用電容性感測數(shù)組同步的觸控筆的制作方法
【專利摘要】一種用于在一個電容性感測數(shù)組上追蹤一個觸控筆的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包含：所述電容性感測數(shù)組經(jīng)組態(tài)設(shè)定以檢測所述觸控筆的存在；一個處理器件，用以產(chǎn)生一個同步信號；及一個傳送器，用以將所述同步信號傳送到所述觸控筆以將所述觸控筆同步到所述電容性感測數(shù)組。所述系統(tǒng)進一步包括一個磁性天線，所述磁性天線經(jīng)組態(tài)設(shè)定以感應方式將所述同步信號傳送到所述觸控筆，其中依據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述磁性天線經(jīng)布置在所述電容性感測數(shù)組的外部邊緣周圍。
【專利說明】用電容性感測數(shù)組同步的觸控筆
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本案揭示內(nèi)容有關(guān)于使用者接口器件的領(lǐng)域，且更具體是有關(guān)于電容器傳感器器件。
[0002]相關(guān)申請案的交叉參考
[0003]本申請案主張于2010年9月28日提申的美國臨時申請案第61/407，522號，2010年9月28日提申的美國臨時申請案第61/407，903號，2010年9月28日提申的美國臨時申請案第61/407，905號，2010年9月28日提申的美國臨時申請案第61/407，906號，和2010年9月28日提申的美國臨時申請案第61/407，907號的權(quán)利，前述所有的內(nèi)容以引用方式并入本申請案中。本申請案有關(guān)于名稱為“具有掌觸拒斥的電容性觸控筆”的律師檔案第CD10080號的共同申審的美國申請案(還未指定申請?zhí)?，前述的內(nèi)容以引用方式并入本申請案中。本申請案有關(guān)于名稱為“用于觸控屏幕的電容性觸控筆”的律師檔案第CD10087號的共同申審的美國申請案(還未指定申請?zhí)?，前述的內(nèi)容以引用方式并入本申請案中。
【背景技術(shù)】
[0004]觸控筆使用于觸控屏幕接口是被完整建立的。觸控屏幕的設(shè)計已經(jīng)整合有包含電阻性數(shù)組，電容性數(shù)組，電感性數(shù)組，和射頻感測數(shù)組的許多不同技術(shù)。具例來說:電阻性數(shù)組為適合搭配一被動式觸控筆使用的被動式器件。來自1990年中期的原始PalmPilots?器件為第一個成功利用經(jīng)設(shè)計以搭配一個觸控筆使用的一電阻性觸控屏幕的商業(yè)化器件，且有助于使此項技術(shù)普及化。盡管電阻性觸控屏幕能感測幾乎任何對象的輸入，不過多點觸控一般是無法支持的。一多點觸控應用的一實例可以是應用兩個或更多手指觸控此觸控屏幕。另一實例可以是輸入可以包含同步手掌和觸控筆的輸入信號的簽名(signature)。由于前述和其它多個的不利因素，電容性觸控屏幕在消費性市場上是逐漸地取代電阻性觸控屏幕。
[0005]各種系煉式主動觸控筆的方式已經(jīng)被實施于觸控屏幕，且可發(fā)現(xiàn)在諸如端點銷售(point-to-sale)終端(舉例來說:在經(jīng)銷店中使用于信用卡交易的簽名板)和其它公開用途的許多應用中。然而，系煉纜線的需要對于諸如個人計算機、智能電話、和平板式PC的私人應用來說是一明顯的缺點。
[0006]圖1A的一個方塊圖是例示用于追蹤一個觸控對象在一個電感性感測數(shù)組107上的位置的主機器件100的現(xiàn)有實施例。主機器件100包含印刷電路板(PCB) 105，第一匹配電路110，接收器115，主機中央處理單元(CPU) 120，個人計算機(PC) 125，傳送器130，和第二匹配電路135。印刷電路板105典型地被置放在一觸控屏幕后放(未圖式)，且包含電感性感測數(shù)組107。電感性感測數(shù)組107包含一連串感應線圈。電感性感測數(shù)組典型上為沉重且制造上昂貴。
[0007]圖1B的一個方塊圖是例示被使用在用于追蹤一個觸控對象在一個電感性感測數(shù)組107上的位置的系統(tǒng)的主動觸控筆150的現(xiàn)有實施例。主動觸控筆150包含微控制器單元(MCU) 155，驅(qū)動器160，和電感器抹除器165，和電感器筆尖170，整流器175，功率調(diào)整器180，按鈕185，力度筆尖190，和力度抹除器195。電感器抹除器165和電感器筆尖170經(jīng)組態(tài)設(shè)定在不同的觸控筆邊緣上。
[0008]操作上，印刷電路板105上的電感性感測數(shù)組107產(chǎn)生磁場以提供觸控筆功率產(chǎn)生和觸控位置檢測兩者。關(guān)于觸控位置，匹配電路Iio提供組抗匹配且將觸控筆150從電感性感測數(shù)組107耦接到接收器115。接收器115和主機中央處理單元120分別接收且處理模擬信號，以提供觸控位置和力度數(shù)據(jù)到個人計算機125。力度數(shù)據(jù)用以指出由觸控筆的筆尖對觸控屏幕所提供的壓力量。主機中央處理單元120基于電感性感測數(shù)組107中的每一個線圈的相對電感器信號強度來計算觸控位置。更具體來說，觸控筆150的存在基于電感性感測數(shù)組107中的每一個線圈對此觸控筆的相對近接性而改變用于每一個線圈各自的電感器電流。最大的信號強度將觸控筆150在伴隨的觸控屏幕上的觸控位置來取近似。
[0009]主機中央處理單元120經(jīng)由放大器(未圖示)，傳送器130，阻抗波匹配電路135，和電感性感測數(shù)組107以發(fā)送高頻載波信號到觸控筆150。觸控筆150接收且利用高頻載波信號以用于自供電和數(shù)據(jù)傳輸。操作上，觸控筆150整流(整流器175)和調(diào)整(功率調(diào)整器180)此載波信號，且饋送生成的信號到微控制器單元155和驅(qū)動器160。微控制器單元155量測力度傳感器(力度筆尖190和力度抹除器195)和按鈕狀態(tài)(按鈕185)，且將生成的數(shù)據(jù)信號耦接到驅(qū)動器160。驅(qū)動器160驅(qū)動電感器筆尖170和電感器抹除器165，以將觸控筆150電感性地耦接到電感性感測數(shù)組107。
[0010]所述觸控筆150感測主要獨立于觸控屏幕的手指感測能力進行實施。如上述，觸控筆的追蹤需要由電感性感測數(shù)組107產(chǎn)生一交流電(AC)，且將AC信號電感性地耦接到觸控筆150的筆尖。接著，位于觸控屏幕后方的電感性感測數(shù)組107接收觸控筆信號，且主機中央處理單元120基于在電感性感測數(shù)組107的每一個電感性傳感器處所接收的信號的相對強度來內(nèi)插觸控筆筆尖(電感器筆尖170)的位置。盡管電感性感測可有所依靠，不過電感性觸控筆的追蹤解決方案展現(xiàn)包含高功率消耗，高電磁干擾(EMI)，高制作成本，和陳重建構(gòu)的嚴重商業(yè)上的不利因素。再者，對現(xiàn)有的觸控傳感器(被動觸控的對象傳感器)包含獨立的觸控筆追蹤的改造將需要額外的印刷電路板105層，以納入電感性感測數(shù)組107。
[0011]圖2A的一個方塊圖是例示用于追蹤一個觸控對象的位置的一個主機器件200的一個現(xiàn)有實施例。所述主機器件200包含一銦錫氧化物(ITO)面板205，一接收器210，一數(shù)據(jù)譯碼器215，一主機中央處理單元220，和一個人計算機225。在圖2B中，所述觸控筆250包含一力度傳感器255, —量測器260, —調(diào)制器265, —放大器270, —個觸控筆筆尖275,和一參考時鐘280。所述觸控筆250典型上由電池供電(未例不)。
[0012]操作上，所述觸控筆250經(jīng)由電容性耦接以產(chǎn)生、放大、且耦接來自所述觸控筆筆尖275的一信號到所述銦錫氧化物面板205。所述所述銦錫氧化物面板205作用為一天線，且如上文參考圖2B所述接收來自所述觸控筆250的信號。選擇性接收器210解調(diào)所述信號，且耦接一觸控位置號到所述主機中央處理單元220和一力度數(shù)據(jù)信號到所述數(shù)據(jù)譯碼器215。所述數(shù)據(jù)譯碼器215取出力度數(shù)據(jù)且予以耦接至所述主機中央處理單元220。所述主機中央處理單元220基于在銦錫氧化物面板205的銦錫氧化物線路上所檢測的觸控筆信號的相對最大振幅來計算觸控筆的觸控位置。所述主機中央處理單元220進一步基于所述力度數(shù)據(jù)來決定所施加至所述觸控筆的力度。所述主機中央處理單元220由所述個人計算機225所控制。[0013]圖2B的一個方塊圖是例示被使用在用于追蹤一個觸控對象在一射頻感測數(shù)組上的位置的系統(tǒng)的主動觸控筆的現(xiàn)有實施例。所述觸控筆255的量測器260量測由所述力度傳感器255所感應的力度，且所述調(diào)制器265使用由所述參考時鐘280所提供的一載波頻率來調(diào)制生成的力度數(shù)據(jù)。所述放大器270放大經(jīng)調(diào)制的信號，且傳送來自所述觸控筆筆尖275的經(jīng)調(diào)制的載波頻。
[0014]如上文所述，所述主機200系將經(jīng)調(diào)制的載波信號進行譯碼，且傳送結(jié)果至所述個人計算機225。盡管一射頻感測數(shù)組的解決方案可以提供成本上的節(jié)省和一降低的構(gòu)件計數(shù)，不過在所述主機200上需要特定的窄頻接收器且受到射頻噪聲和干擾的影響。結(jié)果，現(xiàn)有觸控面板的解決方案在成本，效能，可應用性，和可靠性上可能具有顯著的不利因素。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明在后附圖式的各圖中經(jīng)由非有限制性的實例進行例示，其中:
[0016]圖1A的一個方塊圖是例示用于追蹤一個觸控對象在一個電感性感測數(shù)組上的位置的一個主機器件的一個習用實施例；
[0017]圖1B的一個方塊圖是例示被使用在用于追蹤一個觸控筆在一個電感性感測數(shù)組上的位置的一個系統(tǒng)的一個主動觸控筆的一個習用實施例；
[0018]圖2A的一個方塊圖是例示用于追蹤一個觸控對象在一射頻感數(shù)組上的位置的一個主機器件的一個習用實施例；
[0019]圖2B的一個方塊圖是例示被使用在用于追蹤一個觸控筆在一射頻感測數(shù)組上的位置的一個系統(tǒng)的一個主動觸控筆的一個習用實施例；
[0020]圖3的一個方塊圖是例示具有用于檢測一個觸控對象和一個觸控筆的一存在的一個處理器件的一個電子系統(tǒng)的一個實施例；
[0021]圖4的一個方塊圖是例示包含一個N乘M的電極矩陣和用來轉(zhuǎn)換量測的電容成為觸控坐標的一個電容傳感器的一個電容感測數(shù)組的一個實施例；
[0022]圖5A的一個視圖是例示掃描一個所有點可尋址的相互電容性感測數(shù)組的一方法的一個實施例；
[0023]圖5B的一個視圖是例示掃描一個所有點可尋址的相互電容性感測數(shù)組的一方法的一個實施例；
[0024]圖6A的一個方塊圖是例示包含一個電容性感測數(shù)組和用來轉(zhuǎn)換量測的電容成為觸控坐標的一個觸控屏幕控制器的一個系統(tǒng)的一個實施例；
[0025]圖6B的一個方塊圖是例示包含一個電容性感測數(shù)組，一個觸控筆，和用來轉(zhuǎn)換量測的電容成為觸控坐標的一個觸控屏幕控制器的一個系統(tǒng)的一個實施例；
[0026]圖7例示一個觸控筆和觸控物件在一電容性感測數(shù)組上的同時使用圖；
[0027]圖8的一個方塊圖是例示用于同步一個觸控筆到一個主機器件的一個電子系統(tǒng)的一個實施例；
[0028]圖9A的一個方塊圖是例示經(jīng)組態(tài)設(shè)定以傳送來自一個主機器件的一傳送(TX)信號到一個觸控筆的傳送器的一個實施例；
[0029]圖9B的一個方塊圖是例示經(jīng)組態(tài)設(shè)定以接收來自一個主機器件的一傳送信號的一個觸控筆接收器的一個實施例；[0030]圖1OA的一個方塊圖是例示用于以無線方式將來自一個主機器件傳送器的一傳送信號耦接到一個觸控筆接收器的一傳送器天線系統(tǒng)的一個實施例；
[0031]圖1OB的一個方塊圖是例示用于以無線方式將來自一個主機器件傳送器的一傳送信號耦接到一個觸控筆接收器的一傳送器天線系統(tǒng)的一個實施例；
[0032]圖1OC的一個方塊圖是例示用于以無線方式將來自一個主機器件傳送器的一傳送信號耦接到一個觸控筆接收器的一傳送器天線系統(tǒng)的一個實施例；
[0033]圖11的一流程圖是同步一個觸控筆到一個主機器件的一方法的一個實施例；
[0034]圖12A的一個視圖是例示一個觸控筆和手掌同成接觸一銦錫氧化物(ITO)面板的電性效應；
[0035]圖12B的一個方塊圖是依據(jù)一個實施例例示一手掌和觸控筆在一銦錫氧化物面板上的電性等效電路圖；
[0036]圖13的一個方塊圖是例示用于同步且調(diào)制額外數(shù)據(jù)到一個觸控筆傳送信號的一個觸控筆的一個實施例；
[0037]圖14的一時序圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示在一數(shù)據(jù)串流上的一調(diào)制過程和解調(diào)制過程；
[0038]圖15A的一波形圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示利用一個位的二進制相移鍵控(BPSK)調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號；
[0039]圖15B的一波形圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示利用一個位的二進制相移鍵控調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號；
