般涉及电子装置。
【背景技术】
[0003]包括接近传感器装置(也通常被称为触摸垫或触摸传感器装置)的输入装置广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括通常由表面区分的感测区，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置通常用作较大计算系统的输入装置(诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的触摸垫)。接近传感器装置也经常用于较小计算系统中(诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏)。
【发明内容】
[0004]—般来说，在一个方面，本发明的实施例涉及一种无源笔，其包括笔身、以及布置在笔身第一末端的尖端。该尖端电容性地耦合至该笔身，并且该电容性耦合配置成将该尖端从第一接地体状态改变至第二接地体状态。
[0005]—般来说，在一个方面，本发明的实施例涉及一种无源笔，其包括笔身、配置在笔身第一末端的尖端、以及机械开关。该机械开关用于控制尖端至笔身的电容性耦合。该电容性耦合配置成基于该机械开关的激活从第一接地体状态切换至第二接地体状态。
[0006]—般来说，在一个方面，本发明的实施例涉及一种无源笔，其包括笔身、配置在笔身一末端的尖端、以及可选按钮。该可选按钮用于控制尖端至笔身的电容性耦合。该电容性耦合配置成基于可选按钮的选择从第一接地体状态切换至第二接地体状态。
[0007]从下面的描述和附随的权利要求本发明的其他方面将显而易见。
【附图说明】
[0008]将在下文中结合附图描述本发明的优选示例性实施例，其中相似的附图标记表示相似的元素。
[0009]图1示出了根据本发明一实施例的、包括输入装置的示例系统的框图。
[0010]图2-6示出了根据本发明一个或多个实施例的无源笔的示例图。
[0011]图7-22示出了根据本发明一个或多个实施例的示例无源笔配置。
[0012]图23示出了根据本发明一个或多个实施例的笔的示例末端。
[0013]图24和25示出了根据本发明一个或多个实施例的示例曲线图。
[0014]图26示出了根据本发明一个或多个实施例的流程图。
[0015]图27示出了根据本发明一个或多个实施例的、示例可报告事件表。
【具体实施方式】
[0016]现在将参考附图详细描述本发明的特定实施例。为了保持一致，多个附图中相似的元素由相似的参考标号表示。
[0017]在下文对本发明实施例的详细描述中，阐述大量特定细节以提供对本发明的更彻底的理解。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，本发明可在没有这些特定细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细描述公知特征以避免不必要地使本描述复杂化。
[0018]在整个申请中，序数(例如，第一、第二、第三等)可用作元素(即，本发明中的任何名词)的形容词。序数的使用并不暗示或创建元素的任何特定排序，也并不将任何元素限制为仅为单个元素，除非特别地公开，诸如通过术语“之前”、“之后”、“单个”以及其他这种术语的使用。相反，序数的使用是为了将元素加以区分。作为示例，第一元素不同于第二元素，并且第一元素可能包含多于一个元素并在元素的排序上位于第二元素之后(或之前)。
[0019]—般来说，本发明的一个或多个实施例是针对用于改变无源笔的状态的机械机制。特别地，本发明的一个或多个实施例将机械地改变无源笔的接地体状态的机械机制结合在无源笔中。该机械机制能够在输入装置上使用该无源笔期间由用户触发。
[0020]无源笔的接地体状态指无源笔的尖端和自由空间之间的电容性耦合的量。自由空间是指宇宙，诸如空气或真空。在多个实施例中，当尖端和宇宙之间的耦合(即，自由空间耦合系数)相对小时，尖端可被认为处于低接地体状态。然而，当电容性感测装置和宇宙之间的耦合充分地更大时，尖端可被认为操作在高接地体状态下。尖端和自由空间之间的电容性耦合的量指示在感测区中的尖端对输入装置的电容性影响，以及随其后地，结果测量值。低接地体状态的电容性耦合的量是可以配置的。特别地，设计尖端的低接地体状态的电容性耦合使得感测区中的该笔的存在可与噪声区分开(即，该笔是可检测的)并可与处于高接地体状态下的尖端区分开。在本发明的一个或多个实施例中，该尖端可在三个或更多接地体状态之间改变。
[0021]现在转向附图，图1是根据本发明实施例的示例输入装置(100)的框图。输入装置(100)可配置成向电子系统(未示出)提供输入。如本文档中所使用的，术语“电子系统”(或者“电子装置”)广义上指任何能够电子地处理信息的系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如桌上型计算机、膝上型计算机、上网本、平板电脑、网页浏览器、电子书阅读器、以及个人数字助理(PDA)。另外的示例电子系统包括复合型输入装置，诸如包括输入装置(100)和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控器和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭、以及视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括诸如智能电话之类的蜂窝电话)和媒体装置(包括录音机、编辑器和诸如电视机的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可以是输入装置的主机或从机。
