自主触知触控笔的制作方法

当一个人用钢笔或铅笔在纸上书写时，纸张的纤维性质提供带有一些摩擦的粗糙、不均匀的表面。相比而言，当一个人使用触控笔在平板计算机、膝上型计算机、电子游戏机的显示屏上或在信用卡销售点设备的签名捕捉屏幕上书写时，显示屏的表面(通常为玻璃)是光滑且几乎完全均匀的。

通常，触控笔的笔尖也是光滑的，意味着小且均匀的摩擦系数，以及产生具有非常小的触觉反馈的书写体验。许多人觉得缺乏触觉反馈会削弱触控笔的可控性，从而导致相对于在纸上完成的相同书写、签名或绘画而言失真了的书写、签名或绘画。

概述

本文中描述了用于自主触知触控笔(autonomoushapticstylus)的技术，该自主触知触控笔向跨平板计算机、膝上型计算机、信用卡销售点设备、电子游戏机或类似设备的显示屏上移动触控笔的人提供触觉反馈，从而允许人在显示屏上书写或绘画。本文中还描述了用于显示屏的数字化仪以提供可由自主触知触控笔使用的信息的技术。

自主触知触控笔自我确定其跨显示屏的速度并且振动以向人提供触觉反馈。触控笔可提供取决于速度的振动，或者可以在触控笔正移动时提供振动而在触控笔不移动时不提供振动。自主触知触控笔还可自我确定其在显示屏上的位置，并且在触控笔正跨显示屏的一个区域移动时提供触觉反馈，然而在触控笔正跨显示屏的另一区域移动时不提供触觉反馈。还公开了一种数字化仪，该数字化仪经由触摸屏感测电极提供信息，该信息允许这样的自主触知触控笔确定其在显示屏上的位置和其跨显示屏的速度。

本文中还描述了用于触控笔自主地确定其自身跨显示屏的速度并基于该速度提供触觉反馈的方法。还描述了使用触控笔速度来模拟对应于现实世界材料的纹理的触觉反馈的方法。本文中还描述了用于触控笔自我确定其在显示屏上的位置并且在触控笔正跨显示屏的一个区域移动时提供触觉反馈，然而在触控笔正跨显示屏的另一区域移动时不提供触觉反馈的方法。本文中还描述了用于数字化仪以提供允许自主触知触控笔确定其在显示屏上的位置和其跨显示屏的速度的信息的方法。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，本概述也不旨在被用来限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中提及的任何或所有缺点的实现。另外，没有必要为了获得本文中所描述的任何一个或多个益处而使用本文中所描述的所有技术。而且，没有必要为了获得本文中所描述的任一益处而获得本文中所描述的所有益处。换言之，人们可以选择仅获得所描述的一个益处，或者获得本文中所描述的一个以上的益处，并且可以选择实施提供所选择的(诸)益处的一种技术或方法，而不去实施本文中所描述的其他技术或方法。

附图简述

图1是由计算机或其中的组件(诸如显示屏数字化仪)驱动的示例性自主触知触控笔和显示屏的框图。

图2是示出示例性触控笔的各种组件的示意性框图。

图3a例示了与具有行电极和列电极的互电容或自电容触敏显示屏一起使用的触控笔。

图3b例示了所检测到的各个个体电极相对于距这些电极的距离的信号强度。

图3c解说了当触控笔跨行电极或列电极移动时发生的总检测到的信号强度中的示例性的一系列的峰和谷。

图4a和4b例示了示例性自主触知触控笔和在其表面上具有一系列大小及间隔均匀的凸起(bump)的示例性显示屏。

图4c例示了在其表面上具有不规则地间隔的凸起的示例性显示屏。

图5a是示出解说了用于在位置信息可用并且将被使用的情况下控制触控笔中的致动器的过程的各方面的例程的流程图。

图5b是示出解说了用于在位置信息不可用并且将不被使用的情况下控制触控笔中的致动器的过程的各方面的例程的流程图。

图6是示出解说了用于调制触控笔中的致动器的活动的过程的各方面的例程的流程图。

图7是示例性数字化仪的框图。

图8是解说用于能够实现本文中所呈现的技术的各方面的计算系统的计算机硬件和软件架构的计算机架构图。

图9示出了用于能够执行本文中所描述的各种软件组件的计算设备的说明性计算设备架构。

详细描述

本文中公开了一种自主触知触控笔。当一个人(即“用户”)跨显示屏移动触控笔时，触控笔自主地确定(即，自我确定)其自身跨显示屏的速度和/或其在显示屏上的位置。触控笔接着产生振动或其他物理表现形式，这些物理表现形式通过模拟跨不规则的书写表面(诸如纸张)上绘画的钢笔或铅笔的感觉来向用户提供触觉反馈。给用户的这种触觉反馈致使用户拥有更为熟悉的(诸如在纸张上书写的)书写体验，即使用户可能实际上正在光滑、恒定摩擦表面(诸如平板计算机、膝上型计算机、信用卡销售点设备、电子游戏机显示器或其他设备的玻璃显示屏)上书写。

本文公开了各种实现。在一种实现中，触控笔针对不同的速度提供不同的触觉反馈。不同的触觉反馈可以是不同的振动统计数据、不同的随机模式、不同的振动频率、不同的振动幅度、不同的振动模式、或以不同的速率播放振动模式。在另一实现中，如果触控笔正在移动，则触控笔仅仅打开触觉反馈，而如果触控笔没有移动，则触控笔将触觉反馈关闭。

此外，在一种实现中，触控笔提供触觉反馈，而不管触控笔在显示屏上的何处。在另一实现中，当触控笔正在显示屏的一个区域中移动时，触控笔提供触觉反馈，而当触控笔正在显示屏的另一区域中移动时不提供触觉反馈。

在触控笔的一实现中，触控笔使用静电传感器检测来自驱动显示屏中的行和列电极的信号的电容耦合电流。在显示屏的一实现中，驱动显示屏的触敏电极的数字化仪电路在显示屏的行电极和列电极两者上提供驱动信号。这允许触控笔使用检测到的电容耦合电流来确定其跨显示屏的速度。

在显示屏的另一实现中，驱动显示屏的触敏电极的数字化仪电路在显示屏的行电极和列电极两者上都提供驱动信号，并且这些驱动信号包含标识每行和每列的信息。这允许触控笔使用检测到的电容耦合电流来确定其在显示屏上的位置和其跨显示屏的速度。

在触控笔的另一实现中，触控笔使用力或压力传感器来检测显示屏中的凸起，诸如反向凹坑(inversedimple)。这允许触控笔使用凸起和各凸起之间的平台(谷)的出现率来确定其跨显示屏的速度。

在显示屏的另一实现中，显示屏在显示屏的某些区域中具有许多凸起(诸如反向凹坑)，但在显示屏的其他区域中则没有。这允许触控笔使用凸起的存在或不存在来确定是要提供还是不要提供触觉反馈，并且允许触控笔在触觉反馈要被提供时使用凸起和平台的出现率来确定其跨显示屏的速度。

通过触控笔自我确定速度和/或位置减少了用户开始跨显示屏移动触控笔的时间与用户接收模拟触控笔跨纸张的移动的触觉反馈的时间之间的等待时间。当驱动显示屏的计算机监视行电极和列电极以确定触控笔在显示屏上的位置、基于触控笔的位置的改变来确定触控笔的速度、对位置和/或速度信息进行编码以便跨电子通信链路(诸如bluetooth(蓝牙)、静电、或红外线)传输，以及传送位置和/或速度信息，并且触控笔接收传输、对传输进行解码，并接着开始提供触觉反馈时，等待时间可能是显著的，因而会削弱所提供的反馈的有用性，甚至达到使普通用户分散注意力或激怒的程度。低等待时间电子通信链路可被使用，以便减少延迟问题，但是是以减少电池寿命为代价的。

速度和/或位置信息的自我确定消除了与这样的电子通信链路相关联的编码、解码和传输时间，并且根据本文中所描述的至少一种实现，甚至可以消除对电子通信链路的需要。另外，不使用用于电子通信链路以从计算机接收速度和/或位置信息的接收器减少了触控笔中的电池(多个电池)上的电力消耗，由此节省了触控笔中的电池电力并允许使用更小的电池和/或增加在触控笔中更换电池或对电池再充电之间的时间。

为了通过减少包含性术语的叙述和重复来提高可读性，术语“可以，但不限于”、“能够，但不限于”、“作为示例而非限制”、“诸如，但不限于”、“例如，而非作为限制”等类似表达在本文中被缩写为“可以”、“能够”、“作为示例”和“例如”。

现在转向附图，将描述以上所提及的各种实现。图1是与由计算机155或其中的组件(诸如显示屏数字化仪300(图3a))驱动的显示屏150一起使用的示例性自主触知触控笔100的框图。图2是示出示例性触控笔100的各种组件的示意性框图。触控笔100具有在一端处的笔尖105、在笔尖105中或连接到笔尖105的传感器110、处理器115、存储器120、电池(或多个电池)125、各种其他组件130、致动器135、任选的发射器140、以及示例性多个导体145(图2)以提供各种组件之间的通信和/或电力。尖端105在触控笔100的端部处，该端部在触控笔100正被使用时通常朝向显示屏150定位并且压靠显示屏150。

传感器110可以是静电电压传感器或者可以是力(压力)传感器。如本文中关于传感器110所使用的，术语“传感器”不包括用于接收如由操作显示屏150的计算机155计算的触控笔100的速度或触控笔100的位置的电子通信链路。静电传感器110接收来自显示屏150的行和列电极305、310(图3a)的电容耦合电流。这些信号被放大(诸如通过跨阻抗放大器)，并且某种形式的增益控制也可被使用。经放大的信号接着被转换成数字信号以供处理器115使用。压力传感器110可以是例如对施加在其上的压力(诸如当触控笔100在显示屏150上的凸起上移动时)提供输出电压响应的压电晶体。这些信号被放大，并且还可以存在某种形式的增益控制。经放大的信号接着被转换成数字信号以供处理器115使用。

处理器115读取并处理来自传感器110的信号，以确定触控笔100跨显示屏150的速度和/或确定触控笔100在显示屏150上的位置。基于速度和/或位置，处理器115将信号发送到致动器135，从而致使致动器135提供某种形式的触觉反馈(诸如通过以期望的方式振动)。致动器135可以是例如压电致动器、电磁致动器、线性谐振致动器(lra)、偏心旋转质量电机(erm)或一些其他类型的振动机构。压电致动器和电磁致动器的优点在于，它们通常允许振动的频率和幅度两者都变化以及彼此独立地变化。虽然lra一般具有单个谐振频率，但是该频率附近的带宽可以在设计时被调整。erm本质上涉及幅度和频率，使得它们不能够彼此独立地变化。

存储器120储存并提供用于处理器115的操作指令，可储存和提供定义用于触知或触觉反馈的不同模式的数据(包括定义随机过程(例如，自回归移动平均(arma)模型和相关联的高斯噪声方差)的数据)，并且可储存和提供其他信息(诸如绘画画布边界信息)。电池125向处理器115和存储器120提供操作电力，并且在合适的情况下，向传感器110、致动器135、组件130、和/或任选的发射器140提供操作电力。

