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CN108027669A - 压敏触控笔 - Google Patents

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CN108027669A
CN108027669A CN201680052356.7A CN201680052356A CN108027669A CN 108027669 A CN108027669 A CN 108027669A CN 201680052356 A CN201680052356 A CN 201680052356A CN 108027669 A CN108027669 A CN 108027669A
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Abstract

一种触控笔，包括：外壳，所述外壳沿纵向方向延伸且在一端上包括开口；笔尖，所述笔尖沿所述纵向方向延伸并穿过所述开口；以及传感器，所述传感器被配置成检测所述笔尖在与所述纵向方向正交的方向上的位移。

Description

压敏触控笔
背景
数字化仪系统被用作用于捕捉数据或手写签名、文本、绘图、符号等的计算机输入设备。数字化平板和触摸屏是用来替代鼠标作为台式计算机的主指点和导航设备的示例性数字化仪系统。用户通过在数字化仪系统的感测表面(例如，平板和/或触摸屏)上定位并移动一物体(诸如触控笔和/或手指)来与该系统交互。该物体相对于感测表面的位置被数字化仪系统跟踪并被解释为用户命令。
概述
用户在与计算设备的感测表面进行交互时通常以某一角度(例如，30度角)来拿住触控笔。在交互期间，归因于与感测表面的接触压力，力被施加在书写笔尖的轴向方向和横轴向两者上。轴向方向的力致使书写笔尖缩回，而横轴方向的力导致书写笔尖弯曲。横轴力通常是很大的且可能大于轴向力。根据本公开的一些实施例，提供了一种对施加在书写笔尖上的横轴力敏感的触控笔。
通常，该触控笔也对施加在书写笔尖的轴向力敏感。
根据本公开的一些实施例，提供了一种对施加在书写笔尖上的横轴力进行感测的传感器。
除非以其他方式定义，否则本文中所使用的所有技术和/或科学术语具有如本领域的普通技术人员共同理解的相同含义。
虽然类似于或等同于本文所描述的方法和材料可被用于本公开的各实施例的实践和测试中，但是下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，包括定义的专利申请将优先。此外，材料、方法和示例仅是说明性的，并不一定旨在限制。
附图的若干视图的简要描述
此处参考附图描述本公开的一些实施例，仅作为示例。现在专门详细地参考附图，强调的是，所示的细节是举例而言的并且只是出于对本公开的各实施例的说明性讨论的目的。在这一点上，参考附图的描述使得如何实践本公开的各实施例对本领域技术人员是显而易见的。
在附图中：
图1A和1B是根据本公开的一些实施例的处于悬停和接触操作模式的示例性触控笔的简化示意图；
图2是根据本公开的一些实施例的具有示例性压力传感器的示例性触控笔的简化框图；
图3A和3B是根据本公开的一些实施例的基于电容的传感器处于中性位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图分别沿长度和直径切开；
图4A和4B是根据本公开的一些实施例的基于电容的传感器处于倾斜位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图沿长度和直径切开；
图5A、5B和5C是根据本公开的一些实施例的沿书写笔尖和基于电容的传感器的直径切开的简化示意截面图；