[0040]圖15C的一圖形是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示用于一個位的二進制相移鍵控調(diào)制方法的極坐標和相位關(guān)系；
[0041]圖16的一個方塊圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示用于實施一個位的二進制相移鍵控調(diào)制方法以用于將力度感測數(shù)據(jù)加入一個觸控筆傳送信號的一調(diào)制器方塊；
[0042]圖17A的一波形圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示利用兩個位的正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號；
[0043]圖17B的一波形圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示利用兩個位的正交相移鍵控調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號；
[0044]圖17C的一圖形是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例不用于兩個位的正交相移鍵控調(diào)制方法的極坐標和相位關(guān)系；
[0045]圖18的一個方塊圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例例示用于實施兩個位的正交相移鍵控調(diào)制方法以用于將額外數(shù)據(jù)加入一個觸控筆傳送信號的一調(diào)制器方塊；
[0046]圖19A的一時序圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例用于經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在個別間隔期間傳送觸控筆位置數(shù)據(jù)和力度數(shù)據(jù)的一個主機器件；
[0047]圖19B的一時序圖是依據(jù)本發(fā)明的一實施例用于經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在個別間隔期間傳送觸控筆位置數(shù)據(jù)和力度數(shù)據(jù)的一個主機器件；
[0048]圖20的一流程圖是追蹤一被動觸控對象和一個觸控筆在一電容性感測數(shù)組上的位置的一方法的一個實施例；
[0049]圖21的一流程圖是追蹤一個觸控筆在接觸一電容性感測數(shù)組或懸浮在所述電容性感測數(shù)組上的位置的一方法的一個實施例。【具體實施方式】
[0050]本發(fā)明揭示將一個觸控筆同步到一電容性感測數(shù)組的裝置和方法。在一個實施例中，一電容性感測數(shù)組經(jīng)組態(tài)設(shè)定以檢測一個觸控筆的一存在。一個處理器件提供一同步信號以同步所述電容性感測數(shù)組和所述觸控筆。在一實施例中，此系統(tǒng)進一步包含一傳送器，以無線方式傳送來自所述處理器件的同步信號到所述觸控筆。在一些實施例中，所述傳送器可包含一磁性天線以感應方式傳送所述同步信號到所述觸控筆，其中所述天線被布置在所述電容性感測數(shù)組的外部邊緣周圍。在另一實施例中，所述觸控筆接收來自所述傳送器的所述同步信號，將所述同步信號放大到近似20到50伏特，且將來自所述觸控筆的同步信號電容性耦接到所述電容性感測數(shù)組。
[0051]在下文說明中，為解釋目的而提及多種具體細節(jié)以提供對本發(fā)明的一全面理解。然而，對熟習本項技術(shù)人士將顯明的是:本發(fā)明可以不具有所述些具體細節(jié)的方式來實作。在其它例子中，眾所周知的電路，結(jié)構(gòu)，和技術(shù)并未以詳細方式顯示，而是以方塊圖方式顯示以避免不必要地阻礙對此說明的一理解。
[0052]說明書中所指稱的“一個實施例”或“一實施例”意謂配合所述實施例所述的特定特性，結(jié)構(gòu)，或特征被包含在本發(fā)明的至少一個實施例中。位在此說明書的各種地方中的詞語“在一個實施例中”未必指稱相同的實施例。
[0053]圖3的一個方塊圖是例示具有用于檢測一個觸控對象340和一個觸控筆330的一存在的一個處理器件310的一個電子系統(tǒng)300的一個實施例。電子系統(tǒng)300包含處理器件310，觸控屏幕325，觸控感測板320，觸控筆330，主機處理器350，內(nèi)嵌式控制器360，和非電容感測組件370。在所描述的實施例中，所述電子系統(tǒng)300包含經(jīng)由總線322被耦接到所述處理器件310的所述觸控屏幕325。觸控屏幕325可包含一個多維度的電容性感測數(shù)組。所述多維度的感測數(shù)組包含多個以行和列進行組織的感測組件。在另一實施例中，所述觸控屏幕325操作成一個所有點可尋址(APA)的相互電容性感測數(shù)組，如針對圖4所敘述。在另一實施例中，所述觸控屏幕325操作成一個電荷耦接接收器，如針對圖4所敘述。
[0054]在下文中參考圖4到6B以詳細敘述用于檢測和追蹤所述觸控對象340和所述觸控筆330的所述處理器件310和所述觸控屏幕325的操作和組態(tài)設(shè)定。簡言之，所述處理器件310經(jīng)組態(tài)設(shè)定以檢測所述觸控筆330在所述觸控屏幕325上的一存在，以及所述觸控對象340的一存在。所述處理器件310可在所述觸控屏幕325上分別檢測和追蹤所述觸控筆330和所述觸控物件340。在一個實施例中，所述處理器件310可在所述觸控屏幕325上同時檢測和追蹤所述觸控筆330和所述觸控對象340兩者。在一個實施例中，所述觸控筆330經(jīng)組態(tài)設(shè)定以操作成時序“主導”，且所述處理器件310在所述觸控筆330使用時調(diào)整所述觸控屏幕325的時序以匹配所述觸控筆330的時序。如本文中所述，相較于習用的電感性觸控筆應用，所述觸控屏幕325與所述觸控筆330電容性耦接。同樣應所述要注意到:使用于組態(tài)設(shè)定以檢測觸控對象340的相同組件同樣被用來檢測且追蹤所述觸控筆330，而不需要如習知用于電感性追蹤所述觸控筆330所完成的額外的印刷電路板層。
[0055]在所描述的實施例中，所述處理器件310包含仿真及/或數(shù)字的通用輸入/輸出(GIPO)端口 307。通用輸入/輸出端口 307可進行編程。通用輸入/輸出端口 307可被耦接至一個可編程互連和邏輯(PIL)，所述可編程互連和邏輯在所述處理器件310的通用輸入/輸出端口 307和一個數(shù)字方塊數(shù)組之間充當一個互連件(未圖示)。所述數(shù)字方塊數(shù)組可以經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在一個實施例中使用多個可組態(tài)設(shè)定的使用者模塊(UM)來實施各種的數(shù)字邏輯電路(例如:數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，數(shù)字濾波器，或數(shù)字控制系統(tǒng))。所述數(shù)字方塊數(shù)組可被耦接至一個系統(tǒng)總線。處理器件310同樣可以包含諸如隨機存取存儲器(RAM) 305和編成快閃存儲器304的存儲器。隨機存取存儲器305可以是靜態(tài)的隨機存取存儲器(SRAM) 305，且編成快閃存儲器304可以是一個非易失性的存儲器，以可被用來存儲固件(例如:可由處理核心302執(zhí)行的控制算法以實施本文中所敘述的運算)。所述處理器件310同樣可以包含一個被耦接至存儲器和所述處理核心302的存儲器控制器單元(MCU) 303。
[0056]所述處理器件310同樣可以包含一個模擬方塊數(shù)組(未圖示)。所述模擬方塊數(shù)組同樣被耦接到所述系統(tǒng)總線。所述模擬方塊數(shù)組同樣可以經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在一個實施例中使用多個可組態(tài)設(shè)定的使用者模塊來實施各種的仿真電路(例如:模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，或模擬濾波器)。所述模擬方塊數(shù)組同樣可以被耦接到所述通用輸入/輸出端口 307。
[0057]如所例示，電容傳感器301可以被整合到處理器件310內(nèi)。電容傳感器301可以包含用于耦接至一個諸如觸控傳感器板320，觸控屏幕325，觸控傳感器滑動件(未圖標)，觸控傳感器按鈕(未圖標)，及/或其它器件的外部構(gòu)件的模擬輸入/輸入。在下文中更加詳細敘述電容傳感器301和處理器件310。
[0058]在一個實施例中，所述電子系統(tǒng)300包含一個經(jīng)由總線321所耦接到所述處理器件310的觸控傳感器板320。觸控傳感器板320可以包含一個多維度的電容性感測數(shù)組。所述多維度的感測數(shù)組是多個以行和列進行組織的感測組件。在另一實施例中，所述觸控傳感器板320是一個所有點可尋址的相互電容性感測數(shù)組，如針對圖4所敘述。在另一實施例中，所述觸控傳感器板320操作成一個電荷耦接接收器，如針對圖4所敘述。
[0059]在一實施例中，所述電子系統(tǒng)300同樣可以包含經(jīng)由總線371和通用輸入/輸出端口 307所耦接到所述處理器件310的多個非電容感測組件370。所述非電容感測組件370可以包含多個按鈕，多個發(fā)光二極管(LED)，和諸如一個鼠標，一個鍵盤，或不需要電容感測地其它功能鍵的其它用戶接口器件。在一個實施例中，總線321，322，和371以單一總線來實施。另或者，所述些總線可以經(jīng)組態(tài)設(shè)定到一個或更多各別總線的任何組合內(nèi)。
[0060]處理器件310可以包含內(nèi)部的振蕩器/時鐘306和通訊方塊(COM) 308。在另一實施例中，所述處理器件310包含一個展頻時鐘(未圖示)。所述振蕩器/時鐘306提供多個時鐘信號到所述處理器件310的一個或更多構(gòu)件。所述通訊方塊308可以被用來經(jīng)由主機接口(I/F)線路351以與諸如一個主機處理器350地一個外部構(gòu)件進行通訊。另或者，處理方塊310同樣可以被耦接到內(nèi)嵌式控制器360以與主機350的外部構(gòu)件進行通訊。在一個實施例中，所述處理器件310經(jīng)組態(tài)設(shè)定以與所述內(nèi)嵌式控制器360或所述主機350進行通訊來發(fā)送及/或接收數(shù)據(jù)。
[0061]處理器件310可以座落在諸如例如一個集成電路(IC)的晶粒基片，一個多芯片的模塊基片，或類似基片的一個共載波基片上。另或者，處理器件310的多個構(gòu)件可以是一個或更多各別的集成電路及/或離散構(gòu)件。在一個示范性的實施例中，處理器件310是一個由加州圣荷西的塞普拉斯半導體公司所開發(fā)的芯片上可編程系統(tǒng)(PSoC?)的處理器件。另或者，處理器件310可以是一個或更多熟習所述項技術(shù)人士知悉的其它處理器件，諸如一個微控制器或中央處理單元，一個控制器，特殊用途處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)，一個特定應用集成電路(ASIC)，一個場可編程閘數(shù)組(FPGA)，或類似器件。
[0062]同樣應所述要注意到:本文中所述的實施例并未被限制成一個具有一個處理器件經(jīng)耦接到一個主機的一個組態(tài)設(shè)定，不過可以包含一個對傳感器件上的電容進行量測且發(fā)送元數(shù)據(jù)到一個主計算機的系統(tǒng)，其中在所述主計算機除由一個應用軟件作分析。效果上，由所述處理器件310所完成的處理同樣可以在所述主機中完成。
[0063]電容傳感器301可以被整合到所述處理器件310的集成電路中，或另外在一分離的集成電路中。另或者，電容傳感器301的敘述可以被產(chǎn)生且編譯以用于納入其它的集成電路中。例如:用以敘述電容傳感器301或電容傳感器301的一部分的行為水平代碼可以使用一個諸如VHDL或Verilog的硬件描述語言來產(chǎn)生，且被存儲到一個機械可存取介質(zhì)(例如:只讀型光存儲介質(zhì)，硬盤，軟盤等等)。再者，所述行為水平代碼可以被編譯到寄存器轉(zhuǎn)移水平(RTL)代碼，一個聯(lián)機表，或者甚至是一個電路布局，且被存儲到一個機械可存取介質(zhì)。所述行為水平代碼，所述寄存器轉(zhuǎn)移水平代碼，所述聯(lián)機表，和所述電路布局皆呈現(xiàn)抽象概念的各種水平以敘述電容傳感器301。
[0064]應所述要注意到:電子系統(tǒng)300的多個構(gòu)件可以包含上文所述的所有前述構(gòu)件。另或者，電子系統(tǒng)300可以僅包含上文所述的所有前述構(gòu)件中的一些構(gòu)件。
[0065]在一個實施例中，所述電子系統(tǒng)300被使用在一個平板計算機中。另或者，所述電子器件可以被使用在其它應用中，諸如一個筆記本電腦，一個移動電話，一個個人數(shù)據(jù)助理(PDA)，一個鍵盤，一個電視機，一個遠程控制件，一個監(jiān)視器，一個手持式多介質(zhì)器件，一個手持式介質(zhì)(音頻及/或視頻)播放器，一個手持式游戲器件，一個用于端點銷售交易的簽名輸入器件，和一個電子書閱讀器，全球定位系統(tǒng)(GPS)或一個控制板。本文中所述的實施例并未被限制到用于筆記本電腦的實施方式的觸控屏幕或觸控傳感器板，不過可以被使用在其它電容性感測的實施方式，例如:所述傳感器件可以是一個觸控傳感器滑動件(未圖示)或觸控傳感器按鈕(例如:電容感測按鈕)。在一個實施例中，所述些傳感器件包含一個或更多傳感器。本文中所述的操作并未被限制到桌上型的指針操作，不過可以包含諸如照明控制(調(diào)光器)，音量控制，圖形等化控制，速度控制，或者需要漸進或離散調(diào)整的其它控制操作。同樣應所述要注意到:電容性感測的實施方式的所述些實施例可以配合非電容性感測組件使用，包含但不限制于選取按鈕，滑動件(例如:顯視器的亮度和對比)，滾輪，多介質(zhì)控制(例如:音量，音軌前進等等)，手寫識別，和數(shù)字小鍵盤操作。