组件130可包括用户控件(诸如手动操作的开/关式开关130a、和/或传感器或触敏开关130b)，使得触控笔100在用户握住触控笔100时被自动打开，而当用户释放触控笔100时被自动关闭，以便节省电池电力。组件130还可包括定时器130c。定时器130c可以是分开的组件，可以是处理器115中的电路，或者可被实现为处理器115的操作的一部分。定时器130c可监视传感器110的输出以获得由触控笔100跨显示屏150的移动引起的改变，或者监视加速度计130e或其他运动检测器的输出以获得由用户移动触控笔100引起的改变。定时器130c可因此在用户没有使用触控笔100达某预定时间段时关闭触控笔100，由此节省电池电力。处理器115可以在来自传感器110、加速度计130e或其他运动检测器的信号中不存在改变长达指定的时间量的情况下被编程为进入睡眠模式，并且/或者当来自这些组件中的任一者的信号中存在改变时唤醒。

如果期望使用可充电电池125而不是使用可更换电池125，则组件130可包括充电端口130d，该充电端口130d可包括再充电电路。如以上所指出，加速度计130e也可被用于电力管理。加速度计130e可检测触控笔100的运动或其缺乏运动，并提供唤醒处理器115的信号，或者允许处理器115进入睡眠模式。

还示出了任选的发射器140。任选的发射器140可以是静电发射器、蓝牙发射器、另一无线/rf发射器、红外发射器或另一电子通信链路发射器，用于将来自传感器110和/或触控笔100的信号传达到计算机155，所述信号诸如由处理器115计算的笔尖力、扭矩、倾斜角、速度和/或位置信息。该信息可被用来减轻计算机155确定触控笔100的位置和速度的任务，或者用于某些其他目的或过程，诸如提供电池125蓄电低的通知或触控笔100即将进入睡眠模式的通知。任选的发射器140可增加电池125上的电力消耗。

所示的各种组件115、120、125、130、135和140的相对位置和大小是为了便于说明而并非旨在描绘所需或所建议的组件放置或组件大小。实际上，本领域普通技术人员可出于各种原因选择重新排列各种组件的位置，并且实际位置可以通过诸如大小、加热、平衡和成本考虑等因素来确定，并且各种组件的大小可以通过技术的现况来确定。

图3a例示了与互电容或自电容触敏显示屏150一起使用的触控笔100，该显示屏150相应地具有行电极305a-305n(统称为行305，或者个体地称为行305，如上下文可能要求的)和列电极310a-310n(统称为列310，或者个体地称为列310，如上下文可能要求的)。如图所示的行305和列310的宽度、长度、间距和数量是为了便于说明。在该类型的显示器中，一组电极(要么行要么列)中的电极通常被顺序地驱动，并且来自相同电极的输出或来自另一组电极的输出被测量以确定显示屏150正被触摸的位置。

在该实现中，传感器110是静电传感器，该静电传感器可以当其附近的电极正被驱动时检测电压。例如，如果触控笔100在位置a处，则传感器110将检测电极310a和310b上的信号(以及可能检测来自其他电极的信号)。如果触控笔100更靠近电极310a，则当电极310a正被驱动时的信号的强度将高于当电极310b正被驱动时的信号的强度。如果触控笔100更靠近电极310b，则当电极310b正被驱动时的信号的强度将高于当电极310a正被驱动时的信号的强度。如果触控笔100位于电极310a和310b之间的中点，则当电极310a正被驱动时的信号的强度将与当电极310b正被驱动时的信号的强度相同。

如果触控笔100是静止的，则来自电极310a和310b的相对信号力度(强度)将保持恒定。然而，如果触控笔100开始移动(假定在箭头d1所指示的方向上)，则来自列电极310a的信号的强度将开始减小，而来自列电极310b的信号将增加。然后，来自列电极310b的信号将开始减小，而来自列电极310c的信号将增加，依此类推。该信息可被用来确定触控笔100的移动方向和触控笔100的速度。

图3b例示了所检测到的各个个体电极相对于距这些电极的距离的信号力度。例如，如果触控笔100靠近屏幕的左边缘，则针对列电极310a上的信号的所检测到的信号力度开始于一个低的值，并且随后当触控笔100被沿x轴向右移动时开始上升，当触控笔100经过列电极310a时达到峰值，并接着随着触控笔100继续向右移动而下降。类似地，如果触控笔100靠近屏幕的左边缘，则针对列电极310b上的信号的所检测到的信号力度开始于一个低的值，并且随后当触控笔100被沿x轴向右移动时开始上升，当触控笔100经过列电极310b时达到峰值，并接着随着触控笔100继续向右移动而下降。来自各个个体行电极305a-305n的信号的力度也以这种方式变化。

该信号力度信息可被用来确定触控笔100的速度。来自每个电极305a、305b、310a、310b等的信号力度由触控笔100测量。来自电极305、310中的一个电极的信号可以通过以下来与来自电极305、310中的另一电极的信号区分开：为每个电极305、310分配将该信号与来自其他电极的信号区分开的特性。时间、频率、和/或编码复用、地址信息、其组合和/或其他技术可被用来允许对信号源自的电极的标识。

在该实现中，触控笔100测量其从各个附近的电极305、310接收的信号的各个个体信号力度。基于各个个体信号力度的相对值，触控笔100通过例如插值来确定其相对于这些电极的位置。例如，触控笔100可确定它在行电极305b和305c之间的中途(来自这两个电极的信号力度近似相等并且大于来自其他电极的信号力度)，或者可以确定与行电极305c相比它更接近于行电极305b(例如，来自行电极305b的信号是来自行电极305c的信号的两倍强)。然后，在短时间之后，触控笔100将再次进行测量。如果两个信号强度仍然大致相同，则触控笔100确定它没有移动，因此其速度为零。然而，如果来自行电极305c的信号的强度现在是来自行电极305b的信号的两倍强，并且这些仍然是最强的信号，则触控笔100仍然在行电极305b和305c之间，但是更接近于电极305c。如果触控笔100首先确定例如它大约在这两个行电极305b和305c之间的中途，并且现在确定它例如在从行电极305b朝行电极305c的路途的四分之三处，则触控笔100现在知道它已移动了这些行电极之间的距离的四分之一。这些行电极之间的间隔是已知的，因此所行进的距离(δy)现在是已知的。而且，信号强度的测量的频率是已知的，因此时间差(δt)也是已知的。因此，触控笔100的垂直速度为δy/δt。

类似地，触控笔100的水平速度通过测量和比较来自列电极310的信号强度来被确定。接着，标量速度是水平速度的平方与垂直速度的平方之和的平方根。

图3c解说了当触控笔100跨行电极305或列电极310移动时发生的总检测到的信号力度或强度中的示例性的一系列的峰和谷。该总检测到的信号强度可被解释为对接收到的功率的测量，而不尝试分离每个发射电极的贡献。在一种实现中，各个峰对应于触控笔居中于发射电极的顶部，而各个谷对应于触控笔位于各电极之间。这些峰和谷越迅速地出现，则触控笔100跨电极305、310移动得越迅速(例如，沿着方向d1)。因此，处理器115可使用关于各个峰之间(或各个谷之间、或一个峰和一个谷值之间)的定时的信息来确定触控笔100的速度。

在典型的互电容触敏显示屏150中，显示屏数字化仪300(计算机155的一部分)驱动一组电极作为发射器电极(要么经由控制线304驱动行电极305，要么经由控制线302驱动列电极310)，并且电压在另一组电极(接收器电极)处被监视。在这种情况下，如果触控笔100在方向d2上移动，则来自列电极310a的信号和来自列电极310b的信号的相对强度将不改变。

在一种实现中，显示屏数字化仪300使被用于发射器电极的一组电极和被用于接收器电极的一组电极交替。换言之，显示屏数字化仪300驱动列电极310并监视行电极305上的输出，接着显示屏数字化仪300驱动行电极305并监视列电极310上的输出，等等。因此，如果触控笔100在方向d1上移动，则它将横越过被驱动的列电极310，因而也导致如图3c中的各个峰和谷。如果触控笔100在方向d2上移动，则它将横越过被驱动的行电极305，因而再次导致图3c中的各个峰和谷。因此，触控笔100能够检测显示屏150中的网格图案，并且处理器115能够生成定时信息并确定触控笔100的速度。定时信息可以是例如各个峰(诸如毗邻峰)之间的时间、各个谷(诸如毗邻谷)之间的时间、一个峰和后续谷之间的时间、或一个谷和后续峰之间的时间。

在典型的自电容触敏显示屏150中，每个电极和电路接地之间的电容被测量。显示屏数字化仪300(计算机155的一部分)驱动电极(要么是经由控制线304驱动行电极305，要么是经由控制线302驱动列电极310)，并且要么监视该相同电极上的电压要么在被设计成转移和测量被储存在电极上的电荷的辅助电路处的电压进行监视。触摸屏幕改变附近的(诸)电极和接地之间的电容，这改变所测量的电压。在这种情况下，如果触控笔100在方向d1上移动，则它可以感测到列电极310a、310b和310c的信号力度中的改变，因为这些电极在自电容测量周期期间充当发射器。类似地，如果触控笔100在方向d2上移动，则它可以感测到行电极305a、305b和305c的信号力度中的改变，因为这些电极在自电容测量周期期间同样充当发射器。

如果触控笔100被从点a移动到点b(即沿着方向d1和方向d2两者移动)，则处理器115可以在需要的情况下使用该信息来确定净标量速度，诸如通过确定沿方向d1的速度、沿d2方向的速度，并将它们作为向量相加、对它们求平均值、基于相对速度成比例地将它们相加，或者使用一些其他技术。例如，如果沿方向d1的速度是s1，并且沿方向d2的速度是0，则合成速度将是s1。类似地，如果沿方向d1的速度是0，并且沿方向d2的速度是s1，则合成速度将再次为s1。然而，设想如果沿方向d1的速度是s1，并且沿方向d2的速度也是s1，则合成速度将是例如s1*sqrt(2)。

在图3a的显示屏150的另一实现中，显示屏数字化仪300被编程为将列和行标识信息添加到驱动列电极310和行电极305的信号中。该信息可以由静电传感器110检测并且被提供给处理器115，该处理器115可使用该信息来确定触控笔100在显示屏150上的位置。例如，如果传感器110接收到标识列310b的标识信息，并接着接收到标识列310c的标识信息，则处理器115知道触控笔100在列310b和310c之间。如果传感器110还接收到标识行305a的标识信息，并接着接收到标识行305b的标识信息，则处理器115知道触控笔100在行305a和305b之间。因此，触控笔100在点c处。该位置信息可被用来例如确定是要施加还是不要施加信号以致使致动器135提供触觉反馈。

如果处理器115确定触控笔100在两行或两列之间，则触控笔100的位置可以被更精确地确定。例如，如果处理器115已经确定触控笔100在行305b和305c之间(诸如通过使用以上所描述的行标识信息)，则处理器115可测量被标识为行305b的信号的强度以及被标识为行305c的信号的强度并对它们进行插值以更好地确定触控笔100相对于行305b和305c的位置。该插值可以是线性函数，或者可以是根据校准测量建模的非线性函数。处理器115还可使用两个以上最接近的电极的信号力度(例如，它可以使用四个或五个最接近的电极的信号力度)。

此外，如果处理器115知道触控笔100在第一时间处在显示屏150上的位置，并接着知道在第二时间处在显示屏150上的位置，则处理器115可确定这些位置之间的距离，并且在还知道第一时间和第二时间之间的差的情况下确定触控笔100跨显示屏150的速度。

