有源觸控筆與數位化儀的通信的製作方法
2023-07-22 04:10:11
背景
與數位化儀系統一起使用的信號發射觸控筆(例如，有源觸控筆)在本鄰域中是已知的。觸控筆的位置檢測向與數位化儀系統相關聯的計算設備提供輸入，並被解釋為用戶命令。通常，數位化儀系統與顯示屏集成在一起，例如以形成觸控螢幕。觸控筆在屏幕上的位置與屏幕上所描繪的虛擬信息相關。由觸控筆發射的信號可包括諸如施加在書寫筆尖上的壓力和觸控筆標識之類的信息。該信號被數位化儀系統解碼以獲得信息。
數位化儀系統通常包括以行和列排列的電極結的矩陣。可通過對行和列兩個方向上的輸出進行採樣來跟蹤觸控筆位置。跟蹤基於檢測到信號，該信號由觸控筆的筆尖發射並由數位化儀傳感器由於在筆尖與電極結陣列的一部分之間建立的靜電耦合而拾取。跟蹤由觸控筆發射的信號的數位化儀系統通常還跟蹤用手指或導電對象提供的輸入。互電容傳感器是用於這樣的數位化儀系統的一種類型的數位化儀傳感器。互電容檢測允許多個手指、手掌或導電對象可被同時跟蹤的多點觸摸操作。
概述
在一些實施例中本公開涉及一種用於有源觸控筆與計算設備的數位化儀系統進行通信的方法，並且可被應用於其他手持式設備與計算設備的數位化儀系統的有源通信。該方法提供了觸控筆和數位化儀系統之間的協商能力，並且基於該協商來配置它們之間的靜電通信信道。能力協商可幫助優化特定的觸控筆和數位化儀系統對之間的通信。可為與相同的數位化儀系統通信的各觸控筆或為與不同的數位化儀系統通信的相同觸控筆定義不同的配置。觸控筆和數位化儀系統之間的配置可被存儲在計算設備、觸控筆、或外部存儲器中(例如雲存儲器)，並且可基於標識觸控筆、數位化儀系統或兩者來獲取。
除非以其他方式定義，否則本文中所使用的所有技術和/或科學術語具有如本鄰域的普通技術人員共同理解的相同含義。雖然類似於或等同於本文所描述的方法和材料可被用於本公開的各實施例的實踐和測試中，但是下文描述了示例性方法和/或材料。在衝突的情況下，包括定義的專利申請將優先。此外，材料、方法和示例僅是說明性的，並不一定旨在限制。
附圖的若干視圖的簡要描述
此處參考附圖描述本公開的一些實施例，僅作為示例。現在專門詳細地參考附圖，強調的是，所示的細節是舉例而言的並且只是出於對本公開的各實施例的說明性討論的目的。在這一點上，參考附圖的描述使得如何實踐本公開的各實施例對本鄰域技術人員是顯而易見的。
在附圖中：
圖1是根據本公開的一些實施例的示例性啟用觸摸的計算設備的簡化框圖；
圖2是根據本公開的一些實施例的與兩個不同的觸控筆進行通信的啟用觸摸的計算設備的示意圖；
圖3是根據本公開的一些實施例的與兩個不同的啟用觸摸的計算設備進行通信的觸控筆的示意圖；以及
圖4是根據本公開一些實施例的用於將手持式設備與啟用觸摸的計算設備配對的示例性方法的簡化流程圖。
詳細描述
在本公開的示例性實施例中，啟用觸摸的計算設備被配置成標識進入該設備鄰域的觸控筆(或其他手持式設備)的能力，並且基於所標識的能力來配置該觸控筆和計算設備的觸控螢幕之間的通信。在一些示例性實施例中，觸控螢幕的操作被適配成適應所檢測到的觸控筆的能力。可選地，計算設備指示該觸控筆調整其配置以適應觸控螢幕的能力。替換地或附加地，觸控筆被配置成標識計算設備的觸控螢幕的能力並基於所標識的能力來適配其傳輸。可選地，協商會話允許觸控筆和計算設備兩者都能聲明能力、請求信息以及配置在它們之間的靜電通信信道。靜電通信信道是數位化儀傳感器鄰域內的觸控筆的導電部分在其上傳送由觸控螢幕拾取的信號或接收由計算設備傳送到觸控螢幕的信號的信道。
在一些示例性實施例中，基於來自計算設備的輸入,觸控筆可被配置成選擇性地傳送可被計算設備識別或使用的信息。由計算設備支持的信息可包括例如觸控筆標識、與觸控筆相關聯的授權、施加在觸控筆筆尖上的壓力、觸控筆的傾斜、電池水平、來自觸控筆上的一個或多個傳感器的輸出、觸控筆的墨水顏色。在一些示例性實施例中，靜電通信信道的配置可定義可被觸控螢幕識別的由觸控筆傳送的信號的數據結構和時序或可被觸控筆識別的在觸控螢幕上傳送的信號的數據結構和時序。可選地，觸控筆可基於哪個計算設備可解碼此信息來將一個或多個表(和/或公式)傳送到該計算設備。