图6A和6B是根据本公开的一些实施例的基于电阻的传感器处于中性位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图分别沿长度和直径切开；
图7是根据本公开的一些实施例的跨书写笔尖和基于电阻的传感器的直径切开的简化示意截面图；
图8是根据本公开的一些实施例的示例性压力传感器与书写笔尖的远端处于通信中的示例性触控笔的简化框图；
图9A、9B和9C是根据本公开的一些实施例的沿书写笔尖的长度切开的简化示意截面图；
图10是根据本公开的一些实施例的示例性笔尖倾斜传感器与书写笔尖的远端处于通信中的示例性触控笔的简化框图；
图11是根据本公开的一些实施例的用于笔尖倾斜传感器的电极的简化示意图；
图12是根据本发明的一些实施例的用于感测施加在书写笔尖上的横轴压力的示例性方法的简化流程图；以及
图13是根据本发明的一些实施例的用于感测施加在书写笔尖上的接触压力的示例性方法的简化流程图。
详细描述
用于与数字化仪传感器交互的触控笔可以是无源导电物体或传送信号的指点设备。电磁触控笔是本领域已知的用于操作数字化仪系统的一种类型的触控笔。电磁触控笔通过发出可在该系统的感测表面上的各位置处拾取的电磁信号来操作。触控笔的书写笔尖的位置检测可通常在物体正触摸感测表面和/或悬停在感测表面之上时被执行。书写笔尖通常与感测归因于接触压力而施加在书写笔尖上的轴向力的传感器相关联。
根据本公开的一些实施例，触控笔包括对书写笔尖的倾斜或弯曲敏感的传感器。书写笔尖在用户将书写笔尖压靠感测表面时往往弯曲或倾斜。通常，该弯曲或倾斜是书写笔尖的通常细长形和弹性属性的结果。根据本公开的一些实施例，该传感器包括响应于书写笔尖的倾斜或弯曲而压缩的可压缩材料。在一些实施例中，可压缩材料包围书写笔尖。该材料的压缩导致传感器的输出中的可检测变化。该传感器可以是基于电容的传感器或基于电阻的传感器。对于基于电容的传感器，可压缩电介质环被安置在导电书写笔尖周围。电介质环填充笔尖与导电部(例如集成或图案化在触控笔外壳上的导电环)之间的空间。监视笔尖与触控笔外壳上的导电环之间的电容。书写笔尖的弯曲或倾斜压缩电介质环，并且作为结果，电容改变。可任选地，多个分立电极被图案化在触控笔外壳上来代替导电环。笔尖与分立电极中的每一者之间的电容可被监视，以使得倾斜的方向以及量级可被检测。对于电阻传感器，可压缩材料响应于压缩而改变其导电属性。可任选地，传感器可包括响应于压缩而更改其电阻率或变得导电的可压缩电介质环/导电环。书写笔尖的弯曲或倾斜压缩电介质环/导电环并更改在导电环上检测到的信号的振幅。归因于弯曲或倾斜的压缩还可导致在导电环上检测到的信号的相移。检测到的信号是在书写笔尖上发射的信号。
在其他实施例中，基于电容或电阻的传感器中包括的可压缩材料与书写笔尖的远端(远离与感测表面交互的一端)通信并且不必包围笔尖。另选地，可压缩电介质/导电材料被直接施加在笔尖上，且基于沿书写笔尖的长度检测到的信号的振幅来检测施加在书写笔尖上的压力。
在详细地解释各示例实施例的至少一个实施例之前，应当理解本公开不必要限于其应用于构造的细节以及在以下描述中阐述和/或在附图中示出的组件的排列和/或方法。本公开能够以其他实施例或者以各种方式实践或执行。
现在参考图1A和1B，其示出了根据本公开的一些实施例的处于悬停和接触操作模式的示例性触控笔的简化示意图。触控笔200通过悬停在数字化仪传感器100上方(图1A)且还通过触摸数字化仪传感器100(图1B)来与数字化仪传感器100交互。通常，用户在交互期间以相对于数字化仪传感器100的某一角度来拿住触控笔200。在触控笔200检测数字化仪传感器100时，触控笔200的书写笔尖350被压靠数字化仪传感器100表面。当触控笔200以某一角度被拿住时，与数字化仪传感器100或其他表面的接触在书写笔尖350上在轴向方向305和横轴方向315两者上施力。轴向方向也是触控笔200的纵向方向。书写笔尖350通常归因于所施加的横轴力在0-500μm的范围上弯曲或倾斜，且通常在0-150μm或最高200μm范围内的距离上缩回到触控笔200中。在一些示例性实施例中，在与数字化仪传感器100交互期间监视书写笔尖350的弯曲/倾斜以及缩回。
