Определение местоположения электростатического пера в пределах емкостного датчика касания

Определение местоположения электростатического пера в пределах емкостного датчика касания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное раскрытие относится к методам для емкостных датчиков касания, которые используют перо, например, при определении местоположения электростатического пера в пределах емкостного датчика касания.

Уровень техники

Датчики касания, такие как те, которые используются в сенсорных экранах для портативных устройств и для мониторов, могут манипулироваться с использованием пишущего инструмента, такого как перо, тем самым позволяя выполнять ввод информации, относящейся к пользовательскому вводу. Например, перо может использоваться для касания различных областей датчика касания. Пользовательский ввод, принимаемый датчиком касания, также может включать в себя обнаружение перемещения пера, такое как прием информации, касающейся некоторого вида письма или нанесения меток, являющегося результатом движения пера по датчику касания.

Сущность изобретения

Данное описание изобретения относится к системам, способам и методам для использования емкостного датчика касания с остроконечным пером.

В общем, некоторые аспекты предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, могут быть воплощены в способах, которые задействуют датчик и перо. Другие варианты осуществления данного аспекта включают в себя соответствующие системы, устройства и компьютерные программы, выполненные с возможностью выполнения действий способов, кодированных на запоминающих устройствах компьютера.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в способах, которые включают в себя действия, относящиеся к емкостному датчику касания и электростатическому перу. Некоторые аспекты характеризуют способ для использования активного пера, позволяющий определять двумерное положение активного пера относительно емкостного датчика касания, где емкостный датчик касания имеет двумерную матрицу проводников, выполненную в виде первого массива проводников, расположенных рядами, и второго массива проводников, расположенных столбцами, и где активное перо имеет электрод и активные компоненты. Способ включает в себя прием первого сигнала в активном пере от по меньшей мере одного из столбцов в матрице, измерение интенсивности сигнала каждого первого сигнала, принимаемого от столбцов, использование измеренных интенсивностей сигнала для вычисления первого положения активного пера по первой оси матрицы емкостного датчика касания и передачу вычисленного первого положения активного пера по первой оси матрицы емкостного датчика касания. Способ включает в себя передачу второго сигнала от электрода активного пера на по меньшей мере один из рядов матрицы для указания второго положения активного пера по второй оси матрицы, где емкостный датчик касания выполнен с возможностью определения второго положения по второй оси матрицы, основываясь на принятом втором сигнале. Электрод расположен в активном пере и выполнен с возможностью электростатической связи с емкостным датчиком касания, и электрод активного пера выполнен с возможностью как приема, так и передачи сигналов.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Способ может включать в себя, перед приемом первого сигнала в активном пере или передачи второго сигнала, прием третьего сигнала в активном пере от емкостного датчика касания для синхронизации временной шкалы активного пера с временной шкалой емкостного датчика касания. Третий сигнал для синхронизации может приниматься в активном пере посредством канала связи. Канал связи может представлять собой канал беспроводной связи, ультразвуковой канал или оптический канал. Канал связи может быть выполнен с возможностью приема или передачи информации, относящейся к по меньшей мере одному из активного пера или емкостного датчика касания. Третий сигнал может приниматься от по меньшей мере одного столбца в первом массиве столбцов, для которого третий сигнал может приниматься в активном пере посредством электрода по меньшей мере на одном столбце. Третий сигнал может приниматься из импульса, который одновременно передается по многочисленным столбцам в первом массиве столбцов. Третий сигнал может приниматься один раз за временной кадр. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для приема пером третьего сигнала. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для каждого из столбцов, чтобы передавать первый сигнал от емкостного датчика касания. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для передачи вычисленного первого положения от активного пера. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для каждого из многочисленных активных перьев, чтобы передавать соответственное первое положение. Передача вычисленного первого положения от активного пера может быть выполнена так, что происходит посредством канала связи. Каналом связи может быть беспроводный канал, ультразвуковой канал или оптический канал. Передача вычисленного первого положения от активного пера может быть выполнена так, что происходит посредством электростатической связи электрода активного пера с матрицей, и по меньшей мере один из рядов может быть выполнен с возможностью приема вычисленного первого положения от электрода активного пера. Передачи активного пера могут быть выполнены так, что происходят одновременно с многочисленными передачами других активных перьев или столбцов, используя многочисленные ортогональные формы волны. Передачи активного пера могут быть выполнены так, что происходят с многочисленными передачами других активных перьев или столбцов, используя одновременные многочисленные сигналы с частотным разделением. Передачи активного пера могут быть выполнены