各个列和行可以通过使用允许驱动它们的信号区分开的任何技术来被标识。例如，具有不同频率、占空比、相位或脉冲数的电极驱动信号可被分配，或者它们可以利用不同的编码来被卷积。用于时间、频率和码分复用的技术或其组合可被使用。

如果处理器115能够确定位置信息(诸如通过以上所描述的任何技术)，则处理器115可使用该位置信息来确定触控笔100跨显示屏150的速度。例如，如果第一位置已知(无论是绝对的还是相对的)，并且第二位置类似地已知，并且在这两个位置之间行进的时间已知，则处理器115可以容易地确定触控笔100的速度。

优选地，处理器115以某一频率获得并处理来自传感器110的信息，使得用户在用户开始移动触控笔100之后的非常短的时间内开始接收触觉反馈。虽然“非常短的时间”在某种程度上取决于用户，但是延迟优选地小于针对由受训练的用户对触摸刺激的等待时间辨别的恰可察觉差异(jnd)，包括触摸刺激与视觉刺激重合或时间上相关的情形。在一种实现中，小于10毫秒的延迟是优选的。

对触控笔100而言能够自主地确定其在显示屏150上的位置是有用的。例如，当触控笔100在显示屏150的描绘出显示屏150内的书写或绘画区域的一部分上移动时提供触觉反馈，然而当触控笔100在显示屏150的某些其他部分上移动时不提供此类反馈可能是合需的。例如，如果绘画画布正通过绘画程序在显示屏150上被例示出，则当触控笔100正在绘画画布上移动时反馈将是合适的，但是当触控笔100在绘画画布外部时则不合适。作为另一示例，如果用于书写笔记的记事本正通过书写程序在显示屏150上被例示出，则当触控笔100正在记事本上移动时反馈将是合适的，但是当触控笔100在记事本外部时则不合适。书写或绘画区域外部的区域可以在需要的情况下用于其他目的，诸如用于提供由用户对不同的控制图标所作的点击或敲击。

为了提供对位置的自主确定，电极305、310上的驱动信号中的一者或多者具有指定被指派用于书写或绘画的区域的行或列边界的信息。这些信号可以由静电传感器110检测，并且处理器115可以从这些信号中提取该信息。例如，如果触控笔100在这些边界内，则触觉反馈可被提供，但是如果触控笔100在这些边界的外部，则触觉反馈优选地不被提供。指定行和列边界的信息不会迅速地改变，因此通过高等待时间信道(诸如静电信道)将其传达至触控笔不成问题。

在另一实现中，电极305、310上的驱动信号可具有指定每个行或每个列是否在被指派用于绘画的区域内部的信息。例如，该信息可包括一系列位，其中这些位之一被指派用于此目的。如果触控笔100位于所指派的区域内部的一行和一列两者上，则触觉反馈可被提供。然而，如果触控笔100位于不在所指派的区域内部的一行上、不在所指派的区域内部的一列上、或者这两者上，则触觉反馈优选地不被提供。指定行或列是否在所指派的区域内部的信息不会迅速地改变，因此使用诸如静电信道之类的高等待时间信道的数据传输速率不是问题。

在另一实现中，触控笔100可具有静电传感器110和力传感器110两者。在该实现中，即使触控笔100足够靠近显示屏150以便于静电传感器110检测来自行和/或列电极305、310的信号，处理器115也将不致使致动器135提供触觉反馈，除非力传感器110还记录了指示触控笔100与显示屏150处于接触的力。

图4a和4b例示了示例性自主触知触控笔100和示例性显示屏150，该示例性显示屏150在其表面上具有一系列大小及间隔均匀的凸起415a-415n的(个体地称为凸起415或统称为凸起415，如上下文可能要求的)。显示屏150本质上可以是传统的，其中本文中所描述的益处是通过在显示屏150上添加凸起415来提供的。在一种实现中，整个显示屏150具有凸起415。凸起415应该足够大以提供可靠的检测，但不能过大以至于它们损害光学质量、提供对用户而言可检测到和/或令人不愉快的表面，或者向传感器110的输出添加过多噪声。在一个示例性实现中，凸起415具有1μm(微米)的高度和1mm(毫米)的宽度，并且沿着行或列的毗邻的凸起之间的中心到中心间隔优选地在1至4mm的范围中。这些凸起可以使用任何方便和合适的方法进行制造，诸如使用丝网印刷、凹版印刷或其他技术直接在玻璃基板上印刷。一些技术要求特定形式的固化，诸如暴露于热或uv光。

当触控笔100跨显示屏150绘画时，传感器110(在该示例中为压力或力传感器)将输出一系列脉冲420。由于凸起415的宽度是已知的，并且凸起415之间的距离是已知的，因此脉冲420的持续时间和/或各个脉冲420之间的时间可被用来确定触控笔100跨显示屏150的速度。例如，如果凸起415的大小是m微米(或一些其他期望的长度测量单位)，并且脉冲420的宽度是w微秒(或一些其他期望的时间测量单位)，则触控笔100在凸起415上移动的速度是m/w.该信息可以被处理器115用来简单地打开或关闭致动器135，或者可以被处理器115用来改变触觉反馈(例如，作为速度的函数)。

例如，随着触控笔100的速度增加，处理器115可致使致动器135更快速地通过振动模式按顺序排好以提供增加频率和/或增加幅度的振动、以更迅速的速率实现随机过程、或切换到不同的随机过程、或对速度中的改变的一些其他所需的指示。相反，随着触控笔100的速度减小，处理器115可致使致动器135更缓慢地通过振动模式按顺序排好以提供减小频率和/或减小幅度的振动、以更缓慢的速率实现随机过程、或切换到不同的随机过程、或对速度中的改变的一些其他所需的指示。

图4b的矩形网格图案意味着对固定速度而言，对角线(45度)位移的凸起之间的时间比水平或垂直位移高sqrt(2)倍。这意味着仅利用各脉冲之间的时间产生速度估计误差，该速度估计误差取决于触控笔100横越过显示屏150的角度。该误差可通过联合估计速度和轨迹的角度来被避免，例如通过分析横穿凸起所花费的时间和/或分析凸起被横穿时的力传感器输出，并将这与各凸起之间的间隔进行比较。替代地，该误差可通过使用具有六边形、随机或伪随机规律的图案来被减轻。

如所提及的，对触控笔100而言能够至少在某种程度上自主地确定其在显示屏150上的位置是有用的。例如，当触控笔100在显示屏150的描绘出用于书写或绘画的页面的一部分上移动时提供触觉反馈，然而当触控笔100在显示屏150的某些其他部分上移动时不提供此类反馈可能是合需的。因此，在另一实现中，显示屏150可具有拥有凸起415的一个区域405以及没有凸起415的一个或多个其他区域410。这可被用来标识显示屏150上的在其中用户可以写入信息和/或绘图的区域405以及显示屏150上的在其中用户可能没有或者不期望写入信息或绘画的区域410。例如，如果显示屏150正描绘记事本的一个用户可以在其上写入信息的页面，则该区域405将具有凸起415。相反，所描绘的页面外部的区域(诸如用于对不同的控制图标进行点击或敲击的区域410)将不具有凸起415。处理器115可使用脉冲420的存在或不存在来标识触控笔100要么是在书写区域405中(在该情形中触觉反馈被提供)，要么触控笔100在另一区域410中(其中触觉反馈不被提供，或者不同类型的触觉反馈被提供(诸如单个振动脉冲))。

图4c例示了在其表面上具有不规则地间隔的凸起的示例性显示屏150。在典型的显示屏150中，构成显示屏150的像素以均匀间隔的行和均匀间隔的列排列。凸起415中的每一者均折射光，从而充当小透镜。对于固定宽度，折射角随着凸起的高度而增加。如果凸起415处于覆盖像素的各个行和/或列的规则的矩形图案中，则莫尔纹(moiré)混叠可能发生，这可能分散用户的注意力。因此，可能期望通过以下来改变以上所讨论的各实现：凸起415处于不规则图案中、凸起415处于随机或伪随机图案中、凸起415具有不同的大小、和/或行425a-425n或列430a-430n中的凸起415随机地位于该行的中心线之上或之下和/或随机地位于该列的左侧或右侧。

以上降低或防止混叠的办法可在某种程度上影响速度确定的准确度，但这通常无关紧要，因为触觉差异对用户而言将是感觉不到的，尤其是在致动器135仅仅在打开或关闭状态下被操作的情况中。

图5a是示出解说了用于在位置信息可用并且将被使用的情况下控制触控笔100中的致动器135的过程的各方面的例程500的流程图。位置信息可能不可用或者可能未被使用，因为处理器115尚未被编程来使用这种类型的信息，或者因为显示屏150不提供可被用来确定位置的信息。除非另有说明或上下文要求，否则此处各种操作由处理器115来执行。

在开始505之际，处理器115获得位置信息。位置信息可通过下述过程被获得：触控笔100被放置在显示屏150上或被跨显示屏150移动，使得传感器110使用本文中所描述的用于获得位置信息的任何技术来提供与位置相关的信息。例如，触控笔100可能已经被从显示屏150的光滑部分410移动到具有凸起415的部分405。或者，触控笔100可能已被放置在显示屏150上，使得传感器110静电地检测显示屏150上的行和/或列信息。

处理器115确定515触控笔100是否在书写/绘画区域中，即在其中触觉反馈应该被提供的区域中。如果触控笔100不在书写/绘画区域中，则致动器135被停止520(如果它先前被致动并且当前仍被致动的话)。处理器115接着进行到操作510以获得经更新的位置信息。

如果触控笔100处于书写/绘画区域中，则处理器115基于位置信息确定525是否存在位置中的改变(诸如通过将当前位置与先前位置进行比较)。如果尚不存在位置中的改变，则触控笔100被认为是静止的，因此致动器135被停止520(如果它先前被致动并且当前仍被致动的话)。处理器115接着进行到操作510以获得经更新的位置信息。

如果已存在位置中的改变，则处理器115确定530触控笔100的速度。速度可通过本文中所描述的任何技术来确定。一旦速度已被确定，处理器115就开启535致动器135(或者如果致动器135先前被激活则继续激活)，并且可基于经计算的速度来调制致动的频率、幅度、频谱和/或时域模式。

在替代实现中，操作530被跳过，如由围绕它的虚线540所示。在该替代实现中，处理器115仅仅打开致动器135，但不基于经计算的速度调制致动器频率、幅度、频谱或时域模式。一旦处理器115已启动535致动器135，处理器115就行进到操作510以获得经更新的位置信息。

图5b是示出解说了用于在位置信息不可用并且将不被使用的情况下控制触控笔100中的致动器135的过程的各方面的例程500的流程图。除非另有说明或上下文要求，否则此处各种操作也由处理器115来执行。

在开始550之际，处理器115通过监视555一个或多个传感器或设备的输出来确定是否存在运动。例如，可以通过传感器110或加速度计130e的输出中的改变来检测运动。如果运动没有被检测到，则触控笔100被认为是静止的，因此致动器135被停止560(如果它先前被致动并且当前仍被致动的话)。处理器115接着恢复监视555以寻找运动。

如果运动已被检测到，则处理器115确定565触控笔100的速度。速度可通过本文中所描述的任何技术来确定。一旦速度已被确定，处理器115就开启570致动器135(或者如果致动器135先前被激活则继续激活)，并且可基于经计算的速度来调制致动的频率、幅度、频谱和/或时域模式。

在替代实现中，操作565被跳过，如由围绕它的虚线575所示。在该替代实现中，处理器115仅仅打开致动器135，但不基于经计算的速度调制致动器频率、幅度、频谱或时域模式。一旦处理器115已启动570致动器135，处理器115就恢复监视555以寻找运动。