可任选地，与书写笔尖350的弯曲/倾斜和缩回有关的信息由触控笔200发射且由数字化仪传感器100拾取。通常，对弯曲和倾斜的检测改进检测悬停和接触之间的转变的准确度。通常，对弯曲和倾斜的检测改善检测检测期间所施加的压力的变化的准确度。可任选地，书写笔尖350是不可缩回的或书写笔尖350的缩回不被感测。
现在参考图2，示出了根据本公开的一些实施例的具有示例性压力传感器的示例性触控笔的简化框图。触控笔200可以是在接收到或没有接收到来自数字化仪系统或来自另一源的触发信号的情况下自生成发射信号的有源触控笔。触控笔200可另选地是包括响应于接收到触发信号而被激活的谐振器装置的无源触控笔。触控笔200通常包括发射可由数字化仪传感器拾取的信号的发射器240。该信号通常在其书写笔尖350之处或附近发射，使得书写笔尖的位置可被数字化仪传感器检测和跟踪。可任选地，书写笔尖350充当天线。
对于有源触控笔，信号由信号生成器230生成且由电源210供电。电源可包括例如一个或多个电池和/或超级电容器。由触控笔200发射的信号可以从信号突发来形成，例如以预定义频次或模式来发射的各AC信号突发。信号突发可以是包括与触控笔200的操作状态有关的经编码信息的经调制信号。可任选地，AC脉冲具有在20KHz和2MHz之间选择的频率内容。在一些示例性实施例中，发射器240附加地包括提供例如与数字化仪系统的双向通信的接收能力。
根据本公开的一些实施例，触控笔200包括包围书写笔尖350并且在压力被施加在书写笔尖350上时(例如与数字化仪传感器交互期间)进行检测的笔尖压力传感器400。在与数字化仪的感测表面进行交互时，用户通常以约20°-40°(例如，30)的角度拿住触控笔200。在以某一角度拿住触控笔时，施加在书写笔尖350上的力在轴向方向305和横轴方向315两者上。在横轴方向315上的力趋向于使书写笔尖350归因于书写笔尖350的轻微弯曲或倾斜而相对于外壳380位移。在轴向方向305上的力通常导致书写笔尖350稍微缩回到外壳380中。根据本公开的一些实施例，压力传感器400对书写笔尖350的弯曲或倾斜敏感并且基于感测到的弯曲或倾斜来检测施加在书写笔尖350上的接触压力。可任选地，触控笔200附加地包括专用于检测书写笔尖350的缩回或者归因于接触压力而施加在轴向方向305上的力的压力传感器345。
取决于在与感测表面进行交互期间触控笔200的角度，书写笔尖350可在轴向方向305上缩回之前开始弯曲或倾斜。检测横轴方向315上的力可以改善在笔尖书写350第一次接触感测表面时(例如书写笔尖350的悬停和触摸状态之间的转变)进行检测的敏感度。可任选地，检测横轴和轴向力两者改善触控笔200对接触压力的总体敏感度。在一些示例性实施例中，来自传感器400和传感器345的输出被编码在由信号生成器230生成的信号中。
根据本公开的一些实施例，控制器110控制触控笔200的操作。在一些示例性实施例中，控制器110附加地提供处理和存储器能力。在一些示例性实施例中，来自传感器400和传感器345的输出被处理且可任选地存储在控制器110中。触控笔200还可包括允许用户选择操作模式的一个或多个用户控制的按钮250。可任选地，按钮250的状态被处理且可任选地存储在控制器110中。可任选地，控制器110控制将按钮250的状态编码在由信号生成器230生成的信号上。通常，电源210、控制器220、信号生成器230、发射器240被容纳在外壳380中，而书写笔尖350和用户控制的按钮250从外壳380向外延伸。