так, что происходят с многочисленными передачами других активных перьев или столбцов, используя одновременные многочисленные сигналы с кодовым разделением. Способ может включать в себя интерполирование для вычисления первого и второго положений активного пера. Активное перо может включать в себя: переключатель, соединенный с электродом, который может быть выполнен с возможностью мультиплексирования относительно большого напряжения и относительно малого тока, где переключатель может быть выполнен с возможностью передачи напряжения на электрод в режиме передачи и приема тока от электрода в режиме приема; схему приемника для тока, которая может быть соединена с переключателем для приема по меньшей мере части тока через переключатель от электрода; схему передатчика для напряжения, которая соединена с переключателем для передачи по меньшей мере части напряжения через переключатель на электрод; микроконтроллер, соединенный со схемами приемника и передатчика; и внутренний источник питания для подачи питания на по меньшей мере микроконтроллер. Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью вычисления координат активного пера в отношении местоположений на емкостном датчике касания, и предоставления отчета о по меньшей мере некоторых координатах от активного пера. Микроконтроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью интерполирования для вычисления координат активного пера. Внутренний источник питания может включать в себя батарею или суперконденсатор. Ток может быть порядка одного микроампера, и напряжение может быть порядка ста вольт. Активное перо может иметь кончик, который выполнен с возможностью взаимодействия с матрицей емкостного датчика касания. Кончик пера может включать в себя датчик усилия для выполнения измерения усилия посредством пера.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в способах для использования емкостного датчика касания, позволяющих определять двумерное положение активного пера в отношении емкостного датчика касания, где емкостный датчик касания имеет двумерную матрицу проводников, выполненную в виде первого массива проводников, расположенных рядами, и второго массива проводников, расположенных столбцами, и где активное перо имеет электрод и активные компоненты. Способ включает в себя передачу первого сигнала от по меньшей мере одного из столбцов в матрице на активное перо для указания первого положения активного пера по первой оси матрицы емкостного датчика касания, и прием второго сигнала от электрода активного пера на одном или более рядах матрицы для указания второго положения активного пера по второй оси матрицы. Емкостный датчик касания выполнен с возможностью определения второго положения по второй оси матрицы, основываясь на принятом втором сигнале, и емкостный датчик касания выполнен с возможностью электростатической связи с электродом, расположенным в активном пере.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Способ может включать в себя, перед передачей первого сигнала или приемом второго сигнала, передачу третьего сигнала на активное перо от емкостного датчика касания для синхронизации временной шкалы активного пера с временной шкалой емкостного датчика касания. Третий сигнал может передаваться от по меньшей мере одного столбца в первом массиве столбцов на активное перо посредством электрода. Третий сигнал может передаваться с импульсом, который одновременно передается от многочисленных столбцов в первом массиве столбцов. Третий сигнал может передаваться один раз за временной кадр. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для передачи третьего сигнала на перо. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для каждого столбца, чтобы передавать первый сигнал от емкостного датчика касания. Временной кадр может включать в себя временной интервал, распределенный для каждого из многочисленных активных перьев, чтобы передавать второй сигнал, используемый для определения положения этого пера по второй оси. Способ может включать в себя прием вычисленного первого положения активного пера по первой оси матрицы емкостного датчика касания, где прием вычисленного первого положения от активного пера выполнен так, что происходит посредством электростатической связи электрода активного пера с матрицей, и для которого по меньшей мере один из рядов выполнен с возможностью приема вычисленного первого положения от электрода активного пера.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в активном пере, выполненным с возможностью работы с емкостным датчиком касания. Активное перо включает в себя электрод, выполненный с возможностью как приема, так и передачи сигналов, и выполненный с возможностью электростатической связи с емкостным датчиком касания. Активное перо включает в себя переключатель, соединенный с электродом, который выполнен с возможностью мультиплексирования относительно большого напряжения и относительно малого тока, где переключатель выполнен с возможностью передачи напряжения на электрод в режиме передачи и приема тока от электрода в режиме приема. Активное перо включает в себя средство для приема тока от электрода через переключатель и для передачи напряжения, которое соединено через переключатель с электродом. Активное перо включает в себя микроконтроллер, соединенный со схемами приемника и передатчика и выполненный с возможностью определения по меньшей мере одного положения активного пера в отношении местоположений на емкостном датчике касания. Активное перо включает в себя внутренний источник питания для подачи питания на по меньшей мере микроконтроллер.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью вычисления координат активного пера в отношении местоположений на емкостном датчике касания и предоставления отчета о по меньшей мере некоторых координатах от активного пера. Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью интерполирования при вычислении координат активного пера. Активное перо может включать в себя канал связи, которым может быть беспроводный канал, ультразвуковой канал или оптический канал, и внутренним источником питания может быть батарея или суперконденсатор. Ток может быть порядка одного микроампера, и напряжение может быть порядка ста вольт.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в активном пере, выполненным с возможностью работы с емкостным датчиком касания. Активное перо включает в себя электрод, выполненный с возможностью как приема, так и передачи сигналов, и выполненный с возможностью электростатической связи с емкостным датчиком касания. Активное перо включает в себя переключатель, соединенный с электродом, который выполнен с возможностью мультиплексирования относительно большого напряжения и относительно малого тока, для которых переключатель выполнен с возможностью передачи напряжения на электрод в режиме передачи и приема тока от электрода в режиме приема. Активное перо включает в себя схему приемника для приема тока от электрода через переключатель, схему передатчика для передачи напряжения, которая соединена через переключатель с электродом, микроконтроллер, соединенный со схемами приемника и передатчика и выполненный с возможностью определения по меньшей мере одного положения активного пера в отношении местоположений на емкостном датчике касания, и внутренний источник питания для подачи питания на по меньшей мере микроконтроллер.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в емкостном датчике касания, выполненным с возможностью определения двумерного положения активного пера в отношении емкостного датчика касания, где активное перо имеет электрод и активные компоненты. Емкостный датчик касания включает в себя двумерную матрицу проводников, выполненную так, что включает в себя: первый массив проводников, расположенных рядами; второй массив проводников, расположенных столбцами; передатчики, соединенные со вторым массивом проводников, причем передатчики выполнены с возможностью передачи первого сигнала от по меньшей мере одного из столбцов в матрице на активное перо для указания первого положения активного пера по первой оси матрицы емкостного датчика касания; и приемники, соединенные с первым массивом проводников, причем приемники выполнены с возможностью приема второго сигнала от электрода активного пера в одном или более рядах матрицы для указания второго положения активного пера по второй оси матрицы. Емкостный датчик касания выполнен с возможностью определения второго положения по второй оси матрицы, основываясь на принятом втором сигнале. Емкостный датчик касания выполнен с возможностью электростатической связи с электродом, расположенным в активном пере.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в емкостном датчике касания, выполненным с возможностью определения двумерного положения активного пера в отношении емкостного датчика касания, где активное перо имеет электрод и активные компоненты. Емкостный датчик касания имеет двумерную матрицу проводников, выполненную так, что включает в себя: первый массив проводников, расположенных рядами; второй массив проводников, расположенных столбцами; и средство для передачи первого сигнала от по меньшей мере одного из столбцов в матрице на активное перо для указания первого положения активного пера по первой оси матрицы емкостного датчика касания, и приема второго сигнала от электрода активного пера на одном или более рядах матрицы для указания второго положения активного пера по второй оси матрицы. Емкостный датчик касания выполнен с возможностью определения второго положения по второй оси матрицы, основываясь на принятом втором сигнале. Емкостный датчик касания выполнен с возможностью электростатической связи с электродом, расположенным в активном пере.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в способе для передачи и приема сигналов в активном пере для емкостного датчика касания, где активное перо включает в себя электрод и по меньшей мере одну схему для приема тока через электрод и для передачи напряжения на электрод. Способ включает в себя в режиме передачи выполнение схемы с возможностью передачи напряжения через узел, соединенный с электродом, посредством: генерирования напряжения, используя схему многорежимного источника питания, где схема многорежимного источника питания включает в себя по меньшей мере катушку индуктивности и диод, и где диод соединен с трансформатором; предоставления возможности диоду периодически смещаться в прямом направлении в режиме передачи, и току протекать через диод в паразитную емкость; и выполнение переключателя в режиме передачи с возможностью электрического изолирования по меньшей мере некоторых из компонентов в схеме, выполненной с возможностью приема тока в режиме приема, от напряжения, образуемого на паразитной емкости. Способ включает в себя в режиме приема выполнение схемы с возможностью приема тока через узел, соединенный с электродом, посредством: выполнения переключателя с возможностью приема тока в компоненты в схеме, выполненной с возможностью приема тока в режиме приема, и выполнение диода с возможностью смещения его в обратном направлении в режиме приема, так что по меньшей мере некоторые из компонентов в схеме, выполненной с возможностью приема тока в режиме приема, электрически изолируются от индуктивности трансформатора в схеме многорежимного источника питания.