图5a和5b中未示出的是不活动的影响。如果长达某个预定时间尚未检测到525位置中的改变，或者如果所确定530、565的速度没有大于零长达某个预定时间，则处理器115将被置于休眠模式中以节省电池电力，并且随后在对传感器110、加速度计130e或控制器130a、130b之一的输出中的改变的后续通知之际被唤醒。

在启动(535、570)致动器135方面，在一种实现中，处理器115可简单地打开或关闭致动器135。然而，在跨债券级(bond-grade)纸张上画一条线相比在跨报纸上画一条线或在跨记事本纸上划一条线将给出不同的感觉。因此，在另一实现中，存储器120包含定义用于触觉反馈的一个或多个模式的数据。例如，频率、幅度、频谱和时域力或加速度波形可以在铅笔正跨不同表面绘画时被记录，并且该信息被作为不同模式储存在存储器120中。或者，该信息可被用来生成每个表面的统计信息，并且该统计信息被储存在存储器120中以供生成不同模式时使用。然后，当用户在显示屏150上画线或书写时，处理器115可以从存储器120中调出模式并根据该模式驱动致动器135，以便更接近地模拟在纸张表面实际书写的体验。

在一种实现中，用户可操作用户控件(诸如开关130a、130b或另一开关)，以选择期望的触觉反馈模式。在另一实现中，计算机155可基于正被使用的应用来标识要使用的模式，并且将模式或纸张或表面的类型传达到处理器115。计算机155可致使调制器300在一个或多个行或列电极305、310上放置该信息一次或多次，并且静电传感器110将检测该信息并将其提供给处理器115。

所使用的模式可能与噪声类似，因为纸张具有随机纹理。因此，模式可以通过具有针对每种所模拟的材料的不同频谱和/或幅度分布的随机分布来被模拟。在一种实现中，该模式是伪随机模式。因此，每当模式被再现时，它具有不同的序列、不同的频率和/或不同的幅度，但仍然具有基本上相同的统计数据。

速度可以通过调整随机分布的统计数据来被模拟。例如，经合成的信号的频谱(功率谱密度)可以根据速度来被调整。该调整可被作出以匹配针对实际材料测量的统计数据。

图6是示出解说了根据本文中所公开的一个实现的用于调制触控笔100中的致动器135的活动的过程的各方面的例程600的流程图。应当领会，此处关于图5a、5b和6以及其他附图所描述的逻辑操作可被实现作为(1)在计算系统上运行的计算机实现的动作或程序模块的序列和/或(2)作为计算系统内的互连机器逻辑电路或电路模块。

本文中所公开的技术的特定实现是取决于计算系统的性能和其他要求的选择问题。相应地，本文中所描述的逻辑操作被以不同方式称为状态、操作、结构设备、动作、或模块。这些状态、操作、结构设备、动作和模块可以用软件、用固件、用专用数字逻辑及其任何组合来实现。还应当领会，可以执行比各附图中所示和本文中所描述的更多或更少的操作。这些操作也可以以与本文中所描述的顺序不同的顺序来被执行。除非另有说明或上下文要求，否则本文中的各种操作由处理器115来执行。

在开始605之际，处理器115监视610触控笔100的速度以确定触控笔100的速度是否正在改变。如果速度基本上恒定，则处理器115维持615被提供给致动器135的信号的模式频率、振动频率、振动幅度、和/或功率谱密度。如果速度正在改变，则处理器115改变620被提供给致动器135的信号的重复模式的频率、振动频率、振动幅度、和/或功率谱密度。处理器115接着继续周期性地监视610速度直到触控笔100变得静止或被关闭。

处理器115可以根据需要并且如由所使用的特定致动器135允许的那样来改变模式和振动频谱(包括振动频率、和/或振动幅度)。例如，一些致动器135仅提供打开条件或关闭条件。其他致动器135在限制范围内可以相对于振动频率和/或振动幅度对电压和/或电流敏感。而且，振动频率和/或幅度中的改变可以是线性的或可以是阶梯式(stepped)的，如所使用的特定致动器135所允许的。

应当领会，例程500和600通过减轻计算机155计算触控笔100的速度和编码要传输到触控笔100的速度信息的负担来改进计算机155的操作。这些例程因而通过释放计算和i/o资源以使其他应用可以使用这些资源来改进计算机155的操作。

图7是示例性显示屏数字化仪300的框图。显示屏数字化仪300具有数字化仪控制器705、调制器710、发射器715、接收器720、和复用器/去复用器725。发射器715为电极305、310生成用于触摸屏能力的驱动信号，并且接收器720从电极305,310接收用于触摸屏能力的信号。

传统的触敏显示屏在玻璃表面之下具有电极，并且这些电极被用于触摸检测。在互电容触敏显示屏中，发射器715通过复用器/去复用器725连接到一组电极(例如，图3a的行电极305)，并且在该组电极上顺序地传送驱动信号(例如，在行1电极上，接着在行2电极上，接着在行3电极上，等等)。(诸)接收器通过复用器/去复用器725连接到另一组电极(例如，图3a的列电极310)，并且监视该另一组电极的输出中的改变。如果屏幕被触摸，则列电极的输出由于在其中屏幕正被触摸的点处/附近的被驱动的行电极和列电极之间的电容耦合中的改变而改变。这允许对正被触摸的屏幕的检测，以及对其中屏幕正被触摸的位置的检测。驱动信号通常在5伏和20伏峰-峰值之间。在一种实现中，它们在10伏峰-峰值左右。如本文中所描述的，这些驱动信号还可被用来提供可由触控笔100使用以确定其位置和/或速度的信息。

在一种实现中，显示屏数字化仪300具有复用器/去复用器725。数字化仪控制器705致使复用器/去复用器725交替地将发射器715的输出耦合到行电极305并且将列电极310耦合到一个或多个接收器720的输入，并接着将发射器的输出715耦合到列电极310并将行电极305耦合到(诸)接收器715的输入。单个发射器715可被使用，其中发射器715的输出被复用到各个电极305、310，或者多个发射器715可被使用，每个电极305、310一个或者一组电极305、310一个。同样地，可以存在单个调制器710，该调制器710调制单个发射器715或多个发射器715，或者可以存在多个调制器，每个发射器715一个或一组发射器715一个。单个接收器720可被使用，其中来自各个电极的信号被复用到接收器，或者多个接收器可被使用，每个电极一个或一组电极一个。因此，来自(诸)发射器715的驱动信号被交替地放置在行电极305和列电极310上，并且(诸)接收器720响应于其输入上的信号以在一个人触摸显示屏150时提供一个或多个触摸检测信号。因此，显示屏150的触摸感测能力不会受到交替地驱动行电极305和列电极310的不利影响，但是现在信号被以允许触控笔100确定其跨显示屏150的位置和/或速度的方式提供给显示屏150。

在自电容触敏显示屏中，发射器715通过复用器/去复用器725连接到一个电极(例如，图3a的行电极305a)并在该电极上传送驱动信号。接收器720还通过复用器/去复用器725连接到该电极，并且监视该电极的输出电压(或所储存的电荷的量)中的改变。如果屏幕被触摸，则该电极的输出电压(或电荷)由于在其中屏幕正被触摸的点处/附近的被驱动的电极和电路接地之间的电容耦合中的改变而改变。针对每个行电极和每个列电极重复该过程。这允许对正被触摸的屏幕的检测，以及对其中屏幕正被触摸的位置的检测。类似地，信号由显示屏150以允许触控笔100确定其跨显示屏150的速度的方式来提供。

驱动信号优选地以至少100hz的重复率来被提供，并且更优选地以至少200hz的重复率来被提供，以获得良好的用户体验(对用户触摸屏幕的快速响应)。更高的重复率可被使用，但提供减少的附加益处。驱动信号优选地但不必作为4至32个脉冲的脉冲串来被发送。

优选地，在互电容和自电容两种实现中，显示屏数字化仪300具有对发射器715的输出进行调制的调制器710，使得电极驱动信号传达行(或列)标识信息。这不影响显示屏150的操作或其触摸感测能力，但是信号现在被提供以使得触控笔100除了确定其跨显示屏150的速度之外还可以确定其在显示屏150上的位置。如以上所讨论，调制可以通过时间、频率或编码复用技术或其组合将行或列标识信息添加到驱动信号。

优选地，调制为每行和每列提供唯一的地址。然而，在一些情形中，可能存在如此之多的行和列，以至于为每行和为每列提供独特的标识向驱动信号添加了过多的信息，使得驱动信号的重复或交替的频率受到不利影响和/或系统对用户的触摸、滑扫或其他动作的响应变得明显延迟。因此，在另一实现中，行标识和列标识被缩写，即它们跨显示屏150被重用若干次。例如，如果五个独特标识可被使用而没有不利影响，则行标识#1将在行1、6、11、16等上被传送，行标识#2将在行2、7、12、17等上被传送，行标识#3将在行3、8、13、18等上被传送，行标识#4将在行4、9、14、19等上被传送，行标识#5将在行5、10、15、20等上被传送。类似地，列标识#1将在列1、6、11、16等上被传送，列标识#2将在列2、7、12、17等上被传送，列标识#3将在列3、8、13、18等上被传送，列标识#4将在列4、9、14、19等上被传送，列标识#5将在列5、10、15、20等上被传送。该信息可以在例如行1、6、11、16等上被同时传送，因为静电耦合随距离和随中介导体而迅速地下降，所以例如行6和1之间的、或行6和11之间的干扰是最小的。

使用五行标识和五列标识仅仅是示例性的，并且不同数量的行标识或列标识可被使用。此外，行标识的数量可以与列标识的数量不同，诸如在显示屏150或显示屏150内的期望书写或绘画区域不是方形的情况下。

当触控笔100具有关于其先前绝对位置的信息时，触控笔100在显示屏150上的绝对位置可被更新。当用户移动触控笔100时，触控笔100在其横跨各行和/或列时检测信息(行号、列号)并使用该信息来确定其新的绝对位置。触控笔100还可以在其横跨各行和/或列时对它们进行计数，从而记录行号和/或列号是在增加还是在减少，并且使用该信息来确定其新的绝对位置。可假定，触控笔100没有被如此快速地移动以使其在该示例中横跨超过例如5行(或列)，比在这些例如5行(或列)上的刷新时间更快。这还假定笔保持在检测范围内(例如，不悬停越过数字化仪所允许的最大可检测高度)。

当行和列标识如在该示例中那样被重用时，绝对位置的初始确定需要附加信息来消除共享标识符的歧义。在一种实现中，数字化仪300和触控笔100首先经由rf、ir或静电信道彼此同步，使得两者都知道数字化仪驱动序列的开始。要求在于使用相同标识符的电极不被同时驱动。例如，数字化仪300可以在每5行/列(0、5、10、15等)上顺序地放置驱动信号。驱动序列模式(例如，行0、5、10、15等；列0、5、10、15等)和定时都被数字化仪300和触控笔100已知，诸如通过被预先编程到它们各自的存储器中。驱动序列模式可以是顺序的，或者可以是数字化仪300和触控笔100两者已知的一些其他模式。因为它们的序列被数字化仪300和触控笔100两者已知，所以共享标识符的电极可被区分。