现在参考图3A、3B、4A和4B，其示出了根据本公开的一些实施例的传感器处于中性位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，并且图4A和4B示出了传感器处于倾斜位置的示例性书写笔尖，各截面图分别沿长度和直径切开。根据本公开的一些实施例，传感器400是包括安置在导电书写笔尖350与包围笔尖350的周围电极385之间的可压缩材料360的电容类型的传感器。通常，可压缩材料360是环形的。可任选地，笔尖350具有0.7-1.2mm之间的直径，而可压缩材料360以1-2mm的外径以及与笔尖350的直径相匹配的内径来包围笔尖350。可任选地，可压缩环在径向方向的厚度是0.1mm或更大，例如在0.1mm-1mm之间。周围电极385可以是集成为外壳380的一部分的导电环或图案化在外壳380的内表面上的电极。
通常，书写笔尖350和电极385中的每一者与触控笔200的电路系统(例如，控制器220)处于电通信中。对于基于电容的传感器，可压缩材料360被选择成电介质材料。可任选地，诸如硅橡胶等弹性聚合物被用于电介质材料。可任选地，该材料被选择成具有在邵氏Shore A 20-50范围中的硬度。书写笔尖350充当电容器的一个电极，而电极385充当电容器的另一电极。归因于书写笔尖350和电极385之间形成的电容耦合，书写笔尖350上发射的信号可以在电极385上被拾取。
在一些示例性实施例中，可压缩材料360归因于笔尖350的弯曲或倾斜而压缩。随着书写笔尖350归因于倾斜或弯曲而接近电极385，电容增加并且在电极385上拾取的信号的振幅增加。同样，随着书写笔尖350返回其中性位置，在电极385上拾取的信号的振幅降低。可任选地，可压缩材料被选择成具有弹性属性，使得一旦书写笔尖上的接触压力被释放就促使书写笔尖350回到其中性位置。在一些示例性实施例中，来自电极385的输出被触控笔200的电路系统(例如，控制器220(图2))采样和处理。可任选地，振幅水平被转换成施加在书写笔尖350上的压力水平。
现在参考图5A、5B和5C，其示出了根据本公开的一些实施例的沿具有传感器的书写笔尖的直径切开的简化示意截面图。根据本公开的一些实施例，在笔尖压力传感器401中，电极385由多个分立电极来替代，例如四个电极385A、385B、385C以及385D。通常，电极385A、385B、385C以及385D在圆周方向上分布且彼此电绝缘。通常，电极385A、385B、385C以及385D中的每一者电连接到触控笔200的电路系统，且来自电极385A、385B、385C以及385D的每一者的输出被检测以用于监视施加在书写笔尖350上的压力。可任选地，多于或少于四个电极被包括在传感器401中。来自电极中的每一者的输出可被监视以确定倾斜的程度和方向两者。例如，在图5B中，书写笔尖350最接近电极385D。因此，书写笔尖350与电极385D之间的电容耦合将高于书写笔尖350与电极385A、385B和385C中的任一者之间的电容耦合。另外，电容耦合随书写笔尖350接近电极385D而增加。在图5C中，书写笔尖350最接近电极385B。因此，书写笔尖350与电极385B之间的电容耦合将高于书写笔尖350与电极385A、385C和385D中的任一者之间的电容耦合。在电极385A、385B、385C以及385D中的每一者上检测到的输出的振幅通常被比较以确定倾斜方向和倾斜程度。通常，在最接近书写笔尖350的电极上检测到最高振幅。