[0022]输入装置(100)能够实现为电子系统的物理部件，或能够与电子系统150物理地分离。进一步地，输入装置(100)的部分作为电子系统的部件。例如，确定模块的全部或部分可实现在电子系统的装置驱动器中。视情况而定，输入装置100可使用下列项的任一个或多个与电子系统的部件通信:总线、网络以及其他有线或无线互连。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF以及IRDA。
[0023]在图1中，输入装置(100)示出为接近传感器装置(通常也称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其配置成在感测区(120)中感测由一个或多个输入对象(140)提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1所示。贯穿本说明书，输入对象的单数形式被使用。尽管使用单数形式，多个输入对象存在于感测区(120)中。进一步地，在感测区中的特定输入对象可随着姿势的过程而发生改变。例如，第一输入对象可处于感测区中以执行第一姿势，接下来，第一输入对象和第二输入对象可处于上表面感测区中，以及，最后，第三输入对象可执行第二姿势。为了避免不必要地使描述复杂化，输入对象的单数形式被使用并且指的是所有上述变形。
[0024]感测区(120)包含在输入装置(100)之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置(100)能够检测用户输入(例如，由一个或多个输入对象(140)提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可以逐个实施例极大地改变。
[0025]在一些实施例中，感测区(120)从输入装置(100)的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直至信噪比阻止充分准确的对象检测。在输入装置的表面之上的延伸可被称为上表面感测区。这个感测区(120)沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可以大约少于一毫米、数毫米、数厘米、或更多，而且可随所使用的感测技术的类型和期望的精度而显著变化。因此，一些实施例感测输入，其包括与输入装置(100)任何表面无接触、与输入装置
(100)的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合一定量外加力或压力的输入装置(100)的输入表面相接触、和/或它们的组合。在各种实施例中，输入表面可由传感器电极位于其中的壳体的表面来提供，由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板来提供等。在一些实施例中，感测区(120)在投射到输入装置(100)的输入表面上时具有矩形形状。
[0026]输入装置(100)可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区(120)中的用户输入。输入装置(100)包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性示例，输入装置(100)可使用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁、声、超声、和/或光技术。
[0027]一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现配置成提供输入沿特定轴或平面的投影。
[0028]在输入装置(100)的一些电阻性实现中，柔性且导电第一层由一个或多个隔离元件与导电第二层分离。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可使其充分弯曲以便在层之间创建电接触，从而导致反映层之间的接触点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。
[0029]在输入装置(100)的一些电感性实现中，一个或多个感测元件获得由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合可然后用来确定位置信息。
[0030]在输入装置(100)的一些电容性实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化来被检测。
[0031]—些电容性实现利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来创建电场。在一些电容性实现中，独立感测元件可欧姆地短接在一起，以便形成更大传感器电极。一些电容性实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
[0032]—些电容性实现利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变所测量电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对基准电压(例如系统地)来调制传感器电极、以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来进行操作。使用绝对电容感测方法获得的度量可被称为绝对电容性度量。
[0033]—些电容性实现利用基于传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变所测量电容性耦合。在一个实现中，跨电容性感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“