需要注意，在上面的示例中消除共享标识符的歧义等同于标识笔尖105所在的5x5区域的坐标。通过测量信号强度并知道驱动序列模式，触控笔100可以检测仅驱动行和列电极的子集的该5x5区域的位置。例如，触控笔100在定时和模式指示行30和列65被驱动时检测信号力度达到峰值。因此，触控笔100知道其位于行28和32以及列63和67的某处。一旦触控笔坐标被确定为5x5区域，则5个独特的行和列标识足以将其定位在该区域内。

下面参考图8和9所描述的示例性计算机架构标识计算机155、触控笔100和适用于执行本文中所描述的软件组件和规程以及控制本文中所描述的硬件组件的其他类型的计算设备，诸如服务器计算机、移动电话、电子阅读器、智能电话、台式计算机、上网本计算机、平板计算机、笔记本计算机、游戏计算机，以及部分归因于形状因子、无线连通性和/或电池供电操作而促成移动计算的那些计算设备。在一些配置中，计算设备包括但不限于智能电话、平板设备、板状设备、便携式视频游戏设备，等等。应当领会，图2中所解说的框图是用于在触控笔100中使用的此类架构的具体实现，并且相应地，这些架构中所解说的一些组件(诸如网络接口单元、可移动存储、相机、磁力计、gps传感器等)对完成触控笔100的功能而言既不是必要的也不是所需的。

图8是示出用于能够实现本文中所呈现的技术的各方面的计算系统800的说明性计算机硬件和软件架构的通用计算机架构图。虽然通用计算机将具有这些组件中的一些组件(诸如中央处理单元(cpu)802、存储器804、大容量存储设备812、输入/输出控制器814、和网络接口单元818)，并且可能能够执行某些基本的计算机功能(诸如加法和减法)，但是通用计算机不能够执行并且不执行此处所描述的各种过程和功能，并因此不能够实现此处所描述的操作和规程。相反，这样的通用计算机必须通过添加此处所描述的专用编程来被修改，该专用编程将其转换成专用计算机。

此处所描述的软件组件(特别是但不限于(诸)应用822)在被加载到cpu802中并被执行时将cpu802和整个计算机800从通用计算系统变换成被定制为促成此处所呈现的功能性的专用计算系统。此类专用编程还通过消除确定速度和编码速度信息以进行传输的任务来改进计算机本身的操作和运作。

就此而言，应当领会，计算机800可被用来实现能够执行此处所呈现的软件组件的计算设备。作为示例而非限制，计算机800可被用来实现能够执行windows服务器操作系统和/或以上所描述的任何其他软件组件的计算设备。

计算机800包括cpu802、系统存储器804(包括随机存取存储器806(“ram”)和只读存储器(“rom”)808)，以及将存储器804耦合到cpu802的系统总线810。基本输入/输出系统被储存在rom808中，该基本输入/输出系统包含诸如在启动期间帮助在计算机800内的各元件之间传递信息的基本例程。计算机800进一步包括用于储存操作系统820以及一个或多个应用822等的大容量存储设备812。操作系统820还可包括用于操作显示屏数字化仪并致使显示屏数字化仪提供关于显示屏的电极305、310的信息的指令。应用822可包括记事本、绘画程序、书写程序和其他类型的用户程序，以及来自控制显示屏数字化仪的操作的程序。大容量存储设备812还可被配置成储存其他类型的程序和数据，诸如默认值、设置、模式等。

大容量存储设备812通过连接至系统总线810的大容量存储控制器(未示出)来被连接到cpu802。大容量存储设备812及其相关联的计算机可读存储介质为计算机800提供非易失性存储。虽然对此处所包含的计算机可读存储介质的描述引用了诸如硬盘或cd-rom驱动器之类的大容量存储设备812，但是本领域技术人员应当领会，计算机可读存储介质可以是可由计算机800访问以检索指令和/或数据的任何一种或多种可用的存储介质或通信介质。

作为示例而非限制，计算机可读存储介质可包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。例如，计算机可读存储介质包括但不限于，ram、rom、eprom、eeprom、闪存或其他固态存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(“dvd”)、hd-dvd、蓝光(blu-ray)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算机800访问的任何其他有形介质。

此处所使用的术语计算机可读存储介质和多个计算机可读存储介质仅包括如由有管辖权的法院解释或定义的35u.s.c.§101的含义内的法定主题。例如，这些术语既不涵盖传播的波本身或信号本身，这些术语也不涵盖使得权利要求在35u.s.c.§101下无效的解释。

通信介质不包括计算机可读存储介质，但确实包括计算机可读指令、数据结构、程序模块、或诸如载波或其他传输机制之类的已调数据信号中的其他数据，并且包括递送介质，诸如但不限于与其相关联的发射器、接收器、布线、光纤线路等。术语“已调制数据信号”指的是使其一个或多个特性以如在信号中编码信息的方式来被更改或设定的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质(诸如有线网络或直接线路连接)和与之相关联的传递介质，以及无线介质(诸如声学、rf、红外线和其他无线介质)和与之相关联的传递介质。上述中任一组合也应包括在通信介质的范围之内。

根据各种配置，计算机800可以使用通过诸如网络816之类的网络到远程计算机的逻辑连接来在联网环境中操作。计算机800可以通过连接至系统总线810的网络接口单元818来连接到网络816。应当理解，网络接口单元818还可以被用来连接到其他类型的网络和远程计算机系统。在典型的环境中，许多消费者将使用膝上型计算机、台式计算机、个人数字助理，“板状”或平板计算设备、智能电话、视频游戏控制台、其他类型的移动计算设备以及几乎任何类型的个人计算设备(未示出)，以通过网络816连接到计算机800并请求访问和使用计算机800上可用的各种应用822。

计算机800还可以包括用于接收和处理来自数个其他设备的输入的输入/输出控制器814，这些设备包括键盘、鼠标、触摸输入、或电子触控笔100(未在图8中示出)。类似地，i/o控制器814可向显示屏、打印机，或者其他类型的输出设备(在图8中也未示出)提供输出。因此，i/o控制器814提供用户输入，诸如用于设置本文中所讨论的不同值，以及用于呈现选项、系统信息、资源使用以及供查看的其他参数和用户可能的动作。用户还可通过网络接口单元818访问计算机800以执行这些用户动作。

cpu802可以用任何数量的晶体管或其他分立电路元件(它们可以个体地或共同地采取任意数量的状态)来构建。更具体而言，cpu802可响应于被包含在本文中所公开的软件模块中的可执行指令而作为有限状态机来操作。这些计算机可执行指令可以通过指定cpu802如何在各状态之间转换来变换cpu802，由此变换了构成cpu802的晶体管或其他分立硬件元件。

对本文中所呈现的各种功能和/或软件模块的编码也可变换本文中所呈现的计算机可读介质的物理结构。在本说明书的不同实现中，物理结构的具体变换取决于各种因素。这样的因素的示例包括但不仅限于：用于实现计算机可读介质的技术、计算机可读介质被表征为主存储器还是辅存储器，等等。例如，如果计算机可读介质被实现为基于半导体的存储器，则本文中所公开的软件可以通过变换半导体存储器的物理状态来被编码在计算机可读介质上。例如，软件可以变换构成半导体存储器的晶体管、电容器或其他分立电路元件的状态。软件还可以变换此类组件的物理状态以便在其上储存数据。

作为另一示例，本文中所公开的计算机可读介质可以使用磁或光技术来实现。在这些实现中，本文中所呈现的软件可以当在磁或光介质中编码了软件时变换所述磁或光介质的物理状态。这些变换可包括更改给定磁介质内的特定位置的磁特性。这些变换还可包括更改给定光学介质内的特定位置的物理特征或特性，以改变这些位置的光学特性。在不脱离本说明书的范围和精神的情况下，物理介质的其他变换是可能的。

鉴于以上内容，应当领会，在计算机800中发生许多类型的物理变换以便储存和执行本文中所呈现的软件组件。还应当领会，针对计算机800示出的架构或类似架构可被用来实现其他类型的计算设备，包括手持式计算机、嵌入式计算机系统、诸如智能电话和平板之类的移动设备，以及本领域技术人员已知的其他类型的计算设备。还构想了计算机800可能不包括所示的所有组件、可包括未明确示出的其他组件，或者可使用与所示架构完全不同的架构。

图9示出了用于能够执行本文中所描述的各种软件组件并控制各种硬件组件的计算设备的说明性计算设备架构900。计算设备架构900的多个方面可适用于传统的台式计算机、便携式计算机(例如，膝上型计算机、笔记本计算机、超便携计算机、和上网本计算机)、服务器计算机、游戏系统，以及其他计算机系统。例如，本文中所公开的单点触摸和多点触摸方面可应用于使用触摸屏或一些其他启用触摸的设备(诸如启用触摸的跟踪板或者启用触摸的鼠标)的台式计算机。

所解说的计算设备架构900包括处理器902、存储器组件904、网络连通性组件906、传感器组件908、输入/输出组件910，以及电源组件912。在所示的配置中，处理器902与存储器组件904、网络连通性组件906、传感器组件908、输入/输出(“i/o”)组件910，以及电源组件912通信。虽然在各个个体组件之间没有示出连接，但是各组件可被电连接以便交互并执行设备功能。在一些配置中，这些组件被布置成经由一条或多条总线(未示出)进行通信。

处理器902包括一个或多个cpu核，该一个或多个cpu核被配置成控制系统资源、处理数据、执行一个或多个应用程序的计算机可执行指令，以及与计算设备架构900的其他组件通信，以便执行本文中所描述的功能性的各方面。处理器902可用于执行本文中所描述的软件组件的多个方面，特别是至少部分地使用启用触摸的输入的那些方面。

在一些配置中，处理器902包括被配置成加速由cpu802执行的操作的图形处理单元(“gpu”)，包括但不限于通过执行通用科学和工程计算应用以及图形密集的计算应用(诸如高分辨率视频(例如，720p、1080p、4k以及更高)、视频游戏、3d建模应用)等等而执行的操作。在一些配置中，处理器902被配置成与分立的gpu(未示出)进行通信。在任一情形中，cpu802和gpu可根据协同处理cpu/gpu计算模型来被配置，其中应用的顺序部分在cpu802上执行而计算密集部分由gpu加速。

在一些配置中，处理器902连同在下文中所描述的其他组件中的一个或多个为片上系统(“soc”)或者被包括在该soc中。例如，soc可包括处理器902、gpu、网络连通性组件906中的一个或多个，以及传感器组件908中的一个或多个。在一些配置中，可部分地使用叠层封装(“pop”)集成电路封装技术来制造处理器902。而且，处理器902可以是单核或多核处理器。

处理器902可根据可从英国剑桥市armholdings许可购得的arm架构来创建。替代地，处理器902可根据诸如可从美国加利福尼亚州芒廷维尤市英特尔公司购得的x86架构以及其他架构来创建。在一些配置中，处理器902是可从美国加利福尼亚州圣地亚哥市高通公司购得的snapdragonsoc、可从美国加利福尼亚州圣巴巴拉市的nvidia购得的tegrasoc、可从韩国首尔市三星公司购得的hummingbirdsoc、可从美国德克萨斯州达拉斯市德州仪器公司购得的开放式多媒体应用平台(“omap”)soc、以上soc中的任一个的定制版、或者专用soc。

存储器组件904包括ram914、rom916、集成存储存储器(“集成存储”)918和可移动存储存储器(“可移动存储”)920。在一些配置中，ram914或其一部分、rom916或其一部分、和/或ram914和rom916的某一组合被集成在处理器902中。在一些配置中，rom916被配置成储存固件、操作系统或其一部分(例如，操作系统内核)、和/或从集成存储918或可移动存储920加载操作系统内核的引导加载器(bootloader)。