现在参考图6A和6B，其示出了根据本公开的一些实施例的基于电阻的传感器处于中性位置的示例性书写笔尖的简化示意截面图，各截面图分别沿长度和直径切开。在一些示例性实施例中，触控笔200包括基于电阻的传感器405来代替传感器400。除了定位在笔尖350与电极385之间的可压缩材料361是在被压缩时更改其导电属性或变得导电的导电/电介质材料之外，传感器405在构造上类似于传感器400。可任选地，使用混有导电颗粒填充物的弹性聚合物的复合材料(诸如硅橡胶)。可任选地，使用诸如由英国Peratech公司提供的QCTTM之类的材料。可任选地，该材料被选择成具有在邵氏Shore A 20-50范围中的硬度。通常，书写笔尖350和电极385与可压缩材料361物理接触且电接触。可任选地，材料361归因于书写笔尖350的倾斜或弯曲的压缩增加材料361的导电率，使得在电极385上检测到较高振幅信号。可任选地，可压缩材料被选择成具有弹性属性，使得一旦书写笔尖上的接触压力被释放就促使书写笔尖350回到其中性位置。在一些示例性实施例中，来自电极385的输出被触控笔200的电路系统(例如，控制器220(图2))采样和处理。可任选地，振幅水平被转换成施加在书写笔尖350上的压力水平。
现在参考图7，其示出了根据本公开的一些实施例的跨书写笔尖和基于电阻的传感器的直径切开的简化示意截面图。根据本公开的一些实施例，基于电阻的传感器406可包括沿圆周方向分布的多个电极385A、385B、385C和385D。通常，多个电极385A、385B、385C和385D允许检测书写笔尖350的倾斜或弯曲的程度和方向两者，如上文参考图5A、5B和5C讨论的。来自电极385A、385B、385C和385D中的最接近书写笔尖350的那一电极的振幅通常将高于来自最远离书写笔尖350的电极的振幅。
现在参考图8，其示出了根据本公开的一些实施例的示例性压力传感器与书写笔尖的远端处于通信中的示例性触控笔的简化框图。
在一些示例性实施例中，触控笔205包括对施加在轴向方向305和横轴方向315两者上的力敏感的笔尖压力传感器410。可任选地，笔尖压力传感器410被使用来代替传感器400和传感器345(图2)。在一些示例性实施例中，笔尖压力传感器410与书写笔尖350的远端351通信。触控笔305可类似于触控笔200，在于它包括容纳在外壳380中的电源210、控制器220、信号生成器230、发射器240。另外，触控笔205包括书写笔尖350和通常从外壳380突出的用户控制的按钮250。
现在参考图9A、9B和9C，它们是根据本公开的一些实施例的沿书写笔尖的长度切开的简化示意截面图。根据一些实施例，传感器410包括夹在图案化或定位在结构355上的电极357与固定地附连到外壳380的电极390之间的可压缩材料365。
可任选地，可压缩材料365被限定为具有范围在100-400um之间的厚度且由诸如硅橡胶等弹性聚合物材料形成。可任选地，该材料被选择成具有在邵氏Shore A 20-50范围中的硬度。可任选地，可压缩材料365的直径被选择成范围在4-10mm之间。电极357和390通常在可压缩材料的表面上延伸。通常，电极357和电极390中的每一者连接到触控笔205的电路系统，例如控制器220。可任选地，结构355是书写保持笔尖350、响应于书写笔尖350的弯曲或倾斜而倾斜、并且响应于施加在书写笔尖350上的轴向力而缩回的笔尖支架。可任选地，结构355允许使用具有大于书写笔尖350的直径的直径的电极。
可任选地，结构355被消除且书写笔尖350的导电材料被使用来代替电极357。
通常，可压缩材料365被选择成具有弹性属性。
可任选地，可压缩材料365是填充电极357与电极390之间的体积的盘形元件。通常，可压缩材料365响应于施加在书写笔尖350上的横轴力(图9B)和施加在书写笔尖350上的轴向力(图9C)两者来压缩。通常，在与感测表面接触期间，横轴力和轴向力两者均被施加在书写笔尖350上。