[0066]圖4的一個方塊圖是例示包含一個N乘M的電極矩陣425和用來轉(zhuǎn)換量測的電容成為觸控坐標的電容傳感器301的一個電容性感測數(shù)組400的一個實施例。所述電容性感測數(shù)組400可以例如是圖3的觸控屏幕325或觸控傳感器板。所述N乘M的電極矩陣425包含N乘M個電極(N個接收電極和M個傳送電極)，其進一步包含傳送(TX)電極422和接收(RX)電極423。在所述N乘M的電極矩陣425中的每一個電極通過多條傳導跡線450中的一條傳導跡線被連接到所述電容傳感器301。在一個實施例中，電容傳感器301使用一個電荷積累電路，一個電容調(diào)制電路，或者熟習此項技術(shù)人士已知的其它感測方法來操作。在一個實施例中，所述電容傳感器301來自塞普拉斯TMA-3XX型家族的觸控屏幕控制器。另或者，其它的電容傳感器可以被使用。上文所敘述的相互電容感測數(shù)組，或觸控屏幕可以包含一個經(jīng)布置在一個視覺顯視器本身(例如:LCD監(jiān)視器)或者在顯示器前方的一個透明基片上，中，或下方的透明具傳導性感測數(shù)組。在一實施例中，所述傳送電極和接收電極分別以行和列進行組態(tài)設(shè)定。同樣應所述要注意到:所述電極的行和列可通過所述電容傳感器301以任何選定組合被組態(tài)設(shè)定成傳送電極和接收電極。在一個實施例中，所述感測數(shù)組400的傳送電極和接收電極經(jīng)組態(tài)設(shè)定以操作成一個相互電容感測數(shù)組在一個第一模式中的傳送電極和接收電極以檢測觸控對象，且操作成一個電荷耦接接收器在一個第二模式中的電極以檢測在所述感測數(shù)組的相同電極上的觸控筆。所述當啟動時產(chǎn)生一個觸控筆傳送信號的觸控筆被用來耦接電荷到所述電容性感測數(shù)組，而不是量測在一個接收電極和一個傳送電極(一個感測組件)的一個交錯處的一個相互電容，如同在相互電容感測期間所完成。所述電容傳感器301并未使用相互電容或自電容感測，以量測所述感測組件在實行一個觸控筆掃描時的電容。反之，所述電容傳感器301量測一個被電容性耦接在所述感測數(shù)組400和本文中所述觸控筆之間的電荷。
[0067]在所述N乘M的電極矩陣425中的傳送電極和接收電極經(jīng)過正交配置，使得每一個所述傳送電極交錯且重迭每一個所述接收電極。因此，每一個所述傳送電極電容性耦接于每一個所述接收電極。例如:所述傳送電極422在其中所述傳送電極422和所述接收電極423重迭的點處電容性耦接于所述接收電極423。每一個所述傳送電極422和每一個所述接收電極423的交錯形成一個電容性感測組件。
[0068]因為在所述傳送電極和所述接收電極之間的電容性耦接，所以一個傳送信號在每一個傳送電極處的應用在每一個接收電極處感應出一個電流。例如:當施加一個傳送信號到傳送電極422時，所述傳送信號在所述N乘M的電極矩陣425中的接收電極423上感應出一個接收信號。接著，通過使用一個多路復用器將所述N個接收電極中的每一個接收電極按順序連接到一個解調(diào)制電路來按順序量測在每一個所述接收電極上的接收信號?？梢酝ㄟ^挑選傳送電極和接收電極的每一個可取用的組合來感測與在一個傳送電極和一個接收電極之間的每一個交錯相關(guān)聯(lián)的電容。
[0069]當諸如一個手指或觸控筆的一個觸控物件接近所述N乘M的電極矩陣425時，所述對象引起電容上的一減少而僅影響一些電極。例如:假如置放一個手指以接近傳送電極422和接收電極423的交錯，則所述手指的存在減少在所述兩個電極422和423之間的耦接電容。在另一實施例中，所述手指的存在增加在所述兩個電極422和423之間的耦接電容。因此，可以通過辨識在所述接收電極和施加有所述傳送信號的所述傳送電極之間具有減少的耦接電容的接收電極的時候在所述接收電極上量測到所述減少的電容兩者，來判定所述手指在所述觸摸板上的地方。因此，通過按順序判定與在所述N乘M的電極矩陣425中的每一個電極交錯相關(guān)聯(lián)的地方，可以判定一個或更多輸入的地方。應所述要注意到:此過程可以通過判定用于每一個所述感測組件的基線來校準所述感測組件(接收電極和傳送電極的交錯)。同樣應所述要注意到:內(nèi)插可以被用來以比行/列間距還較佳的解析來檢測手指的位置，如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢。此外，各種形式的質(zhì)心算法可以被用來檢測所述觸控的中心，如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢。
[0070]換句話說，感測通過下述而達成:依次施加一個傳送信號到傳送電極的每一行有一個短的時間周期，且在此周期期間，感測從傳送電極的所述行耦接到接收電極的每一列的電荷量。在一個實施例中，在每一交錯處從傳送電極稱接到接收電極的電荷以一次一行的方式進行量測，(如圖5A中所示)直到已經(jīng)對整個屏幕建立電荷量測值的一個映圖為止。在其它實施例中，假如如圖5B中所示存在數(shù)量超過可取用的感測信道的列，則每一行可能需要被驅(qū)動兩次且在后續(xù)進行多路復用。掃描樣式的其它變化可如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解般所使用。再者，熟習本項技術(shù)人士將理解到:感應電流波形對用以指出一個輸入在一個觸控傳感器板上的一個位置的觸控位置坐標的轉(zhuǎn)換。
[0071]盡管所述傳送電極422和所述接收電極423在圖4中呈現(xiàn)長條狀或伸長的矩形，部過替代性的實施例可以使用各種棋盤格狀的形狀，諸如菱形，斜長方形，回文形，和對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢的其它可用形狀。
[0072]圖6A的一個方塊圖是例示一個包含所述感測數(shù)組400和用來轉(zhuǎn)換量測的電容成為觸控坐標的觸控屏幕控制器605的系統(tǒng)600的一個實施例。在一實施例中，所述觸控屏幕控制器605類似于上文所敘述的電容傳感器301。在另一實施例中，所述觸控屏幕控制器605是所述處理器件310。所述感測數(shù)組400包含傳送線路635和接收線路640。在一實施例中，所述傳送線路635和所述接收線路640分別是圖4中的傳送電極422和接收電極423。所述觸控屏幕控制器605包含一個傳送驅(qū)動電路610，一個接收感測電路620，和一個多路復用器630。
[0073]在一實施例中，一個被動對象(例如:一個手指或其它傳導性對象)在接觸點645處觸控所述感測數(shù)組400。所述傳送驅(qū)動電路610使用所述傳送信號632來驅(qū)動所述傳送線路635。所述接收感測電路620量測在所述接收線路640上的接收信號634。在一實施例中，所述觸控屏幕控制器605基于上文搭配圖4到5所敘述的映圖技術(shù)來判定所述接觸點645的地方。所述傳送線路635和所述接收線路640由多路復用器630進行多路復用。所述觸控屏幕控制器605在所述傳送線路635 (行)上提供所述傳送信號632，且量測在所述接收線路640 (列)上的電容耦接。在一實施例中，所述傳送線路635和所述接收線路640是正交的，且可以交換地使用(例如:在行上傳送且在列上接收)。在一實施例中，所述傳送驅(qū)動電路610透過一個高阻抗的銦錫氧化物面板(所述傳送線路635)來傳送所述傳送信號632，因而限制所述系統(tǒng)的上部頻率界限和速度。總掃描時間同樣可以取決于所述感測數(shù)組400中所述傳送線路635和所述接收線路640的數(shù)目。例如:依據(jù)一個實施例，所述傳送驅(qū)動電路610在每一條傳送線路635上提供一個傳送信號632，且同時在每一條接收線路640上讀取經(jīng)過電容耦接的接受信號634。在另一實施例中，如配合圖5B所敘述，所述接收線路640被多路復用在兩個或更多掃描中。
[0074]圖6B的一個方塊圖是例示一個包含所述感測數(shù)組400，一個觸控筆680，和用來轉(zhuǎn)換量測的電容成為觸控坐標的觸控屏幕控制器605的系統(tǒng)600的一個實施例。所述感測數(shù)組400包含接收線路640和660。所述接收線路660類似于圖6A中的傳送線路635，不過被使用作為所述系統(tǒng)600中的一個接收信道，以如下文進一步敘述用于觸控筆的信號感測。在一實施例中，接收線路640和660類似于圖4的傳送電極422和接收電極423。所述觸控屏幕控制器605包含所述傳送驅(qū)動電路610，所述接收感測電路620，和所述多路復用器630。所述觸控筆680包含一個傳送驅(qū)動電路685和一個觸控筆筆尖688。
[0075]在一實施例中，所述觸控筆680的傳送驅(qū)動電路685將接將一個傳送信號677提供在所述感測數(shù)組400上的接觸點695，因而消除使所述接收線路660 (先前圖6A中的傳送線路635)專用于傳送一個來自所述傳送驅(qū)動電路685的傳送信號的需要。就其本身，所述接收感測電路620量測在所述感測數(shù)組的行(接收線路660)和列(接收線路640)兩者上的接收信號634。如此由于所述傳送信號不再通過所述高阻抗的銦錫氧化物線路進而造成較快速的位置追蹤，因而降低對總接收量測的掃描時間。在一個實施例中，所述觸控屏幕控制器605在對來自所述傳送驅(qū)動電路610的傳送信號進行接收感測期間實行所述感測數(shù)組400的一個正常掃描(圖6A中所例示)，且在對所述觸控筆傳送信號677進行接收感測期間實行所述感測數(shù)組400的一個觸控筆掃描(圖6B中所例示)。對于所述觸控筆掃描而言，所述觸控屏幕控制器605量測來自所述觸控筆的一個電荷，所述電荷被電容耦接到所述感測數(shù)組的行電極和列電極。為進一步說明，一個相互電容掃描使用一個傳送信號632和一個接收信號634兩者以追蹤一個對象。如上文所敘述，如此典型地通過所述觸控屏幕控制器605對每一條驅(qū)動的傳送線路635以一個連續(xù)方式掃描所述接收線路640來完成。在N行(傳送信號)和M列(接收信號)的一個數(shù)組中，假如一次掃描一個接收線路，則一個完整掃描將需要N乘M個總掃描。例如:在行I上傳送一個傳送信號(TX’ing)及在列1-M上接收一個接收信號(RX’ ing)，后隨在行2上的TX’ ing及在列1-M上的RX’ ing，且按順序方式進行下去。另或者，可以一次掃描更多條接收線路。在一個實施例中一次掃描4或8條接收線路，不過在其它實施例中可以同時或按順序掃描所有的接收線路。隨著多個接收信道在同一時間感測超過一條的接收線路，完整掃描將是(N*M)/(接收信道的數(shù)目)。相較來說，一個觸控筆掃描并未需要所述傳送驅(qū)動電路610的一個傳送信號，且一個完整掃描將僅需要在每一行和每一列上的單一接收信號量測或者N+M個掃描，相較于對用于整個感測數(shù)組的相互電容感測時間來說，因而對用于整個感測數(shù)組造成一個顯著降低的觸控筆掃描時間。如同上文，多個接收信道在同一時間可以被用來感測多個接收線路。在此案例中，所述完整掃描將是(N+M) / (接收信道的數(shù)目)。
[0076]應所述要注意到:本文中所敘述的實施例可以使用相同的電極(例如:銦錫氧化物面板的線路)，其中服務用于所述觸控感測的傳送作用可以被使用于所述觸控筆感測的接收作用。同樣應所述要注意到:觸控筆和手指感測兩者操作在不被所述傳感器件所大大衰減的頻率處(例如:銦錫氧化物面板)。
[0077]如上文所敘述，一個被動觸控筆可以被使用作為一個觸控對象，以接口于上文所敘述的各種觸控屏幕。相較于被動觸控筆，本文中所敘述的一個觸控筆提供典型地通過所述觸控屏幕控制器605在手指感測模式中所提供的傳送(TX)信號，如上文搭配圖6A和6B所敘述。
[0078]所述觸控筆680將所述觸控筆傳送信號677電容性耦接到所述感測數(shù)組400，如上文搭配圖4到6所敘述。在一個實施例中，所述觸控筆信號的振幅，頻率，相位等等可以相同或者類似于由所述觸控屏幕控制器605利用于手指感測的信號振幅，頻率，相位等等。另或者，所述觸控筆傳送信號在振幅，頻率，和相位上可以不同于來自所述傳送驅(qū)動電路610的傳送信號。在另一實施例中，所述觸控筆傳送信號所具有的一個用于代碼調(diào)制的代碼可以不同于一個被使用在來自所述傳送驅(qū)動電路610的傳送信號中的代碼。在一示范性實施例中，所述觸控筆傳送信號677所具有的一個振幅大于來自所述傳送驅(qū)動電路610進行手指感測的傳送信號632。例如:在一個示范性實施例中，相較于通過所述觸控屏幕控制器605所提供的大約典型是5到10伏，所述觸控筆傳送信號677則是具有范圍從大約20到50伏。另或者，其它電壓可以被使用，如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解。較高的觸控筆傳送電壓更快速地耦接更多電荷到MC數(shù)組400，因而降低感測所述感測數(shù)組400的每一行和每一列所需的時間量。其他實施例可以在所述MC數(shù)組的傳送線路635上納入較高電壓，以取得類似于手指感測的時間效應改善。