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Резистор может быть соединен с диодом. Способ может включать в себя обеспечение опорного напряжения на по меньшей мере одном выводе резистора, которое больше напряжения заземления схемы. Способ может включать в себя в режиме приема посылку по меньшей мере части принятого тока в схему приемника тока, где схема приемника тока управляется микроконтроллером. Переключатель может быть выполнен в режиме передачи с возможностью электрического изолирования по меньшей мере некоторых компонентов в схеме, выполненной с возможностью приема тока в режиме приема, от напряжения, образуемого на паразитной емкости, связанной с одним или более компонентами в узле, соединенном с электродом. Способ может включать в себя размещение второй заранее заданной емкости параллельно паразитной емкости в узле, соединенном с электродом. Способ может включать в себя прием тока порядка одного микроампера и передачу напряжения порядка ста вольт. Схема многорежимного источника питания может включать в себя схему обратного хода.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в устройстве для передачи и приема сигналов в активном пере для емкостного датчика касания. Устройство имеет по меньшей мере одну схему для приема тока от электрода и для передачи напряжения на электрод. Устройство включает в себя электрод, компоненты, выполненные с возможностью приема тока в режиме приема, переключатель и схему многорежимного источника питания, включающую в себя по меньшей мере трансформатор и диод, где диод соединен с трансформатором. В режиме передачи схема для передачи напряжения на электрод выполнена с возможностью: генерирования напряжения, используя схему многорежимного источника питания, выполнения диода с возможностью периодического смещения в прямом направлении в режиме передачи, и протекания тока через диод в паразитную емкость, и выполнение переключателя в режиме передачи с возможностью электрического изолирования по меньшей мере некоторых из компонентов, выполненных с возможностью приема тока в режиме приема, от напряжения, образуемого на паразитной емкости. В режиме приема схема для приема тока от электрода выполнена с возможностью: выполнения переключателя с возможностью приема тока в компоненты, выполненные с возможностью приема тока в режиме приема, и выполнения диода с возможностью смещения в обратном направлении в режиме приема, так что по меньшей мере некоторые из компонентов, выполненных с возможностью приема тока в режиме приема, электрически изолируются от индуктивности трансформатора в схеме многорежимного источника питания.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Схема многорежимного источника питания может включать в себя схему обратного хода. Устройство может включать в себя резистор, где резистор соединен с диодом. Схема может быть выполнена с возможностью подачи опорного напряжения на по меньшей мере один вывод резистора, которое больше напряжения заземления схемы. Схема может быть выполнена с возможностью посылки в режиме приема по меньшей мере части принятого тока в схему приемника тока, где схема приемника тока может управляться микроконтроллером. Паразитная емкость может включать в себя паразитную емкость, связанную с одним или более компонентами в узле, соединенном с электродом. Устройство может включать в себя вторую заранее заданную емкость, которая располагается параллельно паразитной емкости в узле, соединенном с электродом. Принятый ток может быть порядка одного микроампера, и в котором передаваемое напряжение может быть порядка ста вольт.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в системе для передачи и приема сигналов в активном пере для емкостного датчика касания, для которого система имеет по меньшей мере одну схему для приема тока от электрода и для передачи напряжения на электрод. Система включает в себя электрод, компоненты, выполненные с возможностью приема тока в режиме приема, переключатель и схему многорежимного источника питания, имеющую по меньшей мере трансформатор и диод, для которой диод соединен с трансформатором. В режиме передачи схема для передачи напряжения на электрод выполнена с возможностью: генерирования напряжения, используя схему многорежимного источника питания; выполнения диода с возможностью периодического смещения его в прямом направлении в режиме передачи, и протекания тока через диод в паразитную емкость; и средство для электрического изолирования по меньшей мере некоторых из компонентов, выполненных с возможностью приема тока в режиме приема, от напряжения, образуемого на паразитной емкости. В режиме приема схема для приема тока от электрода выполнена с возможностью выполнения переключателя с возможностью приема тока в компоненты, выполненные с возможностью приема тока в режиме приема, и средство для электрического изолирования по меньшей мере некоторых из компонентов, выполненных с возможностью приема тока в режиме приема, от индуктивности трансформатора в схеме многорежимного источника питания.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Схема многорежимного источника питания может включать в себя схему обратного хода. Система может включать в себя резистор, где резистор может быть соединен с диодом. Схема может включать в себя средство для подачи опорного напряжения на по меньшей мере один вывод резистора, которое больше напряжения заземления схемы. Схема может иметь средство для посылки в режиме приема по меньшей мере части принятого тока в схему приемника тока, где схема приемника тока управляется микроконтроллером. Паразитная емкость может включать в себя паразитную емкость, связанную с одним или более компонентами в узле, соединенном с электродом. Система может включать в себя вторую заранее заданную емкость, которая располагается параллельно паразитной емкости в узле, соединенном с электродом. Принятый ток может быть порядка одного микроампера, и передаваемое напряжение может быть порядка ста вольт.