传感器410可以是基于电容的传感器或基于电阻的传感器。对于基于电容的传感器，可压缩材料365被选择成电介质材料，并且归因于各电极之间的电容耦合的输出被检测。
可任选地，对于基于电阻的传感器，可压缩材料365被选择成在压缩下更改导电率的电介质类材料。对于基于电阻的传感器，归因于可压缩材料360的导电属性的输出被检测。通常，对于基于电容和基于电阻的传感器两者，传感器410的电极357和390之一上的输出响应于提供给另一电极的输入而被检测。通常，输出的振幅对电极357和390之间的邻近度敏感。
现在参考图10，其示出了根据本公开的一些实施例的示例性倾斜笔尖传感器与书写笔尖的远端处于通信中的示例性触控笔的简化框图，并且参考图11，其示出了根据本公开的一些实施例的用于笔尖倾斜传感器的电极的简化示意图。在一些示例性实施例中，触控笔207包括专用于检测与压力传感器345集成在一起的书写笔尖350的倾斜或弯曲的笔尖倾斜传感器412，压力传感器345专用于检测归因于接触压力的书写笔尖350的缩回或在轴向方向上施加的力。可任选地，笔尖倾斜传感器412和345在其远端351检测倾斜书写笔尖350。触控笔207可类似于触控笔200和触控笔205，在于它包括容纳在外壳380中的电源210、控制器220、信号生成器230、发射器240并且包括书写笔尖350和从外壳380突出的用户控制的按钮250。在一些示例性实施例中，组成传感器412的电极被适配成检测倾斜的程度和方向两者。
可任选地，组成传感器410的电极对中的一个电极被分成多个部分，例如391A、391B、391C和391D，并且响应于提供给该对的另一电极(例如，电极358)的输入来检测来自这些部分中的每一者的输出。通常，该多个部分中的每一者连接到触控笔205的电路系统。可任选地，电极291和电极358两者都是在中央区域305中包括非导电材料的环形电极。可任选地，只有电极391是中央区域305中具有非导电材料的环形。传感器412可以是基于电容的传感器或基于电阻的传感器，如例如参考图9A、9B和9C描述的。
现在参考图12，其示出了根据本发明的一些实施例的用于检测施加在书写笔尖的横轴压力的示例性方法的简化流程图。根据本公开的一些实施例，在书写笔尖350或第一电极358上发射信号(框805)并且在电极385或第二电极391上检测信号(框810)。检测到的信号通常对电极之间或笔尖350与电极385之间的可压缩材料(例如，可压缩材料360、361和365)的压缩敏感。对于电容式传感器，可压缩材料被选择成具有介电属性，且该材料的压缩更改电极之间或笔尖350与电极385之间的电容耦合。对于电阻式传感器，可压缩材料被选择成具有介电/导电属性，且该材料的导电率随压缩而变。可任选地，该材料是在置于压力之下时平滑地改变成导体的电绝缘体。可任选地，英国Peratech公司提供的QTCTM被用作电阻式传感器的可压缩材料。该材料可以在无应力状态中时是电绝缘体，并且响应于压缩而开始导电。
通常，检测到的信号的振幅与所发射的信号的振幅相比较。可任选地，检测到的信号的相位与所发射的信号的相位相比较。在一些示例性实施例中，基于与所发射的信号相比的检测到的信号的振幅和相位中的至少一者来检测施加在书写笔尖上的压力(框825)。