[0079]在另一實施例中，所述觸控筆680在所述觸控筆傳送信號677上施加一個比來自所述傳送驅(qū)動電路610的傳送信號632的頻率還高的頻率，以達成一個降低的感測時間。電荷可以在所述觸控筆傳送信號677的上升緣和下降緣期間從所述觸控筆680被電容性耦接到所述感測數(shù)組400。因此，一較高的傳送頻率在一給訂的時間周期上提供大量的上升緣和下降緣，以造成較大的電荷耦接。所述傳送頻率在手指感測模式(例如:在感測數(shù)組上用于手指感測的傳送信號)中的實際上限取決于所述面板的個別感測組件和互連件(未圖示)的電阻器-電容器(RC)的時間常數(shù)。如此典型地是由于在所述感測數(shù)組100的制作中所使用的高阻抗材料(例如:銦錫氧化物)。一個高阻抗的感測數(shù)組400可以造成一個高的時間常數(shù)且造成傳感器的行(傳送線路635)和列(接收線路640)的信號衰減，而可以限制最大的感測頻率。當使用一個主動觸控筆以將所述觸控筆傳送信號677直接傳送到所述感測數(shù)組400上的一個接觸點時，所述觸控筆傳送信號677不必要通過所有的高阻抗路線，且因此可以增加用于所述觸控筆傳送信號677的最大操作頻率，如上文搭配圖6A和6B所敘述。例如:所述接收跡線(行和列兩者)的時間常數(shù)可以被用來判定一個上部頻率限制，不過如此典型地是將至少加倍在手指感測中所使用的上部頻率限制。典型上是因為消除所述行的阻抗而保持所述列的阻抗(或者反之亦是如此)，所以所述阻抗是在實行相互電容掃描時的一半阻抗。應所述要注意到:手指感測和觸控筆感測兩者使用頻率挑選，其中的操作周期應所述要小于所述面板的時間常數(shù)，如此對于所述操作頻率的挑選的限制幾乎與手指感測和觸控筆感測相同。
[0080]在一個實施例中，所述觸控筆傳送信號677的頻率不同于所述手指感測的傳送信號632的頻率。通過使用不同的傳送頻率，所述觸控屏幕控制器605可以在觸控筆傳送信號和手指感測的傳送信號之間作區(qū)分。另或者，所述觸控屏幕控制器605可以使用(對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢的)其他技術(shù)來區(qū)分所述觸控筆傳送信號和所述傳送驅(qū)動電路610的傳送信號632，諸如檢測在信號特征(例如:相位，頻率，振幅，和代碼調(diào)制)中的差異。
[0081]本文中所敘述的各種實施例可適用于使用經(jīng)組態(tài)設(shè)定以被電容性耦接到所述相互電容數(shù)組的未經(jīng)系煉，或無線的主動觸控筆的任何相互電容的觸控屏幕系統(tǒng)，其中所述主動觸控筆接收來自所述觸控屏幕控制器的同步或時序數(shù)據(jù)。例如:所述觸控筆可以基于從所述觸控屏幕控制器所接收的同步或時序數(shù)據(jù)來產(chǎn)生所述觸控筆傳送信號。
[0082]圖8的一個方塊圖是例示用于同步一個觸控筆850到一個主機器件的一個電子系統(tǒng)800的一個實施例。所述觸控筆850包含一個電容性感測數(shù)組810，多路復用器(MUX)器件820及825，傳感器件830，和傳送器840。在一實施例中，所述電容性感測數(shù)組810是一個所有點可尋址的相互電容感測數(shù)組(例如:感測數(shù)組400)。在又另一實施例中，所述電容性感測數(shù)組810是一個銦錫氧化物面板。所述電容性感測數(shù)組810 (感測數(shù)組810或銦錫氧化物810)如搭配圖4所敘述包含電極的行812和列814。在一實施例中，所述行812和所述列814是圖6A和6B的傳送線路635 (另或者是接收線路640)和接收線路640。所述行812和所述列814分別被耦接到所述多路復用器器件820和所述多路復用器器件825。所述多路復用器器件820和825被耦接到所述傳感器件830。所述傳感器件830被耦接到所述傳送器840。在一實施例中，所述傳感器件830實行與圖3的電容器感測電路301相同的一作用。在另一實施例中，所述傳感器件830是圖6A和6B的觸控屏幕控制器605。
[0083]在所描述的實施例中，觸控筆方塊850包括一個接收器855，一個電池880，一個升壓器870，一個筆尖驅(qū)動器890，和一個觸控筆筆尖895。所述觸控筆方塊850呈現(xiàn)出如圖8所描述被殼裝在觸控筆本體860內(nèi)的構(gòu)件。所述電池880被耦接到所述升壓器870和所述接收器850。所述升壓器870被耦接到所述筆尖驅(qū)動器890。
[0084]在一實施例中，所述感測830產(chǎn)生且將一個傳送信號835耦接到所述傳送器840。所述傳送器840以無線方式將所述傳送信號835耦接到所述接收器850。在一個實施例中，所述傳送器840以感應方式將所述傳送信號835耦接到所述接收器850。在其它實施例中，所述傳送器可以無線方式耦接所述傳送信號835，其包含射頻，光學，超聲波，和熟習本項技術(shù)人士將理解的其它介質(zhì)的各種方式。所述接收器850接收來自所述傳送器840的傳送信號899，且將調(diào)制的傳送信號耦接到所述觸控筆850。
[0085]在一個實施例中，通過所述傳送器840所發(fā)送的傳送信號835與在手指位置追蹤期間所產(chǎn)生且施加到所述傳送線路812 (或814)上的銦錫氧化物810的傳送信號是相同的信號。另或者，所述傳送信號835可以是一個不同于所產(chǎn)生且施加到所述銦錫氧化物810的傳送信號的信號，且可以具有不同的信號特征(例如:不同的頻率，相位，和代碼調(diào)制)。在另一實施例中，所述傳送器840發(fā)送一個同步信號899，或者時序數(shù)據(jù)，藉此所述觸控筆850基于通過所述接收器855自所述傳送器840所接收的同步信號899來產(chǎn)生觸控筆傳送信號898。在一實施例中，所述同步信號899具有一個不同于在手指位置追蹤期間所產(chǎn)生且施加到所述銦錫氧化物810的傳送信號的信號特征。
[0086]在一實施例中，所述電池880的電壓可以通過電池單元(例如:1.5伏的AAA單元)來提供。所述升壓器870將被遞送到所述筆尖驅(qū)動器890的電池電壓進行升壓，以允許所述筆尖驅(qū)動器890將所述傳送信號835放大到一較高的電壓(例如:10伏到20伏)。一個高電壓的觸控筆傳送信號898可以使所述主機器件805能夠檢測正在“懸浮”或者靠近所述電容性感測數(shù)組810時的觸控筆850，不過并未實體觸控在所述電容性感測數(shù)組810上所布置的上覆層。一個高電壓的觸控筆傳送信號898同樣可以通過所述傳感器件830提供更快速且更強健的檢測。搭配圖21敘述懸浮觸控辨識。
[0087]所述觸控筆850將來自所述觸控筆筆尖895的放大的觸控筆傳送信號898電容性耦接到所述電容性感測數(shù)組810。電極的行812和列814 (在觸控筆的位置追蹤模式中經(jīng)組態(tài)設(shè)定成接收電極)感測所述觸控筆傳送信號898，且將接收的觸控筆傳送信號898經(jīng)由所述多路復用器820和825發(fā)送到所述傳感器件830。在一實施例中，所述觸控筆傳送信號898指稱一旦通過所述銦錫氧化物810上的電極的行812及/或列所感測的接收信號。如所示，所述傳感器件830通過所述電容性感測數(shù)組810的電極的行812和列814兩者上的RX’ ing接收所述觸控筆傳送信號898，如上文搭配圖6B所敘述(即:接收線路640和660)。在一實施例中,所述傳感器件830在感測所述觸控筆傳送信號898時實行所述電容性感測數(shù)組810的行812和列814的一個觸控筆掃描。所述傳感器件830基于所述傳送信號898在所述電容性感測數(shù)組810的每一個行812和列814組件上的相對強度來判定所述觸控筆850的地方，如先前搭配圖4到6所敘述。
[0088]所述主機805和觸控筆850的同步部分使所述傳感器件830大致上能夠同時追蹤在所述感測數(shù)組810上的一個被動觸控對象(例如:手指)和觸控筆850。同步是確保所述觸控筆850在所述傳感器件830并未對被動觸控對象的感測進行TX’ ing時的一個周期期間傳送一個觸控筆傳送信號898。
[0089]圖9A的一個方塊圖是例示經(jīng)組態(tài)設(shè)定以傳送來自一個主機器件805的一個傳送信號915到一個觸控筆850的傳送器900的一個實施例。所述傳送器900包括一個載波產(chǎn)生器910, —個振幅調(diào)制(AM)調(diào)制器920, —個放大器930, —個匹配電路和濾波器940,和一個天線線圈945。
[0090]在一個實施例中，所述載波產(chǎn)生器910是一個產(chǎn)生一個判定的載波頻率的本地振蕩器。所述載波產(chǎn)生器可以利用一個環(huán)形振蕩器，一個松弛振蕩器，一個石英振蕩器等等，或者是熟習所述項技術(shù)人士將知悉的其它振蕩器。所述載波頻率可以顯著地高于所述傳送信號915。在一個實施例中，所述載波產(chǎn)生器910是一個13.56MHz的載波頻率(射頻辨識(RFID)標準)，而所述傳送信號915的頻率可以是大約IOOkHz到500kHz。在一實施例中，可以通過對所述載波信號進行分頻或者通過一個分離的振蕩器電路來產(chǎn)生所述傳送信號915。在另一實施例中，一個在圖3的處理器件310內(nèi)的電路產(chǎn)生所述傳送信號915。
[0091]依據(jù)一個實施例，所述振幅調(diào)制調(diào)制器920接收來自所述載波產(chǎn)生器910的載波頻率，且將所述載波頻率的振幅用所述傳送信號915進行調(diào)制。在一個實施例中，用來自所述載波產(chǎn)生器910的載波頻率調(diào)制所述同步信號899。盡管本文中敘述到幅移鍵控(ASK)，然而可以使用其它形式的調(diào)制方法(例如:頻移鍵控(FSK)，相移鍵控(PSK)，二進制相移鍵控(BPSK))，且是熟習所述項技術(shù)人士將知悉的。所述放大器930將調(diào)制的傳送信號925放大，且將放大的傳送信號發(fā)送到所述匹配電路和濾波器940。在一實施例中，所述放大器930將調(diào)制的傳送信號925放大到足夠高的阻抗，以遷就典型地和無線傳輸相關(guān)聯(lián)的高衰減，如熟習所述項技術(shù)人士將知悉的。所述匹配電路和濾波器940在所述放大器930和所述天線線圈945之間提供阻抗匹配，以濾除在所述調(diào)制的傳送信號925上的任何無用頻率。例如:一個高通濾波器或帶通濾波器可以被用來移除在所述調(diào)制的傳送信號925中的不必要噪聲或諧波。
[0092]所述天線線圈945以無線方式廣波所述濾除且調(diào)制的傳送信號925。在一實施例中，所述天線線圈945可以各種格式來廣波所述調(diào)制的傳送信號925，包含但不限至于射頻(RF),感應,光學,靜電稱接,和超聲波。在一個實施例中,所述傳送器以一個射頻載波(例如:433MHz，900MHz，或2.4GHz)來調(diào)制所述傳送信號915。在另一實施例中，所述天線線圈945利用一個電感性鏈路以將低頻射頻辨識調(diào)制的載波(所述調(diào)制的傳送信號925)電感性耦接到電感性接收器950。電感性耦接一個射頻辨識的載波通常消耗低于一個射頻載波的功率，且可以在所述觸控筆中提供較長的電池壽命。在一些實施例中，使用一個射頻辨識的載波頻率可以提供顯著的優(yōu)勢。例如:對于全世界來說沒有與廣波射頻辨識的頻率相關(guān)聯(lián)的廣波執(zhí)照需求。再者，在射頻辨識的頻率處，金屬觸控筆的案例和觸控筆筆尖可以作用為一個額外電場的天線，以提供一個更強健的接收器方塊。在一個實施例中，對所述射頻辨識的載波頻率進行分頻以產(chǎn)生所述傳送信號915，進而在所述接收器方塊處提供良好的噪生抑制。
[0093]圖9B的一個方塊圖是例示經(jīng)組態(tài)設(shè)定以接收來自一個主機器件805的調(diào)制的傳送信號925的一個觸控筆接收器950的一個實施例。所述接收器950包括一個天線線圈955, —個輸入濾波器965, —個振幅調(diào)制譯碼器970, —個自動增益控制方塊975,和一個筆尖驅(qū)動器980。在一實施例中，所述傳送器900和觸控筆接收器950分別類似于圖8的傳送器840和接收器855。另或者，可以使用其它用于傳送器和接收器的電路組態(tài)設(shè)定，如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢的。
[0094]所述天線線圈955接收從所述傳送器900以無線方式耦接的振幅調(diào)制的傳送信號925。所述調(diào)制的傳送信號925典型地被與無線傳輸相關(guān)聯(lián)的固有耗損所衰減。所述輸入濾波器960可以被用來濾除來自所述調(diào)制的傳送信號925的噪聲，不必要諧波，和其它無用信號。所述放大器965將所述調(diào)制的傳送信號925放大到所述振幅調(diào)制譯碼器970可檢測的邏輯電平。所述振幅調(diào)制譯碼器970將所述調(diào)制的傳送信號925解調(diào)制(例如:移除所述載波頻率(例如:13.56MHz))，進而留下所述傳送信號925。所述自動增益控制方塊975提供一個自動控制的增益控制回路，以在一個廣泛輸入信號的電壓范圍上維持一個常數(shù)得的傳送信號振幅。所述筆尖驅(qū)動器980進一步將所述傳送信號925放大到一個高電壓輸出(10伏到20伏)，以用于將所述傳送信號電容性耦接到所述電容性感測數(shù)組810，如上文搭配圖8所敘述。
[0095]在一替代實施例中，一個觸控筆經(jīng)組態(tài)設(shè)定以運作為時序“主導”，且具有一個和傳送器900相同的傳送器以發(fā)送同步信息到所述主機，其中將包含一個類似于接收器950的接收器。在另一實施例中，所述觸控筆及/或所述主機每一者可以包含收發(fā)器以允許雙向通訊。應所述要注意到:在一個通訊信道或通訊鏈路上完成在所述主機和所述觸控筆之間用于同步的通訊。可以將所述通訊信道或鏈路考慮成用來在所述主機和所述觸控筆之間通訊數(shù)據(jù)的一個反向信道。所述通訊數(shù)據(jù)可以包含如本文中所敘述的同步信息，以及諸如力度數(shù)據(jù)，按鈕數(shù)據(jù)，或類似數(shù)據(jù)的額外數(shù)據(jù)。所述通訊信道或鏈路可以是一個射頻鏈路，藍牙鏈路，一個光學鏈路，一個紅外光(IR)鏈路，或其它通訊信道/鏈路，如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢的。
[0096]當所述觸控筆850運作為時序“主導”時，所述觸控筆850將所述載波調(diào)制的傳送信號925發(fā)送到所述主機。在所述觸控筆850上的一個載波產(chǎn)生器，分頻器，和調(diào)制器提供一個調(diào)制的傳送信號到所述主機，其中所述主機被同步以與所述觸控筆傳送信號相同的相位和頻率來運作。此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有的優(yōu)勢是所須對系統(tǒng)800的修改以將所述主機同步到一個主導的觸控筆傳送信號。