В общем, другой аспект предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, может быть воплощен в схеме для передачи и приема сигналов с электродом в активном пере. Схема включает в себя первый, второй и третий резисторы, первый и второй транзисторы, трансформатор, первый диод, усилитель и конденсатор. Первый резистор соединен с входным выводом и первым транзистором. Первый транзистор включает в себя первый вывод, соединенный с резистором, второй вывод, соединенный с узлом заземления, третий вывод, соединенный с первой обмоткой трансформатора. Трансформатор имеет первую обмотку, подсоединенную между выводом для источника питания и третьим выводом первого транзистора, и вторую обмотку, подсоединенную между узлом заземления и анодом первого диода. Первый диод имеет катод, соединенный с узлом, который соединен с электродом, выполненным с возможностью приема и передачи сигналов с емкостным датчиком касания. Второй резистор подсоединен между узлом, который соединен с электродом, и опорным напряжением. Второй транзистор включает в себя первый вывод, соединенный с узлом, соединенным с электродом, второй вывод, соединенный с выводом для переключаемого сигнала, и третий вывод, соединенный с инвертирующим входом усилителя. Усилитель имеет неинвертирующий вход, который соединен с опорным напряжением. Третий резистор подсоединен между инвертирующим входом усилителя и выходом усилителя. Конденсатор подсоединен между инвертирующим входом усилителя и выходом усилителя. Опорное напряжение выполнено большим, чем напряжение узла заземления и меньшим, чем напряжение источника питания. Схема выполнена так, что имеет режим приема для приема тока через узел, соединенный с электродом, и режим передачи для передачи напряжения через узел, соединенный с электродом. В режиме приема первый диод выполнен с возможностью смещения в обратном направлении, и второй транзистор выполнен с возможностью электрического соединения первого и третьего выводов второго транзистора. В режиме передачи первый диод выполнен с возможностью периодического смещения в прямом направлении, и второй транзистор выполнен с возможностью образования разомкнутой цепи для электрического разъединения первого и третьего выводов второго транзистора.