现在参考图13，其示出了根据本发明的一些实施例的用于检测施加在书写笔尖的接触压力的示例性方法的简化流程图。使用传感器来检测书写笔尖的弯曲或倾斜(框905)。通常，传感器构成弯曲或者对施加在笔尖上的横轴力作出响应。弯曲或倾斜可以在从触控笔的外壳突出的书写笔尖的端部附近来检测，例如，使用传感器400和传感器401，或者在书写笔尖的维持在外壳中的远端处，例如使用传感器410和传感器412。可任选地，也使用传感器来检测响应于接触压力的书写笔尖缩回(框910)。缩回通常使用专用传感器(例如，传感器345)来检测。可任选地，书写笔尖的缩回响应于施加在笔尖上的轴向力。另选地，传感器410对施加在书写笔尖的横轴力和轴向力两者敏感且被用来检测这两者。通常，来自检测书写笔尖的倾斜或弯曲的传感器的输出被用来检测悬停与触摸之间的转变(框915)。例如，基于倾斜或弯曲的所定义的阈值水平来检测悬停与触摸之间的转变。在一些示例性实施例中，基于书写笔尖的倾斜和缩回两者来检测悬停与触摸之间的转变。通常，也基于来自检测书写笔尖的倾斜或弯曲的传感器的输出来检测在接触期间施加的压力水平(框920)。可任选地，基于书写笔尖的倾斜和缩回两者来检测接触期间施加的压力水平。通常，通过将检测到的输出编码到由触控笔发射的信号来将该输出被报告给触控笔与其交互的数字化仪系统。可任选地，检测到的输出被用来更改触控笔的操作。
本公开的一些实施例的一方面提供了一种触控笔，包括：外壳，所述外壳沿纵向方向延伸且在一端上包括开口；笔尖，所述笔尖沿所述纵向方向延伸并穿过所述开口；以及传感器，所述传感器被配置成检测所述笔尖相对于所述外壳的位移，其中所述位移与所述纵向方向正交。
可任选地，所述传感器被配置成检测所述笔尖朝所述外壳的弯曲或倾斜。
可任选地，所述传感器包括配置成随所述笔尖的位移来压缩的可压缩材料。
可任选地，所述可压缩材料是包括内径和外径的合身环形元件，其中内径大小被定为适合安装在笔尖周围而外径大小被定为接触固定到外壳的电极。
可任选地，电极被集成或图案化在外壳上。
可任选地，触控笔包括配置成进行如下操作的电路：经由所述笔尖发射第一信号，在所述电极上检测第二信号；以及将所述第一信号和所述第二信号的振幅和相位中的至少一者进行比较。
可任选地，所述电极被分成多个孤立部分，并且其中所述电路被配置成检测所述多个孤立部分中的每一者上的信号。
可任选地，可压缩材料被夹在固定到笔尖的第一电极与固定到外壳的第二电极之间。
可任选地，触控笔包括配置成进行如下操作的电路：经由所述笔尖发射第一信号，在所述第二电极上检测第二信号；以及将所述第一信号和所述第二信号的振幅和相位中的至少一者进行比较。
可任选地，所述第二电极被分成多个孤立部分，并且其中所述电路被配置成检测所述多个孤立部分中的每一者上的第二信号。
可任选地，可压缩材料是有弹性的。
可任选地，可压缩材料是电介质材料。
可任选地，可压缩材料被配置成响应于压缩而改变其导电属性。
可任选地，该材料被配置成基于压缩来在非导电和导电之间切换。
可任选地，该传感器是电容式传感器。
可任选地，该传感器是电阻式传感器。
可任选地，该传感器被配置成检测触控笔的悬停操作状态和触摸操作状态之间的转变。
可任选地，该传感器被配置成检测在触控笔的操作期间施加在笔尖上的不同压力水平。
可任选地，触控笔包括与笔尖处于通信中的第二传感器，其中该第二传感器被配置成检测在纵向方向上施加在笔尖上的力。
可任选地，触控笔包括：用于生成要由所述触控笔发射的信号的信号生成器；用于发射由所述信号生成器生成的信号的发射器；以及用于控制所述触控笔的操作的控制器。
可任选地，来自传感器的输出被编码在由发射器发射的信号中。
本公开的一些实施例的一方面提供了一种方法，包括：检测笔尖相对于触控笔的外壳的弯曲或倾斜，其中所述笔尖从所述触控笔的外壳突出；以及基于检测到的弯曲或倾斜来检测所述触控笔的悬停操作状态和触摸操作状态之间的转变。
可任选地，该方法包括：检测所述笔尖相对于所述外壳的缩回；以及基于检测到的缩回来检测所述触控笔的悬停操作状态和触摸操作状态之间的转变。
可任选地，该方法包括基于检测到的弯曲或倾斜来检测施加在所述笔尖上的压力的变化。
可任选地，该方法包括用所述触控笔来发射信号，其中检测到的弯曲或倾斜被编码在所述信号中。