集成存储918可包括固态存储器、硬盘、或者固态存储器和硬盘的组合。集成存储918可被焊接或以其他方式连接到逻辑板，该逻辑板还可连接有处理器902以及本文中所描述的其他组件。由此，集成存储918被集成到计算设备中。集成存储918可被配置成储存操作系统或其多个部分、应用程序、数据，以及本文中所描述的其他软件组件。

可移动存储920可包括固态存储器、硬盘、或者固态存储器和硬盘的组合。在一些配置中，提供可移动存储920来代替集成存储918。在其他配置中，提供可移动存储920作为附加的任选存储。在一些配置中，可移动存储920在逻辑上与集成存储918相组合，使得总可用存储变得可用并对用户显示为集成存储918和可移动存储920的总组合容量。

可移动存储920被配置成插入到通过其插入和紧固可移动存储920以便于连接的可移动存储存储器槽(未示出)或其他机构中，通过该连接可移动存储920可与诸如处理器902之类的计算设备的其他组件通信。可移动存储920可以具体化为各种存储器卡格式，包括但不限于pc卡、compactflash卡、存储器棒、安全数字(“sd”)、小型sd(minisd)、微型sd(microsd)、通用集成电路卡(“uicc”)(例如，订户身份模块(“sim”)或通用sim(“usim”))、专用格式等。

存储器组件904中的一个或多个可被用来储存操作系统。根据各种配置，操作系统包括但不限于来自微软公司的windowsmobileos、windowsphoneos或windowsos、来自加拿大安大略省沃特卢市的运动研究有限公司(researchinmotion^tm,ltd.)的blackberry^tmos、来自加利福尼亚州库珀蒂诺市苹果公司(apple^tminc.)的ios，以及来自加利福尼亚州芒廷维尤市谷歌(google^tm)公司的android^tmos。还构想了其他操作系统。

网络连通性组件906包括无线广域网组件(“wwan组件”)922、无线局域网组件(“wlan组件”)924，以及无线个域网组件(“wpan组件”)926。网络连通性组件906促成往返于网络928的往返通信，该网络928可以是wwan、wlan、或wpan。虽然解说了单个网络928，但是网络连通性组件906可促成与多个网络的同时通信。例如，网络连接组件906可促成经由wwan、wlan、或wpan中的一个或多个与多个网络的同时通信。

网络928可以是wwan，诸如利用一种或多种移动电信技术经由wwan组件922向使用计算设备架构900的计算设备提供语音和/或数据服务的移动电信网络。移动电信技术可包括但不限于全球移动通信系统(“gsm”)、码分多址(“cdma”)one系统、cdma2000、通用移动电信系统(“umts”)、长期演进(“lte”)，以及微波存取全球互通(“wimax”)。

而且，网络928可使用各种信道接入方法(它们可以被或可以不被上述标准使用)，这些信道接入方法包括但不限于时分多址(“tdma”)、频分多址(“fdma”)、cdma、宽带cdma(“w-cdma”)、正交频分复用(“ofdm”)、空分多址(“sdma”)等等。可使用通用分组无线电业务(“gprs”)、全球演进的增强型数据速率(“edge”)、包括高速下行链路分组接入(“hsdpa”)、增强型上行链路(“eul”)或者称为高速上行链路分组接入(“hsupa”)的高速分组接入(“hspa”)协议系列、演进hspa(“hspa+”)、lte，以及各种其他当前和将来的无线数据接入标准来提供数据通信。网络928可被配置成通过以上技术的任意组合提供语音和/或数据通信。网络928可被配置或适配成根据将来的生成技术来提供语音和/或数据通信。

在一些配置中，wwan组件922被配置成提供到网络928的双模-多模连通性。例如，wwan组件922可被配置成提供到网络928的连通性，其中网络928经由gsm和umts技术、或者经由各技术的一些其他组合来提供服务。替代地，多个wwan组件922可用于执行这种功能性和/或提供附加功能性以支持其他非兼容技术(即，无法被单个wwan组件支持)。wwan组件922可促成到多个网络(例如，umts网络和lte网络)的类似连通性。

网络928可以是根据一个或多个电气和电子工程师学会(“ieee”)104.11标准(诸如ieee104.11a、104b、104.11g、104n、和/或将来的104.11标准(在此统称为wi-fi))来操作的wlan。还可构想104.11标准草案。在一些配置中，使用一个或多个无线wi-fi接入点来实现wlan。在一些配置中，用作wi-fi热点的一个或多个无线wi-fi接入点是与wwan连接的另一计算设备。wlan组件924被配置成经由wi-fi接入点连接到网络928。可经由加密技术来确保此类连接，这些加密技术包括但不限于wi-fi保护接入(“wpa”)、wpa2、有线等效保密(“wep”)等。

网络928可以是根据红外数据协会(“irda”)、bluetooth(蓝牙)、无线通用串行总线(“usb”)、z-波、zigbee、或者一些其他短程无线技术操作的wpan。在一些配置中，wpan组件926被配置成便于经由wpan与诸如外围设备、计算机、或者其他计算设备之类的其他设备的通信。

传感器组件908包括磁力计930、环境光传感器932、邻近度传感器934、加速度计936、陀螺仪938，以及全球定位系统传感器(“gps传感器”)940。构想了其他传感器(诸如但不限于温度传感器或震动检测传感器)也可结合到计算设备架构900中。

磁力计930被配置成测量磁场的强度和方向。在一些配置中，磁力计930提供对存储在存储器组件904之一内的罗盘应用程序的测量以向用户提供包括基本方向北、南、东和西的基准坐标中的准确方向。可将类似的测量值提供给包括罗盘组件的导航应用程序。构想了由磁力计930获得的测量值的其他用途。

环境光传感器932被配置成测量环境光。在一些配置中，环境光传感器932提供对存储在存储器组件904之一内的应用程序的测量，以便自动地调整显示器的亮度(在下文中描述)以补偿低光和高光环境。构想了由环境光传感器932获得的测量值的其他用途。

邻近度传感器934被配置成检测邻近计算设备而不直接接触的对象或物体的存在。在一些配置中，邻近度传感器934检测用户身体(例如，用户的脸部)的存在性，并且将该信息提供给存储在存储器组件904之一内的应用程序，该存储器组件使用邻近度信息来启用或禁用计算设备的一些功能性。例如，电话应用程序可响应于接收到邻近信息而自动地禁用触摸屏(在下文中描述)，使得用户的脸部在呼叫期间不会无意地结束呼叫或者启用/禁用电话应用程序内的其他功能性。构想了如由邻近度传感器934检测到的接近度的其他用途。

加速度计936被配置成测量物理加速。在一些配置中，来自加速度计936的输出被应用程序用作输入机制以控制应用程序的一些功能性。在一些配置中，将来自加速度计936的输出被提供给应用程序以用于在横向和纵向模式之间切换、计算坐标加速度或者退出睡眠或待机操作模式。构想了加速度计936的其他用途。

陀螺仪938被配置成测量和维持定向。在一些配置中，来自陀螺仪938的输出被应用程序用作输入机制以控制应用程序的一些功能性。例如，陀螺仪938可被用于准确识别在视频游戏应用或一些其他应用的3d环境内的移动。在一些配置中，应用程序使用来自陀螺仪938和加速度计936的输出来增强对一些功能性的控制。构想了陀螺仪938的其他用途。

gps传感器940被配置成接收来自gps卫星的信号，以供在计算位置时使用。由gps传感器940计算的位置可被需要位置信息或者受益于该位置信息的任何应用程序使用。例如，由gps传感器940计算的位置可以与导航应用程序一起使用，以提供从该位置到目的地的方向、或者从目的地到该位置的方向。而且，gps传感器940可被用来将位置信息提供给基于外部位置的服务，诸如e611服务。gps传感器940可获取经由使用网络连通性组件906中的一个或多个的wi-fi、wimax、和/或蜂窝三角测量技术所生成的位置信息，以帮助gps传感器940获取位置修正。gps传感器940还可被用于辅助gps(“a-gps”)系统。

i/o组件910包括显示器942、触摸屏944、数据i/o接口组件(“数据i/o”)946、音频i/o接口组件(“音频i/o”)948、视频i/o接口组件(“视频i/o”)950，以及相机952。在一些配置中，显示器942和触摸屏944相组合。在一些配置中，数据i/o组件946、音频i/o组件948，以及视频i/o组件950中的两个或更多个被组合。i/o组件910可包括被配置成支持在下文中所描述的各种接口的分立处理器，或者可包括构建到处理器902中的处理功能性。

显示器942是被配置成呈现视觉形式的信息的输出设备。具体而言，显示器942可呈现图形用户界面(“gui”)元素、文本、图像、视频、通知、虚拟按钮、虚拟键盘、消息收发数据、互联网内容、设备状态、时间、日期、日历数据、偏好、地图信息、位置信息，以及能够以视觉形式呈现的任何其他信息。在一些配置中，显示器942是利用任何有源或无源矩阵技术以及任何背光技术(如果使用的话)的液晶显示器(“lcd”)。在一些配置中，显示器942是有机发光二极管(“oled”)显示器。构想了其他显示器类型。

触摸屏944是被配置成检测触摸的存在和位置的输入设备。触摸屏944可以是电阻触摸屏、电容触摸屏、表面声波触摸屏、红外触摸屏、光学成像触摸屏、色散信号触摸屏、声音脉冲识别触摸屏，或者可使用任何其他触摸屏技术。在一些配置中，触摸屏944被结合到显示器942的顶部作为透明层，以使用户能够使用一个或多个触摸与显示器942上所呈现的对象或其他信息交互。在其他配置中，触摸屏944是被结合到不包括显示器942的计算设备的表面上的触摸垫。例如，计算设备可具有被结合到显示器942的顶部的触摸屏以及与显示器942相对的表面上的触摸垫。

在一些配置中，触摸屏944是单点触摸触摸屏。在其他配置中，触摸屏944是多点触摸触摸屏。在一些配置中，触摸屏944被配置成检测分立触摸、单点触摸姿势、和/或多点触摸姿势。

数据i/o接口组件946被配置成便于数据输入到计算设备以及从计算设备输出数据。在一些配置中，例如出于同步操作的目的，数据i/o接口组件946包括被配置成提供计算设备和计算机系统之间的有线连通性的连接器。连接器可以是专用连接器或标准化连接器，诸如usb、微型usb、小型usb、usb-c等。在一些配置中，连接器是用于将计算设备与诸如对接站、音频设备(例如，数字音乐播放器)、或视频设备之类的另一设备对接的对接连接器。

音频i/o接口组件948被配置成向计算设备提供音频输入和/或输出能力。在一些配置中，音频i/o接口组件946包括被配置成收集音频信号的话筒。在一些配置中，音频i/o接口组件948包括被配置成向耳机或其他外部扬声器提供连通性的耳机插孔。在一些配置中，音频接口组件948包括用于输出音频信号的扬声器。在一些配置中，音频i/o接口组件948包括光学音频电缆输出。