Каждый из этих и других вариантов осуществления может необязательно включать в себя один или более из следующих признаков. Принятый ток может быть порядка одного микроампера, и передаваемое напряжение может быть порядка ста вольт. Схема может включать в себя второй диод, для которой второй диод может быть подсоединен параллельно второму и третьему выводам первого транзистора.

Подробности одного или более вариантов осуществления предмета изобретения, описанного в данном описании изобретения, излагаются на прилагаемых чертежах и в описании ниже. Другие признаки и аспекты предмета изобретения станут очевидны из описания, чертежей и формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает схему реализации активного пера.

Фиг.2A изображает чертеж, описывающий разделение кадра на временные интервалы только с касанием пальца.

Фиг.2B изображает чертеж, описывающий разделение кадра на временные интервалы с касанием пальца и пера.

Фиг.3 изображает блок-схему активного пера.

Фиг.4 изображает чертеж схемы для передачи и приема сигналов на единственном электроде.

Фиг.5 изображает чертеж с примером выходного напряжения усилителя приемника в зависимости от времени.

Фиг.6 изображает чертеж с примером выходного напряжения передатчика в зависимости от времени.

Подобные ссылочные позиции и обозначения на различных чертежах обозначают подобные элементы.

Подробное описание

Существуют способы обнаружения положения пальца человека на двумерном массиве датчиков и в соответствии с его влиянием на электрическое поле. Эти способы предусматривают матрицу проводящих рядов и столбцов, приблизительно под прямым углом друг к другу. Например, датчик может измерять емкость от каждого ряда к каждому столбцу, выполняя m*n измерений для матрицы с m рядами и n столбцами. Это измерение может выполняться посредством приложения напряжения возбуждения к данному столбцу и измерения результирующего тока (через эту емкость) на данном ряду. Может быть произвольным, какая ось обозначается в качестве рядов по отношению к столбцам.

Это измерение может обнаруживать положение пальца человека, так как палец человека, будучи в некоторой степени проводящим и соединенным с некоторым относительно небольшим импедансом с узлом заземления схемы контроллера, оказывает влияние на емкость в пересечениях матрицы, где он касается. Емкость может увеличиваться вследствие высокой (и комплексной, так как является проводящей и, следовательно, с потерями) диэлектрической постоянной пальца человека или уменьшаться вследствие соединения пальца с заземлением в соответствии с конкретной конструкцией датчика.

В любом таком датчике m*n измерений (или некоторое выбранное их подмножество) могут выполняться периодически с некоторой частотой кадров, например, 100 Гц. Эта частота кадров может представлять собой компромисс между шумом и временем реакции. Низкая частота кадров может учитывать продолжительные времена интегрирования при измерении, что имеет тенденцию снижения шума, но задержка может быть неудобной для пользователя. Высокая частота кадров может обеспечивать быструю реакцию, но малое время для измерения и может, поэтому, обеспечивать зашумленные измерения. Полное время кадра может делиться на временные интервалы, при этом один столбец (или многочисленные столбцы, например, два столбца, если отображение разделено на половинки или четверти) возбуждается в течение каждого временного интервала. Если приемник обеспечивается для каждого ряда, например, тогда все ряды могут измеряться одновременно. Если нет, тогда меньшее количество приемников может мультиплексироваться среди рядов, причем кадр разбивается на еще большее количество временных интервалов.

В некоторых применениях может быть желательным отслеживать не палец человека, а некоторое перо, которое может удерживаться в руке. Палец может быть относительно большим по сравнению с пером, и остроконечное перо может обеспечивать лучшую точность указания. Перо также может выполнено с кнопками или другими датчиками (колесиками прокрутки и т.д.) на его поверхности, чтобы предоставить пользователю дополнительные степени свободы для ввода. С некоторыми типами сенсорных экранов любой предмет может использоваться в качестве пера. (Например, резистивный сенсорный экран может реагировать на усилие и может использоваться с любым жестким предметом.) Но емкостный сенсорный экран может не реагировать на касание непроводящим пером, так как такое перо не нарушает существенным образом электрическое поле. Уточнение, может быть некоторый эффект, наблюдаемый из-за диэлектрической постоянной пера, которая может быть выше, чем у воздуха и, таким образом, увеличивает измеренную емкость, но этот эффект является относительно небольшим, приводя к незначительному нарушению электрического поля.