[0097]圖1OA的一個方塊圖是例示用于以無線方式將來自一個主機器件傳送器1002的一個傳送信號耦接到一個觸控筆接收器1020的一個傳送器天線系統(tǒng)1000的一個實施例。所述系統(tǒng)1000包含一個銦錫氧化物的電容感測數(shù)組(銦錫氧化物面板)1005，一個主機傳送器1002，和一個觸控筆接收器1020。所述主機傳送器包含一個磁性天線1010。所述觸控筆接收器1020包含一個觸控筆的電性天線1025和一個觸控筆的磁性天線1030。所述主機的磁性天線1010將一個傳送信號感應耦接到所述觸控筆接收器1020。通過所述電性天線1025和磁性天線1030接收所述傳送信號。所述主機的磁性天線1010是一個可以容易被整合到現(xiàn)有設(shè)計內(nèi)的非常緊密的天線，且在實施時不需要對所述銦錫氧化物面板1005作任何的修改。所述天線系統(tǒng)1000可以良好地適應于具有大約10公分(4英時)的一個最大范圍的觸控筆-銦錫氧化物面板系統(tǒng)。
[0098]圖1OB的一個方塊圖是例示用于以無線方式將來自一個主機器件傳送器1042的一個傳送信號耦接到一個觸控筆接收器1052的一個傳送器天線系統(tǒng)1040的一個實施例。所述系統(tǒng)1040包含一個銦錫氧化物面板1045，一個主機傳送器1002，和一個觸控筆接收器1052。所述主機傳送器1042包含一個主機磁性天線1050。所述觸控筆接收器1052包含一個觸控筆的電性天線1054和一個觸控筆的磁性天線1056。在一實施例中，所述主機磁性天線1050經(jīng)組態(tài)設(shè)定以環(huán)繞所述銦錫氧化物面板1045的外側(cè)邊緣。所述主機磁性天線1050將一個傳送信號(未圖標)感應耦接到所述觸控筆接收器1052。通過所述電性天線1054和磁性天線1056接收所述傳送信號。所述主機磁性天線1050可以具有大約20公分(8英時)的一個最大傳輸范圍,其可以良好地適應于15英時的銦錫氧化物面板。在一實施例中，所述主機磁性天線1050可能需要增加屏幕邊界(銦錫氧化物面板的殼體)以容納所述銦錫氧化物面板1045和所述主機磁性天線1050兩者。
[0099]圖1OC的一個方塊圖是例示用于以無線方式將來自一個主機器件傳送器1062的一個傳送信號耦接到一個觸控筆接收器1085的一個傳送器天線系統(tǒng)1060的一個實施例。所述系統(tǒng)1060包含一個銦錫氧化物面板1065，一個主機傳送器1062，和一個觸控筆接收器1085。所述主機傳送器1062包含一個主機磁性天線1080和一個主機電性天線1070。所述觸控筆接收器1085包含一個觸控筆的電性天線1090和一個觸控筆的磁性天線1095。所述主機磁性天線1080和主機電性天線1070將一個傳送信號感應耦接到所述觸控筆接收器1085。通過所述電性天線1090和磁性天線1095接收所述傳送信號。所述主機電性天線1070可以一個10公分長的導線，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以靠近具有大約20公分的一個最大傳輸范圍的屏幕邊界(銦錫氧化物面板的殼體)。在一實施例中，所述主機電性天線1070被實施在一個可能不需對所述銦錫氧化物面板的殼體作任何修改的印刷電路板(PCB)。所述天先已經(jīng)被描述成具有線圈和回路的天線，不過可以使用各種形式的天線，諸如槽縫型天線，貼片型天線，雙極組件，折迭型雙極組件，單極組件，以及如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢的其它形式的天線。通過本文中所敘述的任何調(diào)制技術(shù)可以完成使用前述天線進行的數(shù)據(jù)傳輸。
[0100]圖11的一個流程圖是同步一個觸控筆到一個主機器件的一個方法1100的一個實施例。所述方法1100起始于所述主機器件開始掃描過程。所述傳感器件產(chǎn)生一個傳送脈沖序列(方塊1110)。在一實施例中,所述傳送脈沖序列是一個傳送信號的脈沖群。于方塊1155處,所述載波產(chǎn)生器產(chǎn)生一個載波信號(例如:13.56MHz射頻辨識的載波頻率)。所述振幅調(diào)制調(diào)制器以在方塊1110處所產(chǎn)生的傳送脈沖序列來調(diào)制所述載波信號。在其它實施例中，所述主機器件可以實施其它的調(diào)制方法，如搭配圖9A所敘述。一個帶通濾波器濾除調(diào)制的傳送信號(方塊1140)。應所述要注意到:可以使用其它形式的濾波器，包含低通濾波器，高通濾波器，陷波濾波器，和如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解的其它濾波器。于方塊1145處，一個匹配網(wǎng)絡匹配所述濾波器和天線的阻抗，且所述傳送器方塊以無線方式將所述調(diào)制的傳送信號傳送到所述觸控筆(方塊1150)。
[0101]所述觸控筆的接收器方塊以無線方式接收來自所述主機器件的調(diào)制的傳送信號(方塊1162)。所述放大器方塊將所述調(diào)制的傳送信號放大(方塊1165)，且所述振幅調(diào)制解調(diào)制器從所述傳送信號中移除所述載波頻率(方塊1170)。所述增益修正方塊以動態(tài)方式調(diào)整所述放大器的增益，以維持所述解調(diào)制器的輸出處的一個預定傳送信號的強度(方塊1175)。于方塊1180處，所述傳送驅(qū)動器驅(qū)動(放大)所述傳送信號。在一個實施例中，所述傳送驅(qū)動器將所述傳送信號放大到大約20到50伏，以改善在所述觸控筆和感測數(shù)組之間的電容性耦接(方塊1180)且啟用所述主機器件的懸浮檢測機能。所述觸控筆筆尖將放大的傳送信號(觸控筆傳送信號)耦接到所述銦錫氧化物面板(方塊1190)。
[0102]于方塊1115處，所述同步整流器接收所述觸控筆傳送信號。一個濾波方塊可以經(jīng)組態(tài)設(shè)定以運作成一個低通濾波器(LPF)，且將整流的觸控筆傳送信號作積分以移除無用的噪聲，諧波等等(方塊1120)。一個模/數(shù)(ADC)轉(zhuǎn)換器將模擬的觸控筆傳送信號轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字表示，以用于進一步在所述主機中央處理單元或其它的處理器件上進行數(shù)字處理(方塊1125)。于方塊1130處，所述主機中央處理單元計算所述觸控筆的坐標，處理任何的額外數(shù)據(jù)，且重復所述掃描過程(方塊1105)。在一實施例中，額外數(shù)據(jù)可以包含力度數(shù)據(jù)，按鈕數(shù)據(jù)，或者其它通過觸控筆所編碼到觸控筆傳送信號的額外功能，如參考圖13到18的進一步敘述。
[0103]圖12A的一個視圖是例示所述觸控筆850和手掌同成接觸一個銦錫氧化物面板810的電性效應。在一實施例中,所述系統(tǒng)800實行一個掌觸拒斥的特性，以使所述傳感器件830能夠準確地追蹤一個觸控筆680的位置，而一手或手掌同時出現(xiàn)在所述銦錫氧化物面板810上。前述狀況可能發(fā)生，例如在一個使用者以所述觸控筆輸入其簽名的同時在所述銦錫氧化物面板810上支撐其手或手掌。
[0104]圖12B的一個方塊圖1200是依據(jù)一個實施例例示一個手掌和觸控筆在一個銦錫氧化物面板1210上的電性等效電路圖。所述方塊圖包含一個銦錫氧化物面板1210，一個電容性感測組件A，一個觸控筆1220，一個觸控筆到面板的電容(C_stylus) 1230，手掌到面板的電容(C_palm) 1250，一個接收電路1270，接收電路到接地的電容(C_groundl) 1270，和一個從點B到電性接地的電容(C_ground2) 1260。所述接收電路到接地的電容1270是器件自有的電容。所述從點B到電性接地的電容1260是觸控筆自有的電容。所述觸控筆1220和手掌(未圖示)在所述電容性感測組件A處接觸所述銦錫氧化物面板1210。所述觸控筆到面板的電容1230是所述觸控筆1220在將一個觸控筆傳送信號電容性耦接到所述銦錫氧化物面板1210時的電容。所述掌觸電容1250是一支手或手掌接觸所述銦錫氧化物的表面的電容(圖12中所例示)。所述觸控筆的外罩或封殼是所述觸控筆1220的本地接地。所述從點B到電性接地的電容1260是人類本體從其中所述手掌接觸所述觸控筆1220的外罩的節(jié)點(B)的電容。在一實施例中，所述手掌可以耦接一個寄生傳送電荷到所述銦錫氧化物面板1210上，其可能顯著地影響通過所述接收電路1270所量測的傳送觸控筆信號。所述手掌到面板的電容1250的強度在懸浮于所述銦錫氧化物面板1210上時大約O。當接觸所述銦錫氧化物面板1210時，所述手掌的電容性影響取決于所述手掌到面板的電容1250和所述觸控筆到面板的電容1230。所述人類本體經(jīng)由一些有限的從點B到電性接地的電容1260而被連接到接地返回路線。如此意謂:手掌并未真正地被接地，且總是也具有一定的傳送電位。當手在所述面板上時，由于電容性耦接于面板而所述電位可以造成小的信號改變。所述觸控筆筆尖的傳送信號遠強烈于手掌的傳送信號。如此允許通過信號電平的門坎值來分開觸控筆和手掌的接觸而不生問題。
[0105]由于將所述主機同步到觸控筆的固有特性而達成掌觸拒斥，使得手指位置的追蹤和觸控筆位置的追蹤可以同時被實行而不會干擾彼此。例如:在觸控筆追蹤期間，所述觸控筆位置可以在所述銦錫氧化物面板1210接近所述觸控筆的地方將所述觸控筆傳送信號電容性耦接到所述銦錫氧化物面板1210。因此，一手掌將不會受到源自所述觸控屏幕控制器的傳送驅(qū)動電路610的傳送信號所刺激(例如:觸控屏幕控制器605的傳送驅(qū)動電路610，或者主機805的傳感器件830)，所以所述手掌(即:一個被動觸控對象)將以一個顯而易見的方式而不會干擾觸控筆位置的追蹤。應所述要注意到:相較于所述觸控筆筆尖，所述手掌具有遠小于觸控筆傳送信號的傳播。在傳送信號上的掌觸影響接近系統(tǒng)自有的噪聲基底，且可以容易地被移除。
[0106]圖13的一個方塊圖是例示用于同步且調(diào)制額外數(shù)據(jù)到一個觸控筆傳送信號898的一個觸控筆1300的一個實施例。所述觸控筆1300包含一個接收器855，微控制器方塊1305，電壓升壓器870，電池880，筆尖驅(qū)動器890，致動器939，觸控筆筆尖895，分壓器1310，和力度傳感器1360。在一個實施例中，所述微控制器方塊1305包含模/數(shù)轉(zhuǎn)換器1320，中央處理單元核心1330，按鈕1340和1341，同步和調(diào)制方塊(同步模式方塊)1350，和量測器1370。
[0107]在一實施例中，所述同步模式方塊1350經(jīng)組態(tài)設(shè)定以將額外數(shù)據(jù)調(diào)制到所述傳送信號835?？梢员徽{(diào)制到所述觸控筆傳送信號835的一些形式的額外數(shù)據(jù)包含電池數(shù)據(jù)，加速數(shù)據(jù)，按鈕數(shù)據(jù)，力度數(shù)據(jù)，和其他數(shù)據(jù)，如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢的。
[0108]在一個實施例中，假如在所述觸控筆傳送信號898上沒有需要調(diào)制的額外數(shù)據(jù)，則所述觸控筆1300的運作類似于圖8的觸控筆方塊850。具體來說，所述接收器855以無線方式接收所述傳送信號835，所述同步模式方塊1350接收來自所述接收器855的傳送信號835，所述筆尖驅(qū)動器890驅(qū)動或放大所述傳送信號835，且所述觸控筆筆尖895將放大的觸控筆傳送信號898電容性耦接到所述感測數(shù)組810。在一實施例中，假如在所述觸控筆傳送信號898中沒有需要調(diào)制的額外數(shù)據(jù)，則可略過所述同步模式方塊1350。
[0109]在一實施例中，所述觸控筆1300將電池數(shù)據(jù)(例如:電池充電狀態(tài))調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835。在一個實施例中，可以通過使用一個分壓器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器來取得所述電池數(shù)據(jù)。具體來說，可以是一個如圖13所示的電阻式分壓器網(wǎng)絡的分壓器1310量測所述電池的一個仿真電壓電位(例如:在所述電阻式分壓器的中間點處)，且所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器1320將量測的仿真電壓電位轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字數(shù)值，且將所述數(shù)字數(shù)值發(fā)送到所述中央處理單元核心1330。所述中央處理單元核心1330處理所述數(shù)字數(shù)值，且將所述數(shù)字數(shù)值發(fā)送到所述同步模式方塊1350。所述同步模式方塊1350將所述電池數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835。所述筆尖驅(qū)動器890搭配所述電壓升壓器870將調(diào)制的觸控筆傳送信號835放大。所述觸控筆筆尖895將所述調(diào)制的觸控筆傳送信號898電容性耦接到所述感測數(shù)組810。在其它實施例中，除了所述電池數(shù)據(jù)，所述同步模式方塊1350可以將其它形式的額外數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835，諸如下文中所敘述的按鈕數(shù)據(jù)。