在一些示例性實施例中，能力標識或協商經由靜電通信信道或經由輔助信道(例如藍牙、近場通信(nfc)、例如使用電磁信號和有線(例如usb)系鏈連接的射頻通信)來與計算設備進行通信。
在本公開的示例性實施例中，在觸控筆或計算設備中的一者意識到對方的情況下，例如在沒有通信的定義時段失效之後，用於對設備進行配對的靜電通信能力的通信將發生。意識可經由靜電通信信道或經由替換信道(例如藍牙、近場通信(nfc)、usb系鏈連接)到達計算設備。一旦通信被配置，觸控筆或計算設備就可周期性地傳送代碼或確認持續配置。可選地，在觸控筆與計算設備交互期間，觸控筆或計算設備可發起配置方面的更改。可選地，配對在觸控筆不與觸控螢幕交互時發生。
現在參考圖1，圖1示出了根據本公開的一些實施例的示例性啟用觸摸的計算設備的簡化框圖。根據本公開的一些實施例，計算設備100包括與數位化儀傳感器50集成的顯示器45。在一些示例性實施例中，數位化儀傳感器50是基于格柵的電容傳感器，該基于格柵的電容傳感器用形成該基于格柵的傳感器的格柵線的行和列導電條帶58形成。通常，導電條帶58相互電絕緣並且每個導電條帶至少在一個端被連接到數位化儀電路25。通常，導電條帶58被布置成增強行和列導電條帶之間(例如，在行和列之間形成的結59周圍)的電容耦合。形成在行和列導電條帶之間的電容耦合對導電和介電對象的存在敏感。或者，數位化儀傳感器用不一定基於行和列導電條帶來構造的電極結陣列來形成。
根據本公開的一些實施例，導電條帶58可用於檢測一個或多個指尖140或手142或其他導電對象的觸摸以及通常經由觸控筆的書寫筆尖傳送電磁信號的觸控筆120的輸入。數位化儀電路25應用互電容檢測或自電容來感測來自指尖140的觸摸(或懸停)的觸摸信號。通常，在互電容和自電容檢測期間，數位化儀電路25發送觸發信號(例如，脈衝)至數位化儀傳感器50的一個或多個導電條帶58並且響應於該觸發和/或詢問對來自導電條帶58的輸出進行採樣。在一些實施例中，沿格柵的一根軸的一些或全部導電條帶58同時或以連續的方式被觸發，並且響應於每次觸發，來自其他軸上的導電條帶58的輸出被採樣。通常，該過程提供用於檢測同時觸摸(多點觸摸)傳感器50的多個指尖140的坐標。數位化儀電路25通常包括用於管理觸發信號、用於處理觸摸信號、以及用於跟蹤一個或多個指尖140的坐標的手指檢測引擎26。數位化儀電路25通常還包括用於與觸控筆120同步、用於處理由觸控筆120接收到的輸入和/或用於跟蹤觸控筆120的坐標的觸控筆檢測引擎27。通常，來自行和列導電條帶58(例如，來自兩個垂直軸)的輸出被採樣以檢測觸控筆120的坐標。
觸控筆120接收到的輸入可包括與觸控筆120直接相關的、與觸控筆120周圍的環境相關的、與使用觸控筆120的用戶相關的、與分配給觸控筆120的特權相關的、與觸控筆120的能力相關的信息、或者從第三方設備接收到的信息。與觸控筆相關的信息可包括按壓按鈕35的指示、筆尖20上的壓力水平、傾斜、標識、製造商、版本、媒體接入控制(mac)地址、以及諸如顏色、筆尖類型、刷子和附加物等所存儲的配置。
通常，觸控筆120包括控制觸控筆120發射的信號的生成的asic40。asic40通常對由觸控筆120在由該觸控筆120傳送的信號上生成、存儲或感測到的信息進行編碼。通常，觸控筆檢測引擎27對從觸控筆120接收到的信息進行解碼。可選地，被配置成與數位化儀傳感器50交互的其它手持式設備可以按類似方式操作並通過觸控筆檢測引擎27跟蹤。