视频i/o接口组件950被配置成向计算设备提供视频输入和/或输出能力。在一些配置中，视频i/o接口组件950包括被配置成接收来自另一设备(例如，诸如dvd或blu-ray(蓝光)播放器之类的视频媒体播放器)的视频作为输入或者将视频作为输出发送到另一设备(例如，监视器、电视、或者一些其他外部显示器)的视频连接器。在一些配置中，视频i/o接口组件950包括高清晰度多媒体接口(“hdmi”)、小型hdmi、微型hdmi、displayport(显示器端口)、或者到输入/输出视频内容的专用连接器。在一些配置中，视频i/o接口组件950或其各部分与音频i/o接口组件948或其各部分相组合。

相机952可被配置成捕捉静止图像和/或视频。相机952可使用电荷耦合器件(“ccd”)或互补金属氧化物半导体(“cmos”)图像传感器来捕捉图像。在一些配置中，相机952包括在低光环境中辅助拍摄图片的闪光灯。用于相机952的设置可被实现为硬件或软件按钮。

虽然未解说，但是还可以在计算设备架构900中包括一个或多个硬件按钮。硬件按钮可被用于控制计算设备的一些操作方面。硬件按钮可以是专用按钮或多用途按钮。硬件按钮可以是基于机械或传感器的。

所解说的电源组件912包括可连接到电池量表(gauge)956的一个或多个电池954。电池954可以是再充电的或者一次性的。再充电的电池类型包括但不限于锂聚合物、锂电池、镍镉，以及镍金属氢化物。每一电池954可以由一个或多个电池单元制成。

电池量表956可被配置成测量电池参数，诸如电流、电压，以及温度。在一些配置中，电池量表956被配置成测量电池的放电速率、温度、使用年限，以及其他因素的影响以在特定百分比误差内预测剩余寿命。在一些配置中，电池量表956向应用程序提供测量值，该应用程序被配置成使用这些测量值将有用的电力管理数据呈现给用户。电力管理数据可包括所使用电池的百分比、剩余电池的百分比、电池状况、剩余时间、剩余电容量(例如，瓦时)、电流消耗，以及电压中的一个或多个。

电源组件912还可包括电源连接器(未示出)，该电源连接器可以与上述i/o组件910中的一个或多个相组合。电源组件912可经由电源i/o组件912与外部电源系统或充电装备对接。其他配置也可以被采用。

应当领会，本文中所描述的各种软件组件可以使用以下各项或与以下各项协同地实现：二进制可执行文件、动态链接库(dll)、api、网络服务、脚本文件、经解释的程序代码、软件容器、目标文件、适用于即时(“just-in-time(jit)”)编译的字节码和/或可由处理器执行以执行本文中所描述的操作的其他类型的程序代码。本文中未具体提及的其他类型的软件组件也可被使用。

鉴于以上所述，本文中所呈现的公开内容还涵盖以下条款中所阐述的主题：

条款1：一种用于与触敏的显示屏一起使用的触控笔，该触控笔包括：用于提供传感器信号的传感器，该传感器位于触控笔的适于被安置成与显示屏接触的端部处；致动器，该致动器在触控笔内且响应于控制信号而使触控笔振动；触控笔内的存储器，该存储器包含操作指令；处理器，该处理器在触控笔内并被连接到存储器，该处理器用于执行操作指令以：接收传感器信号；处理传感器信号以确定触控笔跨显示屏的速度；以及基于速度提供控制信号；以及触控笔内的电源，该电源至少向处理器提供工作电力。

条款2：条款1的触控笔，其中存储器中的操作指令致使处理器：通过检测传感器信号中的改变来处理传感器信号；以及至少部分地基于改变来确定速度。

条款3：条款1-2中任一项的触控笔，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以改变致动器根据速度以此振动的功率谱密度。

条款4：条款1-3中任一项的触控笔，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以根据速度改变致动器振动的功率谱密度，诸如随着速度改变而改变致动器振动触控笔的速率。

条款5：条款1-4中任一项的触控笔，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以根据速度改变致动器振动的功率谱密度，诸如随着速度改变而改变致动器振动触控笔的幅度。

条款6：条款1-5中任一项的触控笔，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以随着速度改变而改变致动器振动触控笔的速率或幅度中的至少一者。

条款7：条款1-6中任一项的触控笔，其中存储器包含定义振动模式的数据，该振动模式包括随机过程，并且处理器从存储器检索振动模式并生成控制信号以对应于振动模式，其中控制信号致使致动器根据振动模式振动。

条款8：条款1-7中任一项的触控笔，其中存储器包含关于铅笔跨纸张绘画时的振动的统计信息，并且处理器从存储器检索统计信息并生成控制信号以对应于统计信息，其中控制信号致使致动器根据统计信息振动，以便模拟跨纸张绘画的铅笔。

条款9：条款1-8中任一项的触控笔，其中传感器包括静电传感器来检测由显示屏提供的静电信号以提供传感器信号。

条款10：条款1-9中任一项的触控笔，其中：传感器包括静电传感器，其响应于由显示屏提供的第一参考信号来提供第一传感器信号，并响应于由显示屏提供的第二参考信号来提供第二传感器信号；并且传感器信号包括第一传感器信号和第二传感器信号；存储器中的操作指令致使处理器：通过在第一时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第一位置来处理传感器信号；在第二时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第二位置；以及至少部分地基于第一位置和第二位置之间的差异来确定速度。

条款11：条款1-10中任一项的触控笔，其中：传感器包括静电传感器，其响应于由显示屏提供的第一参考信号来提供第一传感器信号，并响应于由显示屏提供的第二参考信号来提供第二传感器信号；传感器信号包括第一传感器信号和第二传感器信号；存储器中的操作指令致使处理器：通过在第一时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第一位置来处理传感器信号；在第二时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第二位置；如果第一位置和第二位置两者都在显示屏上的预定区域内，则至少部分地基于第一位置和第二位置之间的差异来确定速度。

条款12：条款1-11中任一项的触控笔，其中，如果第一位置和第二位置都不在预定区域内，则处理器提供独特的信号作为控制信号。

条款13：条款1-12中任一项的触控笔，其中独特的信号是对触控笔不在预定区域内的指示。

条款14：条款1-13中任一项的触控笔，其中独特的信号是触控笔的振动的停止。

条款15：条款1-14中任一项的触控笔，其中传感器包括力传感器来检测显示屏的表面中的纹理以提供传感器信号。

条款16：条款1-15中任一项的触控笔，其中：传感器包括响应于显示屏的表面纹理中的改变的力传感器，以响应于触控笔正在显示屏上移动来提供传感器信号；并且存储器中的操作指令致使处理器：处理传感器信号以确定传感器信号的特性；以及至少部分地基于传感器信号的特性来确定速度。

条款17：条款1-16中任一项的触控笔，其中传感器信号的特性是传感器信号的变化率。

条款18：条款1-17中任一项的触控笔，其中：传感器包括用于检测显示屏的表面中的纹理的力传感器以提供传感器信号；并且存储器中的操作指令致使处理器：至少部分地基于在具有对应于纹理的预定特性的传感器信号的第一出现与具有该预定特性的传感器信号的后续出现之间的时间差来确定速度。

条款19：条款1-18中任一项的触控笔，其中：传感器包括用于检测显示屏的表面中的纹理的力传感器以提供传感器信号；并且存储器中的操作指令进一步致使处理器：基于在传感器信号中检测到的模式确定触控笔在显示屏上的位置；如果位置在预定区域内，则至少部分地基于所检测到的模式中的改变来确定速度；并且如果位置不在预定区域内，则提供独特的信号作为控制信号。

条款20：条款1-19中任一项的触控笔，其中显示屏的第一区域具有纹理的第一模式，并且显示屏的第二区域具有纹理的第二不同的模式。

条款21：条款1-20中任一项的触控笔，其中独特的信号是对触控笔不在预定区域内的指示。

条款22：条款1-21中任一项的触控笔，其中独特的信号是触控笔的振动的停止。

条款23：一种具有存储在其上的操作指令的存储器，该操作指令在由触控笔中的处理器执行时致使处理器：从触控笔中的传感器接收传感器信号，该传感器位于触控笔的适于被安置成与触敏的显示屏接触的端部处；处理传感器信号以确定触控笔跨显示屏的速度；以及基于速度向触控笔中的致动器提供控制信号，以致使致动器振动触控笔。

条款24：条款23的存储器，其中存储器中的操作指令致使处理器：通过检测传感器信号中的改变来处理传感器信号；以及至少部分地基于传感器信号中的改变来确定速度。

条款25：条款23-24中任一项的存储器，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以随着速度增加而增加振动器振动触控笔的速率。

条款26：条款23-25中任一项的存储器，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以随着速度减小而减小振动器振动触控笔的速率。

条款27：条款23-26中任一项的存储器，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以随着速度增加而增加振动器振动触控笔的幅度。

条款28：条款23-27中任一项的存储器，其中存储器中的操作指令致使处理器提供控制信号以随着速度减小而减小振动器振动触控笔的幅度。

条款29：条款23-28中任一项的触控笔，其中存储器包含定义振动模式的数据，并且存储器中的操作指令致使处理器从存储器检索振动模式并实现振动模式以致使致动器根据振动模式振动。

条款30：条款23-29中任一项的触控笔，其中存储器包含关于铅笔跨纸张绘画时的振动的统计信息，并且存储器中的操作指令致使处理器从存储器检索统计信息并实现统计信息以致使致动器根据统计信息振动，以便模拟跨纸张绘画的铅笔。

条款31：条款23-30中任一项的存储器，其中传感器包括静电传感器来检测由显示屏提供的第一参考信号以提供第一传感器信号，以及检测由显示屏提供的第二参考信号以提供第二传感器信号；并且其中传感器信号包括由显示屏提供的第一传感器信号和第二传感器信号：存储器中的操作指令致使处理器：通过在第一时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第一位置来处理传感器信号；在第二时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第二位置；至少部分地基于第一位置和第二位置之间的差异来确定触控笔的速度。

条款32：条款23-31中任一项的存储器，其中传感器包括静电传感器来检测由显示屏提供的第一参考信号以提供第一传感器信号，以及检测由显示屏提供的第二参考信号以提供第二传感器信号；其中传感器信号包括第一传感器信号和第二传感器信号；并且其中：存储器中的操作指令致使处理器：通过在第一时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第一位置来处理传感器信号；以及通过在第二时间基于第一传感器信号和第二传感器信号确定触控笔在显示屏上的第二位置来处理传感器信号；以及如果第一位置和第二位置两者都在显示屏上的预定区域内，则至少部分地基于第一位置和第二位置之间的差异来确定触控笔的速度。

条款33：条款23-32中任一项的存储器，其中，如果第一位置和第二位置都不在预定区域内，则处理器提供独特的信号作为控制信号。

条款34：条款23-33中任一项的存储器，其中独特的信号是对触控笔不在预定区域内的指示。

条款35：条款23-34中任一项的存储器，其中独特的信号是触控笔的振动的停止。

条款36：条款23-35中任一项的存储器，其中传感器包括用于检测显示屏的表面中的纹理的力传感器以提供传感器信号；并且其中：存储器中的操作指令致使处理器：处理传感器信号以确定传感器信号的特性；以及至少部分地基于传感器信号的特性来确定速度。

条款37：条款23-36中任一项的存储器，其中传感器信号的特性是传感器信号的变化率。

条款38：条款23-37中任一项的存储器，其中传感器包括用于检测显示屏的表面中的纹理的力传感器以提供传感器信号；并且其中：存储器中的操作指令致使处理器：通过确定在具有对应于纹理的预定特性的传感器信号的第一出现与具有该预定特性的传感器信号的后续出现之间的时间差来确定速度。