[0110]在一個實施例中，所述觸控筆1300包含按鈕1340和1341。按鈕可以提供額外功能到所述觸控筆，包含但不限制類似于一個計算機鼠標的“左鍵點擊”和“右鍵點擊”功能。所述觸控筆1300的按鈕1340和1341被耦接到所述中央處理單元核心1330。所述按鈕1340和1341可以是機械式，電性式，電容式，或者此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解的其他形式。所述中央處理單元核心1330處理所述按鈕的輸入數(shù)據(jù)，且將所述輸入數(shù)據(jù)發(fā)送到所述同步模式方塊1350。所述同步模式方塊1350將所述按鈕數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835。所述筆尖驅(qū)動器890搭配所述電壓升壓器870將調(diào)制的觸控筆傳送信號835放大，且所述觸控筆筆尖895將所述調(diào)制的觸控筆傳送信號898電容性耦接到所述感測數(shù)組810。在一實施例中，除了所述按鈕數(shù)據(jù)及/或電池數(shù)據(jù)，所述同步模式方塊1350還可以將一個或更多其它形式的額外數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835，諸如下文中所敘述的力度數(shù)據(jù)。
[0111]在一實施例中，在所述觸控筆1300中實施力度感測。力度感測提供關(guān)于所述觸控筆筆尖895在所述感測數(shù)組810上的接觸壓力的額外數(shù)據(jù)。所述力度傳感器1360檢測被施加所述致動器893的力度。所述量測器1370判定所施加到所述筆尖895的力度量(例如:力度信號的強度)。所述中央處理單元核心1330處理所述力度信號，且將所述力度信號發(fā)送到所述同步模式方塊1350。所述同步模式方塊1350將所述力度數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835。所述筆尖驅(qū)動器890搭配所述電壓升壓器870將調(diào)制的觸控筆傳送信號835放大，且所述觸控筆筆尖895將所述調(diào)制的觸控筆傳送信號898電容性耦接到所述感測數(shù)組810?？梢酝ㄟ^在所述觸控筆1300內(nèi)的一個被動傳感器(例如:力度感測電阻器)或是主動傳感器(例如:電容性線性位置傳感器或者相對一個線圈的一個移動組件)來檢測力度感測。另或者，其他方法可以被用來在數(shù)量上判定且數(shù)字化一個施加到所述觸控筆筆尖895的力度，如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解的。在一實施例中，除了所述力度數(shù)據(jù)，所述同步模式方塊1350還可以將一個或更多其它形式的額外數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835。例如:在另一實施例中，可以檢測(例如:通過一個加速計)所述觸控筆的方位或加速，且予以編碼到所述觸控筆傳送信號835中。
[0112]在一實施例中，所述同步模式方塊1350可以通過下述來調(diào)制所數(shù)額外數(shù)據(jù):頻率調(diào)制(FM)，頻移鍵控(FSK)，振幅調(diào)制(AM)，幅移鍵控(ASK)，開關(guān)鍵控(OOK)，脈沖位置調(diào)制，相位調(diào)制(PM)，曼徹斯特編碼，直接序列展頻(DSSS)，或者是如此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解的其它調(diào)制方法。相位調(diào)制可以進一步包含在下文中參考圖15到18作出進一步論述的二進制相移鍵控(BPSK)或正交相移鍵控(QPSK)。
[0113]其他實施例可以經(jīng)組態(tài)設(shè)定以另外地將額外數(shù)據(jù)從所述觸控筆1300轉(zhuǎn)移到所述傳感器件(未圖示)，而不需要調(diào)制所述觸控筆傳送信號835。例如:使用時分多路復用(TDM)，所述觸控筆1300在一個時槽中傳送所述觸控筆傳送信號835，且在另一個時槽中傳送所述額外數(shù)據(jù)(例如:力度數(shù)據(jù)，加速數(shù)據(jù))，如針對圖19所敘述。類似地，碼分多路復用(CDM)可以被用來傳送所述觸控筆傳送信號和所述額外數(shù)據(jù)。所述觸控筆1300可以使用一個代碼傳送所述觸控筆傳送信號898，且可以使用另一個代碼傳送所述額外數(shù)據(jù)。在一實施例中，所述觸控筆傳送信號898和所述額外數(shù)據(jù)可以利用相同的頻率或者不同的頻率。在其它實施例中，光學，超聲波，電感性，或者射頻信號傳輸可以被用來將所述額外數(shù)據(jù)從所述觸控筆1300轉(zhuǎn)移到所述傳感器件830。例如:額外數(shù)據(jù)可以無線方式從所述觸控筆1300耦接到所述傳感器件830。應所述要注意到:在傳送所述額外數(shù)據(jù)到所述傳感器件830上可能需要諸如天線及/或放大器的額外硬件。此等實施例是此項技術(shù)中具有通常知識人士將知悉對本揭示內(nèi)容具有優(yōu)勢。
[0114]圖14的一個時序圖1400是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示在一個數(shù)據(jù)串流上的一個調(diào)制過程和解調(diào)制過程。所述時序圖1400包含一個調(diào)制過程1405和解調(diào)制過程1435。所述調(diào)制過程1405包含傳送數(shù)據(jù)信號1410，數(shù)據(jù)待傳送信號1420，和傳送+數(shù)據(jù)信號1430。所述解調(diào)制過程1435包含解調(diào)制器輸入信號1440，解調(diào)制器輸出信號1450，和電容器電壓1460。
[0115]在一個實施例中，所述傳送數(shù)據(jù)信號1410和所述數(shù)據(jù)待傳送信號1420是一個觸控筆傳送信號和額外數(shù)據(jù)(例如:力度感測，按鈕，電池數(shù)據(jù))，如上文中搭配圖3所作敘述。所述傳送+數(shù)據(jù)信號1430是一個調(diào)制的傳送信號，含有來自待傳送的傳送信號和數(shù)據(jù)(例如:力度數(shù)據(jù)，按鈕數(shù)據(jù)等等)的信息。在一個實施例中，所述傳送+數(shù)據(jù)信號1430的脈沖取決于所述數(shù)據(jù)待傳送信號1420的位作反相或非反相。在一個實施例中，所述傳送+數(shù)據(jù)信號1430從所述觸控筆筆尖895被電容性耦接到所述銦錫氧化物數(shù)組810。另或者，所述傳送+數(shù)據(jù)信號1430以無線方式從所述觸控筆被耦接到所述傳感器件830。
[0116]在一個實施例中，所述傳送+數(shù)據(jù)信號1430以電流尖峰的形式抵達一個解調(diào)制器方塊處，如解調(diào)制器輸入1440所例示。同步檢測器的輸出信號(解調(diào)制器輸出1450)由所述調(diào)制的額外數(shù)據(jù)有關(guān)的正整流尖峰或負整流尖峰。接收器解調(diào)制器的整合電容器(未圖標在電路圖上)的電壓1460代表對應于所述數(shù)據(jù)待傳送信號1420的譯碼的數(shù)據(jù)位，其通過所述傳感器件830作進一步處理。
[0117]圖15A的一個波形圖1500是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示利用一個位的二進制相移鍵控(BPSK)調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號。二進制相移鍵控利用具有兩個邏輯狀態(tài)的一個位，所述兩個邏輯狀態(tài)代表彼此不同相180度的正脈沖和負脈沖。波形圖1500例示代表一個邏輯電平“I”的一個邏輯脈沖。圖15B的一個波形圖1540是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示利用一個位的二進制相移鍵控調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號。波形圖1540例示代表一個邏輯電平“O”的一個邏輯脈沖。圖15C的一個圖形1560是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示用于一個位的二進制相移鍵控調(diào)制方法的極坐標和相位關(guān)系。在一個實施例中，單一位(位I)可以表示為一個正信號或負信號。位11580是一個具有一個O度相移的邏輯電平“I”。位11570是一個具有一個180度相移的邏輯電平“O”。在一個實施例中，二進制相移鍵控可以被用來將額外數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆傳送信號898，如上文中參考圖8所作敘述。例如:可以通過二進制相移鍵控來編碼按鈕數(shù)據(jù)。在極坐標中分別由位11570和位11580表示一個按壓的按鈕和一個非按壓的按鈕。應所述要注意到:改變所述傳送信號的相位以納入額外數(shù)據(jù)將不需改變所述傳送信號的時序，絕對強度，或頻率。換言之，盡管信號相位中有一個改變，所述觸控筆傳送信號898中含有的時序和同步信息仍然保持不變。如上文中所敘述，二進制相移鍵控調(diào)制是用于將額外數(shù)據(jù)加入一個觸控筆傳送信號的數(shù)個優(yōu)選調(diào)制方法中的一個調(diào)制方法。二進制相移鍵控可以允許在一個低信噪比的可靠檢測，且可以降低用于一個觸控筆的數(shù)據(jù)傳輸?shù)那皩Х?overhead)。其它的調(diào)制方法可以如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有的優(yōu)勢來使用。
[0118]圖16的一個方塊圖是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示用于實施一個位的二進制相移鍵控調(diào)制方法以用于將力度感測數(shù)據(jù)加入一個觸控筆傳送信號835的一個調(diào)制器方塊1600。所述調(diào)制器方塊1600包含切換方塊1605，暫停檢測器1630，同步和時鐘產(chǎn)生固件(同步時鐘產(chǎn)生器)1640，位移寄存器1650，電容力度傳感器1660，電容量測器1670，高壓筆尖驅(qū)動器890，和觸控筆筆尖895。所述切換方塊1605包含一個反相器1610和開關(guān)1620。在一個實施例中，所述調(diào)制器方塊是圖13的同步模式方塊1350的一部分。在另一個實施例中，在所述處理器件310中實施所述電容量測器1670，所述位移寄存器，和所述同步時鐘產(chǎn)生器1640。另或者，所述處理器件310可以包含或多或少的構(gòu)件以調(diào)制在所述觸控筆傳送信號835中的數(shù)據(jù)。
[0119]運作上，所述切換方塊1605經(jīng)組態(tài)設(shè)定以可控制方式雙態(tài)觸變(toggle)開關(guān)1620，以產(chǎn)生一個反相或非反向的觸控筆傳送信號835。通過所述反相器1610產(chǎn)生所述反向的觸控筆傳送信號835。在一個實施例中，切換方塊1610的反相或非反相信號是在圖15A到15C中所例示的O度和180度相移的二進制相移鍵控信號。
[0120]所述調(diào)制器方塊1600將力度感測納入所述傳送信號835。通過一個致動器(未圖示)和所述電容力度傳感器1660來部分檢測到力度感測，且在上文中搭配圖13作出進一步敘述。應所述要注意到:其它形式的額外數(shù)據(jù)可以被調(diào)制到所述觸控筆傳送信號835，如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解對本揭示內(nèi)容具有的優(yōu)勢。
[0121]在一個實施例中，開關(guān)1620的時序受到所述暫停檢測器1630，所述同步時鐘產(chǎn)生器1640，和所述位移寄存器1650的控制。所述調(diào)制器方塊1600經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在所述觸控筆傳送信號835的脈沖之間雙態(tài)觸變所述開關(guān)1620。應所述要注意到:在觸控筆傳送脈沖期間雙態(tài)觸變所述開關(guān)1620可能造成失真且負面地影響所述觸控筆850和所述銦錫氧化物數(shù)組810的同步。所述暫停檢測器1630檢測在觸控筆傳送脈沖之間的周期。所述同步時鐘產(chǎn)生器1640提供一個同步和時鐘產(chǎn)生的算法以對所述位移寄存器1650產(chǎn)生同步的時鐘脈沖。響應于來自所述電容量測器1670的輸入力度數(shù)據(jù)，所述位移寄存器1650以可控制方式雙態(tài)觸變所述開關(guān)1620，而造成一個調(diào)制的觸控筆傳送信號。因此，在觸控筆筆尖895處生成的觸控筆傳送信號898保留其時序信息，以經(jīng)由本文中所敘述的相位調(diào)制技術(shù)用于和額外力度數(shù)據(jù)進行的主機-觸控筆同步。
[0122]在一個實施例中，假如在所述觸控筆傳送信號上沒有需要調(diào)制的額外數(shù)據(jù)，則所述切換方塊1605將不具有相位調(diào)制的觸控筆傳送信號發(fā)送到所述筆尖驅(qū)動器890。在一個實施例中，假如在所述觸控筆傳送信號898中沒有需要調(diào)制的額外數(shù)據(jù)，則可略過所述切換方塊1605。
[0123]圖17A的一個波形圖1700是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示利用兩個位的正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號。在正交相移鍵控中，兩個位(位I和位2)同時被傳送且可以被相位或延遲所調(diào)制，如下文中參考圖17C所作敘述。波形圖1700例示用于兩個邏輯脈沖的兩個邏輯狀態(tài)，其中位I = 1，而位2 = I或O。所述位2的邏輯狀態(tài)由于一個TX/4的延遲而在信號強度上有差異，如下文中作出進一步敘述。應所述要注意到:圖17A顯示出所述位的狀態(tài)不同于常用的正交檢測器圖，因為本在此處沒有正交信道。在此實施例中，由于在所述觸控筆和主機控制器之間的同步，所述觸控筆的信號相位相較于所述接收器的同步解調(diào)制器的參考信號相位而言被預定義。