通常，來自數位化儀電路25的輸出被報告給主機22。通常，由數位化儀電路25提供的輸出可包括一個或多個指尖140的坐標、觸控筆120的書寫筆尖20的坐標以及由觸控筆120提供的附加信息(例如，壓力、傾斜和電池水平)。通常，數位化儀電路25使用模擬和數字處理兩者來處理用數位化儀傳感器50檢測到的信號。任選地，引擎26和27的功能中的一些和/或全部被集成到被適配用於控制數位化儀傳感器50的操作的一個或多個處理單元中。可選地，數位化儀電路25、引擎26和27的功能中的一些和/或全部被集成和/或被包括在主機22中。主機22可以向應用管理器或相關應用傳送信息。可選地，電路25和主機22可以向應用傳遞原始信息。原始信息可由應用按需分析或使用。觸控筆120、電路25和主機22中的至少一者可以在不分析或知曉原始信息的情況下傳遞該信息。
根據一些示例性實施例，觸控筆120附加地包括無線通信單元30，例如具有使用主機22的模塊23的藍牙通信、近場通信(nfc)、射頻(rf)通信的輔助信道。在一些示例性實施例中，用於定義靜電通信信道的通信配置的觸控筆120和計算設備100之間的配對經由輔助信道被協商。替換地，協商可經由觸控筆120的筆尖20進行，其提取經由導電條帶58或者不被用於位置跟蹤的專用導電條帶傳送的上行鏈路信號。
在一些示例性實施例中，主機22或電路25指示觸控筆120基於來自電路25和主機22的分析和報告來更新或配置其傳輸協議。替換地或附加地，觸控筆120可指示主機22或電路25配置其採樣和處理協議，以基於其適應來自觸控筆120的輸入。
在觸控筆120和計算設備100之間協商的通信配置可被存儲在存儲器200中。存儲器200可以是被集成在計算設備100或觸控筆120中的本地存儲器，或者可以是被包括在網絡計算機中或雲存儲器中的遠程存儲器。在一些示例性實施例中，通信配置一旦被定義，就可在任何時候被計算設備100和觸控筆120基於標識所需配置的標識碼而獲取。
現在參考圖2，圖2示出了根據本公開的一些實施例的與兩個不同的觸控筆進行通信的啟用觸摸的計算設備的示意圖。根據本公開的一些實施例，具有不同能力或定義的操作方案的觸控筆121和123可被相同的啟用觸摸的計算設備100檢測到。可選地，可為與觸控筆121和123中的每一個進行通信定義不同的配置。例如，觸控筆121可基於一種配置傳送信號151，而觸控筆123可基於另一配置傳送信號151，並且計算設備100可將其自身適配成接收信號151和信號153兩者。來自觸控筆121和123的輸入可以是同時的或連續的。
可選地，計算設備100還可經由數位化儀傳感器50將信號傳送到觸控筆121和123。可選地，用於將信號傳送到觸控筆121和觸控筆123中的每一個的配置也是不同的。例如，計算設備100可將第一同步信號傳送到觸控筆121，並將另一同步信號傳送到觸控筆123。觸控筆121和計算設備100之間的配置以及觸控筆123和計算設備100之間的配置可被存儲在存儲器200中。
可基於不同的觸控筆的能力來定義不同的通信配置。可選地，通信配置可基於在計算設備100上運行並接收來自於特定觸控筆的輸入的應用的需求來定義。在一個示例性實施例中，觸控筆121可以是高端觸控筆，其與低端觸控筆(例如，觸控筆123)相比可報告更多的信息。可選地，觸控筆121可用高解析度來報告壓力數據、報告傾斜信息、並且能夠以更高的重複率進行傳送。另一方面，觸控筆123可能僅報告筆抬起或筆放下，並可能以相對低的重複率進行傳送。計算設備100可能同意配置信號151以適應觸控筆121的能力，並且配置通信信道153以適應觸控筆123。替換地，計算設備100可請求觸控筆121將信號151配置成類似於信號153。配置通信信道可包括定義被傳送的信息、用於傳輸的頻率、幀時序、符號大小、符號時序、信號調製、波特率以及編碼。