条款39：条款23-38中任一项的存储器，其中传感器包括用于检测显示屏的表面中的纹理的力传感器以提供传感器信号；并且存储器中的操作指令致使处理器：基于传感器信号中所检测到的模式来确定触控笔在显示屏上的位置；如果位置在显示屏的预定区域内，则基于传感器信号提供控制信号。

条款40：条款23-39中任一项的存储器，其中，如果位置不在预定区域内，则处理器提供独特的信号作为控制信号。

条款41：条款23-40中任一项的存储器，其中独特的控制信号是对触控笔不在预定区域内的指示。

条款42：条款23-41中任一项的存储器，其中独特的信号是触控笔的振动的停止。

一种用于与触敏的显示屏一起使用的触控笔，该触控笔包括：用于提供传感器信号的传感器，该传感器位于触控笔的与显示屏接触的端部处；致动器，该致动器在触控笔内且响应于控制信号而使触控笔振动；触控笔内的存储器，该存储器包含操作指令；处理器，该处理器在触控笔内并被连接到存储器，该处理器用于执行操作指令以：从传感器接收传感器信号；通过检测在第一时间和第二时间之间的传感器信号中的改变来处理传感器信号；基于改变来确定触控笔跨显示屏的速度；以及基于速度提供控制信号，该控制信号是随着速度增加而增加致动器振动触控笔的速率以及随着速度减小而减小致动器振动触控笔的幅度中的至少一者；以及触控笔内的电源，该电源至少向处理器提供工作电力。

条款44：条款43的触控笔，其中传感器是静电传感器或力传感器之一。

条款45：条款43-44中任一项的触控笔，其中操作指令进一步致使处理器：确定触控笔在显示屏上的位置；以及如果触控笔在显示屏上的预定区域内，则基于速度提供控制信号。

条款46：条款43-45的触控笔，其中，如果触控笔不在显示屏上的预定区域内，则操作指令进一步致使处理器提供独特的信号作为控制信号。

条款47：条款43-46中任一项的触控笔，其中独特的信号是对触控笔不在预定区域内的指示。

条款48：一种用于与触敏的显示屏一起使用的触控笔，该触控笔被适配成由人类的手来握持，该触控笔包括：静电传感器，其响应于由显示屏提供的第一参考信号来提供第一传感器信号，并响应于由显示屏提供的第二参考信号来提供第二传感器信号；静电传感器位于触控笔的适于被安置成与显示屏接触的端部处；致动器，该致动器在触控笔内且响应于控制信号而使触控笔振动；触控笔内的存储器，该存储器包含操作指令；处理器，该处理器在触控笔内并被连接到存储器，该处理器用于执行操作指令以：从静电传感器接收第一传感器信号和第二传感器信号；处理第一传感器信号和第二传感器信号以确定触控笔在显示屏上的位置；以及如果位置在预定区域内，则确定触控笔跨显示屏的速度，并基于速度提供控制信号；以及触控笔内的电源，该电源至少向处理器提供工作电力。

条款49：一种用于与触敏的显示屏一起使用的触控笔，该触控笔被适配成由人类的手握持，该触控笔包括：力传感器，该力传感器响应于显示屏的表面纹理中的改变而当触控笔在显示屏上移动时提供传感器信号，该力传感器位于触控笔的适于被安置成与显示屏接触的端部处；致动器，该致动器在触控笔内且响应控制信号而使触控笔振动；触控笔内的存储器，该存储器包含操作指令；处理器，该处理器在触控笔内并被连接到存储器，该处理器用于执行操作指令以：从力传感器接收传感器信号；处理传感器信号以确定触控笔跨显示屏的速度；基于速度提供控制信号；以及触控笔内的电源，该电源至少向处理器提供工作电力。

条款50：一种用于触敏的显示屏的显示屏数字化仪，该显示屏包括多个行电极和多个列电极，该显示屏数字化仪包括：用于提供第一信号的发射器；用于调制第一信号的调制器；响应于第二信号以提供触摸检测信号的接收器；复用器/去复用器，该复用器/去复用器在第一模式中操作以将来自发射器的第一信号提供给行电极并将来自列电极的第二信号提供给接收器，或者在第二模式中操作以将来自发射器的第一信号提供给列电极并将来自行电极的第二信号提供给接收器；以及控制器，该控制器用于选择性地致使复用器/去复用器在第一模式或第二模式中操作，选择性地致使调制器调制第一信号，以及响应于触摸检测信号来标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款51：条款50的显示屏数字化仪，其中控制器致使复用器/去复用器交替第一模式中的操作和第二模式中的操作。

条款52：条款50-51中任一项的显示屏数字化仪，其中控制器致使调制器对第一信号施加标识信号。

条款53：条款50-52中任一项的显示屏数字化仪，其中，控制器致使调制器当复用器/去复用器正在第一模式中操作时，对第一信号施加第一标识信号，而当复用器/去复用器正在第二模式中操作时，对第一信号施加第二标识信号。

条款54：条款50-53中任一项的显示屏数字化仪，其中控制器致使调制器对第一信号施加第一标识特征，并接着对第一信号施加第二标识特征。

条款55：条款50-54中任一项的显示屏数字化仪，其中：存在用于提供对应多个第一信号的多个发射器；存在用于接收对应多个第二信号的多个接收器以提供对应多个触摸检测信号；复用器/去复用器，该复用器/去复用器在第一模式中操作以将第一信号提供给对应行电极并将第二信号提供给对应接收器，或者在第二模式中操作以将第一信号提供给对应列电极并将来自对应行电极的第二信号提供给对应接收器；控制器响应于触摸检测信号来标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款56：一种操作用于触敏的显示屏的显示屏数字化仪的方法，该显示屏包括多个行电极和多个列电极，该方法包括：交替地在第一模式中操作以向行电极提供第一信号并从列电极接收第二信号，或者在第二模式中操作以将第一信号提供给列电极并从行电极接收第二信号；基于第二信号提供触摸检测信号；以及基于触摸检测信号标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款57：条款56的方法，并且：在第一模式中，向对应多个第一行提供多个第一信号，以及从对应多个第一列接收多个第二信号；而在第二模式中，向对应多个第一列提供多个第一信号，以及从对应多个第一行接收多个第二信号；基于多个第二信号提供多个触摸检测信号；以及基于多个触摸检测信号标识位置。

条款58：条款56-57中任一项的方法，并且进一步包括对第一信号施加标识信号。

条款59：条款56-58中任一项的方法，并且进一步包括当在第一模式中操作时对第一信号施加第一标识信号，而当在第二模式中操作时对第一信号施加第二标识信号。

条款60：一种具有存储在其上的操作指令的存储器，该操作指令在由处理器执行时操作用于触敏的显示屏的显示屏数字化仪，该显示屏包括多个行电极和多个列电极，该操作指令致使处理器：交替地在第一模式中操作以向行电极提供第一信号并从列电极接收第二信号，或者操作第二模式以将第一信号提供给列电极并从行电极接收第二信号；基于第二信号提供触摸检测信号；以及基于触摸检测信号标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款61：条款60的存储器，其中存储器中的操作指令进一步致使处理器：在第一模式中，向对应多个第一行提供多个第一信号，以及从对应多个第一列接收多个第二信号；而在第二模式中，向对应多个第一列提供多个第一信号，以及从对应多个第一行接收多个第二信号；基于多个第二信号提供多个触摸检测信号；以及基于多个触摸检测信号标识位置。

条款62：条款60-61中任一项的存储器，其中存储器中的操作指令进一步致使处理器对第一信号施加标识信号。

条款63：条款60-62中任一项的存储器，其中存储器中的操作指令进一步致使处理器在第一模式中对第一信号施加第一标识信号，并且在第二模式中对第一信号施加第二标识信号。

条款64：一种用于触敏的显示屏的显示屏数字化仪，该显示屏包括多个行电极和多个列电极，该显示屏数字化仪包括：用于提供第一信号的发射器；用于调制第一信号的调制器；响应于第二信号以提供触摸检测信号的接收器；复用器/去复用器，该复用器/去复用器在第一模式中操作以将来自发射器的第一信号提供给行电极并将来自行电极的第二信号提供给接收器，或者在第二模式中操作以将来自发射器的第一信号提供给列电极并将来自列电极的第二信号提供给接收器；以及控制器，该控制器用于选择性地致使复用器/去复用器在第一模式或第二模式中操作，选择性地致使调制器调制第一信号，以及响应于触摸检测信号来标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款65：条款64的显示屏数字化仪，其中控制器致使复用器/去复用器交替第一模式中的操作和第二模式中的操作。

条款66：条款64-65中任一项的显示屏数字化仪，其中控制器致使调制器对第一信号施加标识信号。

条款67：条款64-66中任一项的显示屏数字化仪，其中，控制器致使调制器在当复用器/去复用器正在第一模式中操作时，对第一信号施加第一标识信号，而当复用器/去复用器正在第二模式中操作时，对第一信号施加第二标识信号。

条款68：条款64-67中任一项的显示屏数字化仪，其中控制器致使调制器对第一信号施加第一标识特征，并接着对第一信号施加第二标识特征。

条款69：条款64-68中任一项的显示屏数字化仪，其中：存在用于提供对应多个第一信号的多个发射器；存在用于接收对应多个第二信号的多个接收器以提供对应多个触摸检测信号；复用器/去复用器，该复用器/去复用器在第一模式中操作以将第一信号提供给对应行电极并将来自对应行电极的第二信号提供给对应接收器，或者在第二模式中操作以将第一信号提供给对应列电极并将来自对应列电极的第二信号提供给对应接收器；并且控制器响应于触摸检测信号来标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款70：一种操作用于触敏的显示屏的显示屏数字化仪的方法，该显示屏包括多个行电极和多个列电极，该方法包括：交替地在第一模式中操作以向行电极提供第一信号并从行电极接收第二信号，或者在第二模式中操作以将第一信号提供给列电极并从列电极接收第二信号；基于第二信号提供触摸检测信号；以及基于触摸检测信号标识显示屏上的其中触控笔正在触摸显示屏的位置。

条款71：条款70的方法和：在第一模式中，向对应多个第一行提供多个第一信号，以及从对应多个第一行接收多个第二信号；而在第二模式中，向对应多个第一列提供多个第一信号，以及从对应多个第一列接收多个第二信号；基于多个第二信号提供多个触摸检测信号；以及基于多个触摸检测信号标识位置。

条款72：条款70-71中任一项的方法，并且进一步包括对第一信号施加标识信号。

条款73：条款70-72中任一项的方法，并且进一步包括当在第一模式中操作时对第一信号施加第一标识信号，而当在第二模式中操作时对第一信号施加第二标识信号。

本文中已公开了用于自主触知触控笔和与其一起使用的显示屏数字化仪的技术。虽然已经用计算机结构特征、方法和变换动作、特定计算机器和计算机可读介质专用的语言描述了本文中所呈现的主题，但是应该理解，以上描述仅以说明或示例的方式提供而不应该被解释为限制。相反，特定特征、动作和介质被公开为实现权利要求的示例形式，并且可以对本文中所描述的各实现进行各种修改和改变，同时仍处于权利要求的真实精神和范围内。此外，应当理解，以上所描述的主题可被实现作为计算机控制的装置、计算机进程、计算系统，或者作为制品，包括但不限于自主触知触控笔、与其一起使用的显示屏数字化仪、或计算机可读存储介质。因此，所附权利要求书中定义的主题不必限于本文中所描述的特定特征、动作或介质。