为了清楚起见在单独实施例的上下文中描述的本文中描述的示例的特定特征还可在单一实施例中组合地提供。相反，为了简洁起见在单一实施例的上下文中描述的本文中描述的示例的各个特征还可单独地或者以任何合适的子组合提供，或者适用于本公开的任何其他所描述的实施例。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的基本特征，除非该实施例在没有那些元件的情况下不起作用。

Claims (15)

1.一种触控笔，包括：
外壳，所述外壳沿纵向方向延伸且在一端上包括开口；
笔尖，所述笔尖沿所述纵向方向延伸并穿过所述开口；以及
传感器，所述传感器被配置成检测所述笔尖相对于所述外壳的位移，其中所述位移与所述纵向方向正交。
2.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述传感器被配置成检测所述笔尖朝所述外壳的弯曲或倾斜。
3.如权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述传感器包括配置成以所述笔尖的位移来压缩的可压缩材料。
4.如权利要求3所述的触控笔，其特征在于，所述触控笔包括电路，所述电路被配置成：经由所述笔尖发射第一信号，检测集成或图案化在所述外壳上的电极上的第二信号，以及将所述第一信号和所述第二信号的振幅和相位中的至少一者进行比较，其中所述可压缩材料是包括内径和外径的环形元件，其中所述内径大小被定为适合包围所述笔尖，而所述外径大小被定为接触固定到所述外壳的电极。
5.如权利要求4所述的触控笔，其特征在于，所述电极被分成多个孤立部分，并且其中所述电路被配置成检测所述多个孤立部分中的每一者上的信号。
6.如权利要求3-5中的任一者所述的触控笔，其特征在于，所述可压缩材料是介电材料。
7.如权利要求3-6中的任一项所述的触控笔，其特征在于，所述可压缩材料被配置成响应于压缩而改变其导电属性。
8.如权利要求3-7中的任一项所述的触控笔，其特征在于，所述可压缩材料被配置成基于压缩来在非导电和导电之间切换。
9.如权利要求1-7中的任一项所述的触控笔，其特征在于，所述传感器是电容式传感器或电阻式传感器。
10.如权利要求1-9中的任一项所述的触控笔，其特征在于，所述传感器被配置成检测以下至少一者：所述触控笔的悬停操作状态和触摸操作状态之间的转变、以及在所述触控笔的操作期间施加在所述笔尖上的不同压力水平。
11.如权利要求1-10中的任一项所述的触控笔，其特征在于，包括与所述笔尖通信的第二传感器，其中所述第二传感器被配置成检测在所述纵向方向上施加在笔尖上的力。
12.如权利要求1-11中的任一项所述的触控笔，其特征在于，包括：
用于生成要由所述触控笔发射的信号的信号生成器；
用于发射由所述信号生成器生成的信号的发射器；以及
用于控制所述触控笔的操作的控制器，其中来自所述传感器的输出被编码在所述发射器所发射的信号中。
13.一种方法，包括：
检测笔尖相对于触控笔的外壳的弯曲或倾斜，其中所述笔尖从所述触控笔的外壳突出；以及
基于检测到的弯曲或倾斜来检测所述触控笔的悬停操作状态和触摸操作状态之间的转变。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，包括感测：
检测所述笔尖相对于所述外壳的缩回；以及
基于检测到的缩回来检测所述触控笔的悬停操作状态和触摸操作状态之间的转变。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，包括：
基于检测到的弯曲或倾斜来检测施加在所述笔尖上的压力的变化；以及
用所述触控笔来发射信号，其中检测到的弯曲或倾斜被编码在所述信号中。
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