現在參考圖3，圖3示出了根據本公開的一些實施例的與兩個不同的啟用觸摸的計算設備進行通信的觸控筆的示意圖。在一些示例性實施例中，相同的觸控筆121可使用第一配置來與一個啟用觸摸的計算設備101進行通信，並可使用另一配置來與另一啟用觸摸的計算設備102進行通信。觸控筆121與計算設備101和計算設備102中的每一個之間的配對可被存儲在存儲器200中。例如，觸控筆121可被配置成將包括壓力信息的信號151傳送到計算設備101，並可被配置成將包括傾斜信息的另一信號152傳送到計算設備102。可選地，觸控筆121被配置成在與設備101通信時以第一頻率進行傳送，而在與設備102通信時以另一頻率進行傳送。
現在參考圖4，圖4示出了根據本公開一些實施例的用於將手持式設備與啟用觸摸的計算設備配對的示例性方法的簡化流程圖。根據本公開的示例性實施例，當計算設備意識到手持式設備時，手持式設備(例如觸控筆)和計算設備之間的配對被發起(框410)。可選地，當手持式設備接近計算設備並且該手持式設備和該計算設備之間的通信被建立時，意識發生。在一些示例性實施例中，(例如，響應於計算設備檢測到由觸控筆傳送的信標信號)，經由靜電信道建立的通信發起配對。可選地，當在數位化儀傳感器上檢測到手持式設備時，發起配對。替換地，響應於手持式設備經由例如藍牙、近場通信(nfc)、例如使用電磁信號和有線(例如usb)系鏈連接的射頻通信與計算設備建立通信而發起配對。
一旦意識發生，手持式設備和計算設備可經由所選擇的通信信道協商能力(框415)。通常，所選擇的通信不是靜電通信信道。協商可包括將信息從手持式設備傳送到計算設備、從計算設備傳送到手持式設備、或兩者。
在一些示例性實施例中，手持式設備將標識數據傳遞到計算設備，並且計算設備基於標識數據導出觸控筆的能力。標識數據可包括mac地址、製造商信息、版本(例如原始設計製造商(odm)版本、固件(fw)版本)以及軟體升級。在一些示例性實施例中，手持式設備傳遞被手持式設備存儲或提供的信息類型(例如，操作顏色、筆尖類型、附加物、按鈕設置)。附加物可包括例如來自嵌入在手持式設備中的陀螺儀的傾斜信息。作為響應，計算設備可將數位化儀系統適配成所報告的能力，或可向手持式設備傳送請求以調整操作參數。替換地，計算設備可向手持式設備傳送通信能力，而手持式設備可將其本身適配成所報告的能力。
基於協商，用於跟蹤手持式設備的位置和信息的靜電通信信道被配置(框420)。通常，配置定義將被手持式設備提供的信息。可選地，基於協商來配置頻率、幀時序、符號大小、調製、符號時序、波特率以及編碼中的一者或多者。可選地，在協商期間，用於解釋傳輸信息的一個或多個查找表由手持式設備提供，並且計算設備存儲並使用該查找表。可選地，存儲所建立的配置，並可基於標識所需配置的標識碼來獲取所建立的配置。該配置可被本地存儲(例如在觸控筆asic或計算設備中)，或可被遠程存儲(例如在網絡存儲器或雲存儲器中)並可被遠程訪問。
只要手持式設備和計算設備之間的通信被維持，集成在計算設備中的數位化儀系統通常會跟蹤來自手持式設備的輸入(框425)。在一些示例性實施例中，手持式設備和計算設備中的一個或多個繼續傳送標識所定義的工作配置的配置代碼。替換地或周期性地，手持式設備和計算設備中的一個或多個在跟蹤期間繼續將配對信息傳送給對方。在一些示例性實施例中，在手持式設備懸停時，而不是在觸摸計算設備的觸控螢幕時傳送配對信息。
在一些示例性實施例中，一旦靜電通信信道中斷(例如來自手持式設備的信號丟失)，則恢復配對(框430)。可選地，僅在靜電通信中斷達預定時間段(例如1-3秒)之後發起配對。在一些示例性實施例中，可基於手持式設備傳送的並且計算設備確認的先前定義的配置代碼來恢復配對。替換地，可基於計算設備傳送的並且手持式設備確認的先前定義的配置代碼來恢復配對。
在一些示例性實施例中，計算設備在能力協商之前(或在能力協商期間)以基礎水平與手持式設備進行通信，並然後基於該協商來適配所需的通信配置。能力協商可在一個或多個幀上發生。該信息可被設置成單個封裝，或被設置成多個子消息(其可以是連續的或可被其他更高優先級的數據所劃分)。每個子消息可具有一封裝號，使得該封裝可被重建。