[0124]圖17B的一個波形圖1740是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示利用兩個位的正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方法的一個觸控筆傳送信號。波形圖1740例示用于兩個邏輯脈沖的兩個邏輯狀態(tài)，其中位I = 0，而位2 = I或O。圖17C的一個圖形1760是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示用于兩個位的正交相移鍵控調(diào)制方法的極坐標和相位關(guān)系。如上文中參考圖15C所作敘述，位11775是一個具有一個O度相移的邏輯電平“1”，且位11770是一個具有一個180度相移的邏輯電平“O”。在一個實施例中，位2可以具有一個TX/4的時間延遲，以在所述解調(diào)制器的輸出處(未圖示)造成降低的振幅。所述降低的振幅是大約一個非延遲的信號的一半強度，如圖17A和17B中所示。
[0125]圖18的一個方塊圖是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例例示用于實施兩個位的正交相移鍵控調(diào)制方法以用于將額外數(shù)據(jù)加入一個觸控筆傳送信號835的一個調(diào)制器方塊1800。所述調(diào)制器方塊1800類似于圖16的調(diào)制器方塊1600，伴隨著增加一個延遲方塊1810和一個由2位位移寄存器1850可進行雙態(tài)觸變控制的第二開關(guān)1820。所述兩個位可以同時被傳送。一個位可以相同方式通過開關(guān)11620進行編碼。全反相或非反相的信號意謂邏輯O或
I。所述第二位可以通過改變所述電容器電壓的絕對值進行編碼。所述接收器可以使用同步整流器的拓仆。假如接收的傳送信號位移有正負90度，則生成的振幅低兩倍。開關(guān)21820加入或移除90度(或TX/4)的延遲。
[0126]圖19A的一個時序圖1900是依據(jù)本發(fā)明的一實施例用于經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在個別間隔期間傳送觸控筆位置數(shù)據(jù)和力度數(shù)據(jù)的一個主機器件。所述時序圖1900包含觸控筆位置掃描間隔1910和力度數(shù)據(jù)間隔1920。掃描時間1930是從一個觸控筆位置掃描的開始到下一個觸控筆位置掃描的開始的時間間隔。在一個實施例中，其它形式的額外數(shù)據(jù)可以被包含(例如:按鈕數(shù)據(jù)，電池數(shù)據(jù)，加速數(shù)據(jù)等等)，如對此項技術(shù)中具有通常知識人士將理解的。
[0127]在一個實施例中，所述主機利用在一個觸控筆位置掃描的結(jié)束和下一個觸控筆位置掃描的開始之間的間隔，以同步所述主機和觸控筆來提供強健的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移和無錯誤的觸控筆位置追蹤。通過在時間上分開傳送力度數(shù)據(jù)(例如:將觸控筆傳送信號和力度數(shù)據(jù)進行時分多路復用)，在所述掃描時間1930中所述主機器件用于實行所述同步和追蹤運作的可取用時間較少。在一個實施例中，可能需要一個增加的掃描時間(即:降低的系統(tǒng)運作頻率)。應所述要注意到:可以使用此方法達成高的比特率。在一個實施例中，每個掃描時間間隔傳送16個位。另或者，每個掃描時間間隔可以傳送少于或多于16個的位。
[0128]圖19B的一個時序圖1950是依據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于經(jīng)組態(tài)設(shè)定以在個別間隔期間傳送觸控筆位置數(shù)據(jù)和力度數(shù)據(jù)的一個主機器件。所述時序圖1950包含一個觸控筆位置掃描和力度數(shù)據(jù)間隔I960及掃描時間間隔1970。在一個實施例中，所述觸控筆對每一個位置掃描調(diào)制一個額外數(shù)據(jù)位(例如:力度數(shù)據(jù)，電池數(shù)據(jù)，按鈕數(shù)據(jù)等等)而不會增加總掃描時間1970。應所述要注意到:此掃描方法可以支持低于圖19A的掃描方法的最大比特率。
[0129]圖20的一個流程圖是追蹤一個被動觸控對象和一個觸控筆在一個感測數(shù)組上的位置的一個方法2000的一個實施例。所述方法2000通過可以包括下述的處理邏輯來實行:硬件(電路系統(tǒng)，專用邏輯等等)，軟件(諸如在一個通用計算系統(tǒng)或一個專用機械上運行的)，固件(內(nèi)嵌式軟件)，或前述的任何組合。在一個實施例中，圖6的觸控屏幕控制器605實行所述方法2000的一些運作。在另一個實施例中，圖8的傳感器件830實行所述方法2000。在又另一個實施例中，圖3的電容感測電路310實行所述方法2000。另或者，所述電子系統(tǒng)300 (圖3)的其它構(gòu)件可以實行方法所述2000的一些或所有運作。
[0130]參考圖20,追蹤起始于在一個感測數(shù)組上沒有出現(xiàn)所有點可尋址的觸控(例如:通過一個被動觸控對象)或觸控筆的觸控(包含觸控或懸浮檢測)(方塊2010)。此方法的目的是提供自適性主動觸控筆或被動觸控對象的掃描技術(shù)。當沒有觸控筆且沒有觸控時，每一個所有點可尋址的掃描執(zhí)行觸控筆掃描循環(huán)的短叢發(fā)(典型地采用比觸控筆掃描還長的時間)。此叢發(fā)使用于噪聲環(huán)境下可靠的懸浮檢測。假如檢測到所有點可尋址的觸控，則執(zhí)行所述所有點可尋址的掃描循環(huán)的叢發(fā)以提供充足的觸控響應。當檢測到觸控時，在所述所有點可尋址的循環(huán)的叢發(fā)內(nèi)不掃描觸控筆。一旦檢測到觸控筆，考慮到使用觸控筆的應用對回報速率相當敏感且觸控筆掃描具有高于所有點可尋址掃描的優(yōu)先序，以最高速率進行掃描來得到最佳的觸控筆回報速率。不存在所有點可尋址掃描的同時感測到觸控筆的觸控或懸浮，參考圖21對懸浮檢測作出進一步敘述。所述處理邏輯初始化且將所述所有點可尋址的掃描計數(shù)和所述觸控筆的掃描計數(shù)設(shè)定到O。所述掃描計數(shù)判定所述處理邏輯保留在一個特定掃描設(shè)定中的時間量。例如:所述處理邏輯掃描所述觸控筆，而所述掃描計數(shù)少于一個預定數(shù)值。在一個實施例中，對于所有點可尋址觸控和觸控筆觸控的一個預定的最大掃描計數(shù)數(shù)值分別被注記為變數(shù)“N”和“M”。
[0131]所述觸控筆掃描和處理起始(方塊2015)。在一個實施例中，所述主動觸控筆具有一個高于用于一個被動觸控對象的一個所有點可尋址掃描的優(yōu)先序。假如在方塊2020處，所述處理邏輯檢測一個觸控筆的觸控和觸控筆的懸浮信號，則所述傳感器件將所述觸控筆的掃描計數(shù)設(shè)定到O (方塊2025)，所述處理邏輯回報結(jié)果到一個主機處理器(方塊2030)，且所述觸控筆掃描和處理重新起始(方塊2015)。在一個實施例中，所述主機處理器可以是圖3的主機350。假如在方塊2020處并未檢測到一個觸控筆的觸控和懸浮，則所述處理邏輯在假如目前觸控筆的掃描計數(shù)少于所述預定義的最大數(shù)值(即:M)時將所述觸控筆的掃描計數(shù)增量(方塊2040)。假如所述觸控筆的掃描計數(shù)少于M(方塊2045)，則所述處理邏輯回報結(jié)果到一個主機處理器(方塊2030)，且所述觸控筆掃描和處理重新起始(方塊2015)。假如所述觸控筆的掃描計數(shù)等于O或大于M，則所有點可尋址掃描和處理開始(方塊 2050)。
[0132]假如在方塊2060處并未檢測當一個所有點可尋址觸控(例如:由諸如一手指的一個被動觸控物件的一個觸控)，所述觸控屏幕控制器605將所述所有點可尋址的掃描計數(shù)值設(shè)定成O (方塊2085)，所述處理邏輯回報結(jié)果到一個主機處理器(方塊2090)，且觸控筆掃描和處理重新開始(方塊2015)。假如在方塊2060處檢測到一個所有點可尋址觸控，則所述處理邏輯在假如目前所有點可尋址的掃描計數(shù)少于所述預定義的最大數(shù)值(即:N)時將所述所有點可尋址的掃描計數(shù)增量(方塊2070)。假如所述所有點可尋址的掃描計數(shù)少于N (方塊2080)，則所述處理邏輯回報結(jié)果到一個主機處理器(方塊2030)，且所述所有點可尋址掃描和處理重新開始(方塊2050)。假如所述所有點可尋址的掃描計數(shù)等于O或大于N，則所述處理邏輯將所述所有點可尋址的掃描計數(shù)值設(shè)定成O (方塊2085)，所述處理邏輯回報結(jié)果到一個主機處理器(方塊2030)且觸控筆掃描和處理重新開始(方塊2015)。
[0133]總結(jié)，依據(jù)本發(fā)明的一個實施例。所述觸控筆掃描具有一個高于所述所有點可尋址掃描的優(yōu)先序。所述觸控筆掃描可以在迭代掃描周期中持續(xù)進行，直到檢測到一個觸控筆為止(其中所述觸控筆的掃描計數(shù)被重新設(shè)定成0，且觸控筆位置追蹤的周期重新開始)或者直到所述觸控筆的掃描周期結(jié)束為止(當所述觸控筆的掃描計數(shù)達到一個門坎數(shù)值時)。一旦所述觸控筆的掃描周期結(jié)束，所述所有點可尋址掃描可以起始。所述所有點可尋址掃描可以持續(xù)追蹤所述觸控對象，直到所述所有點可尋址的掃描周期結(jié)束為止(掃描計數(shù)達到一個門坎數(shù)值)或者并未檢測到所有點可尋址的觸控對象，不論哪個情況先發(fā)生。另或者，優(yōu)先化且大致上同時追蹤一個觸控筆和一個被動觸控對象在一感測數(shù)組上的位置的其它方法將是此項技術(shù)中具有通常知識人士知悉對本揭示內(nèi)容具有的優(yōu)勢。
[0134]圖21的一個流程圖是追蹤一個觸控筆在接觸一個感測數(shù)組或懸浮在所述感測數(shù)組上的位置的一個方法2100的一個實施例。所述方法2100通過可以包括下述的處理邏輯來實行:硬件(電路系統(tǒng)，專用邏輯等等)，軟件(諸如在一個通用計算系統(tǒng)或一個專用機械上運行的)，固件(內(nèi)嵌式軟件)，或前述的任何組合。在一個實施例中，圖6的觸控屏幕控制器605實行所述方法2100的一些運作。在另一個實施例中，圖8的傳感器件830實行所述方法2100。在又另一個實施例中，圖3的電容感測電路310實行所述方法2100。另或者，所述電子系統(tǒng)300(圖3)的其它構(gòu)件可以實行方法所述2000的一些或所有運作。
[0135]在一個實施例中，所述觸控筆的掃描方法2100敘述一個觸控筆的懸浮檢測方法，且可以取代圖20的觸控筆掃描和處理方法。一個觸控筆的傳送懸浮信號發(fā)生在一個觸控筆筆尖靠近一個感測數(shù)組但沒有接觸上覆層，且所述觸控筆將所述觸控筆傳送信號電容性耦接到感測數(shù)組。
[0136]參考圖21，所述觸控筆的掃描相位起始(方塊2110)。所述處理邏輯實行濾波，基線更新，或差異計算(方塊2120)。取決于噪聲環(huán)境和容許的處理前導符元，濾波可以是一個無限脈沖響應(IIR),—個有限脈沖響應(FIR),或者是一個被施加到元數(shù)據(jù)的中位數(shù)。差異計算可以被使用作為一個從背景噪聲中擷取出有用信號的方法。隨著時間維持用于每一個感測組件的基線，追蹤此基線對于溫度，噪聲等等的響應。從每一個元數(shù)據(jù)減去此基線以取得“差異計數(shù)”。換言之，DIFF_C0UNTS = RAW+COUNTS-BASELINE。所述差異計算可以被使用在沒有訊好來自觸控筆時區(qū)分所述觸控筆信號和所述接收器的基線信號。當沒有檢測到觸控筆時，所述基線的計算如同低通濾波的接收信號。為了在噪聲情況下改善所述信噪比，所述接收器信號可選擇地被濾除。所述濾波器是低通濾波器，共模噪聲濾波器，或類似器件。在方塊2130處，假如對于整個傳感器數(shù)組的差異計算為0，則所述處理邏輯不會檢測一個觸控筆的觸控或觸控筆的懸浮情況(方塊2135)，且所述觸控筆處理結(jié)束(方塊2195)。此意謂所有量測的差異計數(shù)是0，即:沒有檢測到觸控筆的觸控。
[0137]在方塊2130處，假如對于整個所有點可尋址的差異計大于0，則所述處理邏輯判定本地最大的觸控筆傳送信號(方塊2140)。在一個實施例中，所述本地最大的觸控筆傳送信號是電極中具有最高振幅的觸控筆傳送信號的行和列。在一個實施例中，所述行和列電極是圖6的接收線路640和660。在方塊2150處，假如所述差異計算在本地極大值附近的總和少于一個懸浮門坎數(shù)值，則處理邏輯檢測一個觸控筆的觸控(方塊2155)。例如:一個典型觸控筆的觸控信號可能看似信號2152。在方塊2190處，所述處理邏輯計算后處理的質(zhì)心且觸控筆處理結(jié)束(方塊2195)。