Емкостный сенсорный экран может реагировать на касание электрически проводящим пером, если это перо удерживается в руке заземленного пользователя. Такое перо может быть выполнено так, что имеет электрически проводящий кончик (в основном, эластичный) и проводящий путь от кончика до тела пользователя. По существу, перо может выполнять почти тоже, что и палец пользователя. Но так как палец человека создает пятно несколько более ~5 мм при прижатии к датчику, ряды и столбцы могут быть размещены с промежутком этого порядка. Это может быть минимальным промежутком, требуемым для правильного интерполирования и для выполнения измерения положения с более высоким разрешением, чем шаг датчика. Проводящее перо, поэтому, также может иметь кончик порядка этих 5 мм в диаметре, чтобы (a) обеспечивать достаточно большое изменение емкости для достижения допустимого отношения сигнал-шум, и (b) обеспечивать сигнал, который охватывает по меньшей мере два пересечения матрицы, что является желательным, чтобы датчик имел возможность интерполировать для более высокого разрешения. Таким образом, перо с кончиком, который менее этих ~5 мм, может быть желательным, так как остроконечное перо меньше закрывает отображаемое изображение и обеспечивает более высокую точность, чем перо, которое не имеет остроконечного кончика. Остроконечное перо может позволять пользователю более безошибочно и точно выполнять указание, чем палец человека обычного размера или перо с относительно толстым кончиком, например, около этих ~5 мм. Палец человека или перо с толстым кончиком может не указывать так точно, как перо с относительно тонким или коротким кончиком, и кончик пальца или перо с толстым кончиком могут способствовать относительно существенному загораживанию при указании на матрице.

Для емкостных сенсорных экранов сигнал, который обеспечивается (например, из-за нарушения краевого электрического поля от пера), может быть пропорциональным площади соприкосновения датчика. Заостренное или тонкое перо в непосредственно близости к датчику может иметь небольшой эффект, и этот эффект не может быть легко измерен по отношению к шуму. В некоторых реализациях заостренное или тонкое перо также не может легко интерполироваться, так как емкостный сенсорный экран имеет шаг, например, около 5 мм (например, так как площадь соприкосновения пальца человека на сенсорном экране составляет обычно по меньшей мере 5 мм). В других реализациях интерполирование может выполняться пока шаг датчика меньше площади соприкосновения воздействующего предмета. Например, даже если ряды и столбцы размещены через 5 мм между центрами, положение может сообщаться с разрешением лучше этих 5 мм посредством использования интерполирования. Например, палец или перо с толстым кончиком может находиться на ½ ряда 1 и ½ ряда 2, что может интерполироваться как 1,5. Этот пример может работать, если площадь соприкосновения является достаточно большой и охватывает по меньшей мере два ряда (или столбца).

Чтобы улучшить отношение сигнал-шум по сравнению с отношением у остроконечного пассивного пера, рассматривается активное перо. Это перо, вместо простого соединения с заземлением через руку пользователя, содержит активные электронику и способно принимать или передавать сигнал на свой кончик. В этом смысле, перо может быть выполнено так, как показано на фиг.1.

Фиг.1 изображает реализацию активного пера 100, которое находится в непосредственной близости к проводящим рядам и столбцам в матрице 160, и которое имеет проводящий корпус 110 и тонкий металлический проводник, образующий его кончик 120. Перо 100 имеет непроводящий корпус кончика 130, который позволяет линиям 140 электрического поля из матрицы 160 выходить из пера 100.

В некоторых реализациях емкость между кончиком пера и рядом или столбцом в матрице может быть равна почти полностью краевой емкости и может быть относительно небольшой по сравнению, например, с емкостью между рядом и столбцом в матрице. Например, для датчика, имеющего ромбические сетки проводников на рядах и столбцах на шаге ~5 мм и для тонкого электрода в пере длиной ~20 мм, результирующая емкость может быть порядка 100 фФ к ряду или столбцу непосредственно под пером. Ромбическая сетка проводников показана и описана в заявке на патент США №12/857 024, поданной 16 июля 2010 г., раскрытие которой включено путем ссылки. Перо тогда заземляется через руку пользователя. С пером с металлическим корпусом емкость связи от пера к руке пользователя является относительно большой (например, сотни пФ), так что емкость пользователя на заземление, которая обычно меньш