手持式設備可動態地請求配置方面的更改以節省功率。可選地，可基於手持式設備中的電池的功率水平來調整諸如傳輸電平、頻率、波特率之類的參數。可選地，可由於檢測到snr比而發起配置方面的更改。可選地，可調整配置以提高snr。
根據一些示例性實施例，提供了一種方法，包括：在啟用觸摸的設備的鄰域內檢測手持式設備的存在；協商所述手持式設備和所述啟用觸摸的設備的數位化儀系統之間的通信能力；配置所述手持式設備和所述數位化儀系統中的至少一個，以匹配所述手持式設備和所述數位化儀系統中的至少一個的另一個的所定義的通信能力；以及基於所述所定義的通信配置，經由所述手持式設備和所述數位化儀系統之間的靜電通信信道來跟蹤來自所述手持式設備的輸入。
可選地，經由除所述靜電通信信道之外的通信信道來執行協商通信能力。
可選地，當經由靜電通信信道的通信被維持時，協商通信能力被周期性地重複。
可選地，在經由所述靜電通信信道的通信失效後，協商通信能力被重複。
可選地，在啟用觸摸的設備的鄰域內檢測手持式設備的存在是基於數位化儀系統檢測到的輸入的。
可選地，通信能力包括用於傳輸的頻率、幀時序、符號大小、符號時序、信號調製、波特率以及編碼中的至少一者。
可選地，通信能力包括接收與手持式設備中感測或存儲的信息相關的數據的通信支持。
可選地，該方法包括定義在第一手持式設備和數位化儀傳感器之間的第一通信配置，以及定義在第二手持式設備和數位化儀傳感器之間的第二通信配置。
可選地，該方法包括定義手持式設備和第一數位化儀傳感器之間的第一通信配置，以及定義在手持式設備和第二數位化儀傳感器之間的第二通信配置。
可選地，手持式設備將標識信息傳送到啟用觸摸的計算設備，並且其中計算設備基於標識信息來確定手持式設備的通信能力。
可選地，在手持式設備和數位化儀傳感器之間的多個傳輸周期上，協商通信能力被執行。
可選地，在配置之前，使用第一基礎通信配置經由靜電通信信道來跟蹤來自手持式設備的輸入。
可選地，基於所定義的配置對被編碼在輸入中的信息進行解碼。
可選地，配置包括由手持式設備選擇要被提供給啟用觸摸的計算設備的信息。
可選地，該方法包括與標識碼相關聯地存儲所定義的通信配置；以及基於檢測到標識信息來配置所述手持式設備和所述數位化儀系統中的至少一者。
根據一些示例性實施例，提供了一種系統，包括：啟用觸摸的計算設備，所述啟用觸摸的計算設備被配置成經由由集成在所述計算設備上的數位化儀傳感器提供的靜電通信信道來檢測來自手持式設備的信號；所述手持式設備，包括：被配置成生成所述信號的電路；以及所述信號從其被傳送的導電電極；以及其中所述手持式設備和所述計算設備被配置成協商用於所述靜電通信信道的通信能力，並且其中所述手持式設備和所述數位化儀系統中的至少一者被配置成基於所述協商以匹配所述手持式設備和所述數位化儀系統中的至少一個的另一個的所定義的通信能力。
可選地，所述導電電極是導電筆尖。
可選地，所述設備包括除靜電通信信道之外的所述啟用觸摸的計算設備和所述手持式設備之間的第二通信信道，其中協商通信能力經由所述第二通信信道而發生。
可選地，當經由靜電通信信道的通信被維持時，協商通信能力被周期性地重複。
可選地，在經由所述靜電通信信道的通信失效後，協商通信能力被重複。
根據一些示例性實施例，提供了包括導電筆尖的系統，信號從其傳送或接收；以及與所述導電筆尖通信的電路，所述電路被配置成：
生成並處理信號；以及協商用於靜電通信信道的通信能力以匹配另一設備的所定義的通信能力。
可選地，所述電路被進一步配置成當經由所述靜電通信信道的通信被維持時，基於特定時段重複地協商通信能力。
為了清楚起見在單獨實施例的上下文中描述的本文中描述的示例的特定特徵還可在單一實施例中組合地提供。相反，為了簡潔起見在單一實施例的上下文中描述的本文中描述的示例的各個特徵還可單獨地或者以任何合適的子組合提供，或者適用於本公開的任何其他所描述的實施例。在各種實施例的上下文中描述的某些特徵不被認為是那些實施例的基本特徵，除非該實施例在沒有那些元件的情況下不起作用。