[0138]在方塊2150處，假如所述差異計算在本地極大值附近的總和等于或大于所述懸浮門坎數(shù)值，則懸浮差分信號形狀檢測器(形狀檢測器)檢測在所述感測數(shù)組上的觸控筆傳送信號的形狀(即:信號梯度)(處理方塊2160)。所述形狀檢測器判定在相鄰具有本地極大值的電極的接收線路640和660上的觸控筆傳送信號的相對強度是否指出一個懸浮的觸控筆傳送信號。耦接的觸控筆傳送信號的強度取決于所述觸控筆筆尖895和所述感測數(shù)組810上的電極的相對近接程度。在一個實施例中，一個懸浮的觸控筆傳送信號可能看似信號2164。另或者，一個貢獻噪聲或其它非觸控筆傳送信號的信號可能看似具有隨機的形狀，類似于信號2162。[0139]所述形狀檢測器判定檢測到的信號是否是一個來自一個懸浮觸控筆的合理懸浮的觸控筆傳送信號(方塊2170)。假如所述形狀檢測器判定檢測到的是一個合理懸浮的觸控筆傳送信號，則所述處理邏輯判定目前觸控筆的計數(shù)。在方塊2180處，假如所述觸控筆的計數(shù)少于一個預定計數(shù)值，則所述處理邏輯判定在所述感測數(shù)組上沒有觸控筆的觸控或觸控筆的懸浮信號(方塊2175)，且觸控筆處理結(jié)束(方塊2195)。在方塊2180處，假如所述觸控筆的計數(shù)等于或大于所述預定計數(shù)值，則所述處理邏輯判定所述信號是一個觸控筆懸浮的傳送信號(方塊2185)。在方塊2190處，所述處理邏輯計算后處理的質(zhì)心且觸控筆處理結(jié)束(方塊2195)。
[0140]假如所述形狀檢測器判定檢測到的信號不是一個合理觸控筆懸浮的傳送信號(例如:信號2162)，則所述處理邏輯判定沒有發(fā)生觸控筆的觸控(方塊2175)，且觸控筆處理結(jié)束(方塊2195)。
[0141]本文中所敘述本發(fā)明的實施例包含各種運作。通過硬件組件，軟件，固件，前述一組合可以實行所述些運作。如本文中所使用，詞語“耦接到”可以意謂直接耦接或者透過一個或更多中介構(gòu)件的間接耦接。在本文中所敘述的各種總在線提供的任何信號可以和其它信號進行時間多路復用，且被提供在一個或更多共享總在線。此外，在電路構(gòu)件或方塊之間的互連可以被顯示為總線或單信號線路。所述些總線的每一個總線可以另選為一個或更多的單信號線路，且所數(shù)單信號線路的每一個單信號線路可以另選為總線。
[0142]某些實施例可以被實施成可以包含被存儲在一個計算器可讀取介質(zhì)上的一個計算器程序產(chǎn)品。所述些指令可以被用來編程一個通用或特殊用途處理器以實行所敘述的運算。一個計算器可讀取介質(zhì)包含用于存儲或傳送具有一個機械(例如:一個計算器)可讀取的一個格式(例如:軟件，處理應用程序)的信息的任何機構(gòu)。所述計算器可讀取的存儲介質(zhì)可以包含但不限制于磁性存儲介質(zhì)(例如:軟式磁盤)，光學存儲介質(zhì)(例如:只讀光盤)，磁旋光性存儲介質(zhì)，只讀存儲器(ROM)，隨機存取存儲器(RAM)，可抹除可編程存儲器(例如:EPR0M，EEPR0M)，快閃存儲器，或者適合用于存儲電子指令的另一型式的介質(zhì)。所述計算器可讀取的傳輸介質(zhì)可以包含但不限制于電性，光學，升波，或其他形式的傳播信號(例如:載波，紅外光信號，數(shù)字信號，或類似物)，或者適合用于傳送電子指令的另一型式的介質(zhì)。
[0143]此外，一些實施例可以被實現(xiàn)在分布式的計算環(huán)境中，其中所述計算器可讀取的介質(zhì)被存儲在超過一個的計算器系統(tǒng)上及/或通過所述超過一個的計算器系統(tǒng)作執(zhí)行。此夕卜，在計算器系統(tǒng)之間被轉(zhuǎn)移的一信息可以跨越連接到所述計算器系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)進行牽引或推送。
[0144]盡管以一個特定順序顯示且敘述本文中的方法的運作，可以對每一個方法的運作順序作出變更，使得某些運作可以一個反相順序來實行，或者使得某些運作可以至少部分地與其他運作同時實行。在另一實施例中，不同運作的指令或子指令可以處于一個間歇及/或交替形式。
[0145]在上述說明書中，本發(fā)明已經(jīng)參考其特定的示范性實施例作出敘述。然而，顯而易見的是:可以對本發(fā)明作出各種修改和改變而不會悖離本發(fā)明的最廣精神和范疇，如附加權(quán)利要求項中所提及。據(jù)此，所述說明書和圖式被視為一個例示性意義而非限制性意義。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，其包括: 通過一個觸控筆產(chǎn)生會被電容性耦接到一個電容性感測數(shù)組的一個傳送信號； 將觸控筆數(shù)據(jù)調(diào)制到所述傳送信號內(nèi)；以及 經(jīng)由在所述觸控筆和所述電容性感測數(shù)組之間的一個電容性耦接以將調(diào)制的信號傳送到所述電容性感測數(shù)組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述觸控筆數(shù)據(jù)包括力度感測數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中所述觸控筆數(shù)據(jù)包括力度感測數(shù)據(jù)，電池數(shù)據(jù),加速數(shù)據(jù)，和按鈕狀態(tài)數(shù)據(jù)中的至少一者。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述調(diào)制包括將使用下述中的至少一者來調(diào)制數(shù)據(jù):頻率調(diào)制FM，頻移鍵控FSK，振幅調(diào)制AM，幅移鍵控ASK，開關(guān)鍵控00K，脈沖位置調(diào)制，相位調(diào)制PM，曼徹斯特編碼，或直接序列展頻DSSS。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括量測所述觸控筆的一個筆尖所按壓的一個力度，且其中所述觸控筆數(shù)據(jù)包括量測的力度。
6.一種觸控筆，其包括: 一個觸控筆筆尖，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以電容性耦接到一個電容性感測數(shù)組； 一個筆尖驅(qū)動器，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以經(jīng)由所述觸控筆筆尖將一個傳送信號驅(qū)動到所述電容性感測數(shù)組；以及 一個處理器件，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以將數(shù)據(jù)調(diào)制到所述傳送信號內(nèi)，且控制所述筆尖驅(qū)動器以經(jīng)由所述觸控筆筆尖將調(diào)制的信號傳送到所述電容性感測數(shù)組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸控筆，其中所述處理器件包括: 一個同步和調(diào)制方塊，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以接收所述傳送信號，且將所述數(shù)據(jù)調(diào)制到所述傳送信號內(nèi)以產(chǎn)生調(diào)制的信號；以及 一個處理核心，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以提供所述數(shù)據(jù)到所述同步和調(diào)制方塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控筆，其中所述處理器件進一步包括一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC以接收代表所述觸控筆的一個電池狀態(tài)的一個電壓，且將所述電壓轉(zhuǎn)換成一個數(shù)字數(shù)值，其中所述處理核心經(jīng)組態(tài)設(shè)定以將所述數(shù)字數(shù)值包含到被發(fā)送到所述同步和調(diào)制方塊的所述數(shù)據(jù)中，而被調(diào)制到所述傳送信號內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控筆，進一步包括一個按鈕，其中所述處理核心經(jīng)組態(tài)設(shè)定以接收來自所述按鈕的按鈕輸入數(shù)據(jù)，且將所述按鈕輸入數(shù)據(jù)包含到被發(fā)送到所述同步和調(diào)制方塊的所述數(shù)據(jù)中，而被調(diào)制到所述傳送信號內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控筆，其中所述處理器件進一步包括一個量測器，所述量測器經(jīng)組態(tài)設(shè)定以判定所施加到所述觸控筆筆尖的一個力量且傳送代表所述力量的一個數(shù)字數(shù)值，且其中所述處理核心經(jīng)組態(tài)設(shè)定以將所述數(shù)字數(shù)值包含到被發(fā)送到所述同步和調(diào)制方塊的所述數(shù)據(jù)中，而被調(diào)制到所述傳送信號內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸控筆，進一步包括被耦接到所述處理器件的一個力度傳感器，所述力度傳感器經(jīng)組態(tài)設(shè)定以檢測被施加到所述觸控筆尖的所述力量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸控筆，其中所述力度傳感器是一個主動傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所 述的觸控筆，進一步包括被耦接到所述處理器件的一個移動傳感器，所述移動傳感器經(jīng)組態(tài)設(shè)定以檢測所述觸控筆的移動。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控筆，其中所述同步和調(diào)制方塊經(jīng)組態(tài)設(shè)定以使用下述中的至少一者來調(diào)制所述數(shù)據(jù):頻率調(diào)制FM，頻移鍵控FSK，振幅調(diào)制AM，幅移鍵控ASK，開關(guān)鍵控00K，脈沖位置調(diào)制，相位調(diào)制PM，曼徹斯特編碼，或直接序列展頻DSSS。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的觸控筆，其中所述相位調(diào)制使用一個二進制相移鍵控BPSK編碼方法或一個正交相移鍵控QPSK編碼方法中的至少一者。
16.一種觸控筆，其包括: 一個觸控筆筆尖，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以電容性耦接到一個電容性感測數(shù)組； 一個筆尖驅(qū)動器，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以經(jīng)由所述觸控筆筆尖將多個傳送信號傳送到所述電容性感測數(shù)組；以及 一個處理器件，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以經(jīng)由所述電容性感測數(shù)組將一個觸控筆觸控信號傳送到一個主機，且使用與所述觸控筆觸控信號相同的一個信道將一個觸控筆數(shù)據(jù)傳送到所述主機。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的觸控筆，其中所述處理器件經(jīng)組態(tài)設(shè)定以將所述觸控筆數(shù)據(jù)調(diào)制到所述觸控筆觸控信號內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的觸控筆，其中所述處理器件經(jīng)組態(tài)設(shè)定以多路復用所述觸控筆數(shù)據(jù)和所述觸控筆觸控信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的觸控筆，其中所述處理器件經(jīng)組態(tài)設(shè)定以使用時分多路復用TDM或碼分多路復用CDM中的至少一者，在所述時分多路復用中使用一個時槽來傳送所述觸控筆觸控信號而使用另一個時槽來傳送所述觸控筆數(shù)據(jù)，且在所述碼分多路復用中使用一個代碼來傳送所述觸控 筆觸控信號而使用另一個代碼來傳送所述觸控筆數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的觸控筆，其中所述處理器件經(jīng)組態(tài)設(shè)定以使用一個第一頻率來傳送所述觸控筆觸控信號，且使用另一個頻率來傳送所述觸控筆數(shù)據(jù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的觸控筆，進一步包括: 一個切換方塊，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以基于所述觸控筆觸控信號產(chǎn)生一個反相傳送信號和一個非反相傳送信號，其中所述切換方塊包括一個開關(guān)，所述開關(guān)雙態(tài)觸變toggle在所述反相傳送信號和所述非反相傳送信號之間的一個輸出信號；以及 一個暫停檢測器，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以檢測在所述觸控筆觸控信號的多個脈沖之間的周期，其中所述處理器件包括； 一個位移寄存器，經(jīng)組態(tài)設(shè)定以接收來自一個力度傳感器的輸入力度數(shù)據(jù)，其中所述觸控筆數(shù)據(jù)包括所述輸入力度數(shù)據(jù)；和 一個同步和時鐘產(chǎn)生方塊，用以產(chǎn)生用于所述位移寄存器的同步時鐘脈沖，且其中所述位移寄存器響應于所述輸入力度數(shù)據(jù)以控制所述切換方塊的所述開關(guān)，其中所述切換方塊的所述輸出信號是一個包括所述觸控筆數(shù)據(jù)和所述觸控筆觸控信號的調(diào)制信號。
【文檔編號】G06F13/14GK103534670SQ201180002771
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2010年10月28日
【發(fā)明者】維克特·奎曼, 羅曼·歐吉扣, 歐勒山德·皮羅高福, 安德理·里須頓, 達倫·瓦利斯 申請人:賽普拉斯半導體公司