CN109074180A - 压敏触控笔 - Google Patents

Abstract

一种包括壳体、能相对于壳体移动的细长杆、金字塔结构和电路的手持式设备。细长杆包括第一端处的笔尖和第二端处的可压缩元件。可压缩元件包括被配置成基于施加在笔尖上的力向量而压靠电极的导电材料。金字塔结构包括至少三个壁和在该至少三个壁中的每一者上的电极，并且被与壳体固定或集成在一起。电路在可压缩元件或电极上传送信号，检测来自电极的输出，并且基于该输出来提供压力相关的信息。

Description

压敏触控笔

背景

数字化仪***被用作用于捕捉数据、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要定点和导航设备的示例性数字化仪***。用户通过在数字化仪***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***交互。该物体相对于感测表面的位置被数字化仪***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，20-40度角)来握持触控笔。在交互期间，由于与感测表面的接触压力，在触控笔的轴向和横轴(cross-axial)两个方向上的力被施加在触控笔的书写笔尖上。轴向方向上的力可导致书写笔尖朝向触控笔壳体的缩回，而横轴方向上的力导致书写笔尖的倾斜或弯曲。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轴向和横轴力两者都敏感的触控笔。

在一些示例性实施例中，该触控笔提供了在用户使用触控笔书写、绘制或指向屏幕上所显示的对象的同时检测被施加在书写笔尖上的力的方向和幅值。

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中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。就此而言，参考附图所进行的描述使得本领域技术人员显见该如何实践本公开的各实施例。

在附图中：

图1A和1B是根据本公开的一些实施例的包括压敏书写笔尖的示例性触控笔的简化示意图，该书写笔尖在悬停和触摸表面时被分别示出；

图2A和2B是根据本公开的一些实施例的当触控笔正分别悬停和触摸表面时的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图。

图3A和3B是根据本公开的一些其他实施例的当触控笔正分别悬停和触摸表面时的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图。

图4A、4B、4C和4D是根据本公开的一些实施例的压力传感器的示例性电极的简化图；

图5是示出了根据本公开的一些实施例的压敏触控笔的组件的简化示意框图；

图6是根据本公开的一些实施例的用于感测施加在触控笔的书写笔尖上的压力的示例性方法的简化流程图；

图7是根据本公开的又一些其他实施例的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图；

图8A和8B是根据本公开的该又一些其他实施例的当触控笔正分别悬停在表面上和触摸表面时的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图；以及

图9是根据本公开的该又一些其他实施例的用于利用压力传感器感测压力的另一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或其他手持式设备可以是无源导电物体或传送信号的有源设备。电磁触控笔是本领域已知的用于操作数字化仪***的一种类型的触控笔。电磁触控笔发射可以在数字化仪***的感测表面上的各位置处被拾取的电磁信号。触控笔的书写笔尖的位置可以在该书写笔尖要么正触摸感测表面要么正悬停在感测表面上时基于触控笔经由该书写笔尖所传送的信号来被跟踪。基于所跟踪的触控笔位置的着墨可以在触控笔正触摸感测表面时被显示在显示器上。用于着墨的线的厚度可以对在着墨期间施加在书写笔尖上的压力敏感。

根据一些示例性实施例，施加在书写笔尖上的压力利用被集成在触控笔中的压力传感器来进行检测。通常，检测到的压力或与检测到的压力相关的信息通过触控笔来报告。数字化仪***的控制器或与数字化仪***相关联的计算设备接收报告并将信息提供给与显示器相关联的控制器。

根据本公开的一些实施例，触控笔包括对其书写笔尖的倾斜和缩回两者都敏感的压力传感器。用于触控笔的已知压力传感器通常感测由于对交互表面(例如，触摸屏)的接触压力而造成的书写笔尖的缩回。然而，用户通常以相对于交互表面的某一角度来握持触控笔，并因此施加在书写笔尖上的力不仅仅在轴向方向上。书写笔尖在朝向触控笔壳体缩回之前可能甚至由于接触力而弯曲或倾斜。压力感测可通过检测相对于触控笔的纵轴的轴向和横轴两个方向上的力来被改进。任选地，检测书写笔尖何时第一次触摸感测表面的灵敏度可通过检测轴向力和横轴力两者来被改进。改进该灵敏度提高了准确地检测触控笔的悬停和触摸状态之间的转换的能力。

在一些示例性实施例中，压力传感器包括具有导电材料的弹性或可压缩元件以及包括电极的金字塔结构。金字塔结构上的电极和弹性元件通常都被连接到触控笔中的电路。通常，弹性元件是圆形的，例如，被球形地或半球形地成形。在一些示例性实施例中，弹性元件被固定到书写笔尖的一端上，而金字塔结构被固定或集成在触控笔的壳体上。替代地，金字塔结构被固定或集成在书写笔尖的一端上，而弹性元件则被固定到触控笔的壳体。

当书写笔尖缩回和倾斜时，弹性元件被配置成压靠金字塔结构的一个或多个内壁并靠着金字塔结构的一个或多个内壁变平。弹性元件可基于倾斜的方向以不同程度靠着每个壁变平。变平的量取决于所施加的力的大小和方向两者以及弹性元件的弹性。来自连接到电极的电路的输出可被检测。根据本公开的一些实施例，来自电路的输出与施加在书写笔尖上的力和所施加的力的方向两者相关。该关系通常基于经验数据来被定义。

在一些示例性实施例中，金字塔结构包括涂覆有隔离材料的电极，并且弹性元件的变平增加了弹性元件与金字塔结构上的一个或多个电极之间的电容耦合。替代地或附加地，弹性元件涂覆有隔离材料。从电极检测到的输出可表示弹性元件和金字塔的每个壁之间的电容耦合。

在一些示例性实施例中，多个电极被图案化在金字塔结构的内壁上，并且这些电极被暴露。弹性元件的变平可增加与弹性元件电接触的电极的数量。在这些实施例中，电路可被连接到被图案化在壁上的每个电极，并且输出可表示由于弹性元件靠着电极变平而在电极之间创建的短路的数量。

在一些示例性实施例中，金字塔结构包括暴露的电极和涂覆有隔离材料的电极两者，在它们之间具有电容耦合。弹性元件的变平可增加被暴露的电极的有效区域的面积，这增加了电容。

在一些示例性实施例中，弹性元件或电极包括基于电极和弹性元件之间的力或接触面积改变电阻率的材料。任选地，电阻率被检测并且与施加在书写笔尖上的力向量相关。

在一些示例性实施例中，弹性元件被连接到书写笔尖的远端并且被封闭在双金字塔中。在书写笔尖的中性状态中，当没有力被施加时，弹性元件可靠一个金字塔的内壁搁置，并且当压力被施加在书写笔尖上时，弹性元件可以与书写笔尖一起移动并且压靠另一金字塔的内壁。

任选地，弹性元件被电容地耦合到双金字塔的每个金字塔的壁，并且电路检测来自每个壁的电容耦合。在一些示例性实施例中，施加在书写笔尖上的力与在形成双金字塔的每个金字塔上检测到的输出之间的差异相关。

在详细解释示例性实施例中的至少一个实施例之前，应当理解本公开不一定限于其应用于构造的细节以及在以下描述中阐述和/或在附图中例示的组件的布置和/或方法。本公开能够具有其他实施例或者能够以各种方式来被实践或执行。

现在参考图1A和1B，图1A和1B示出了根据本公开的一些实施例的包括压敏书写笔尖的示例性触控笔的简化示意图，该书写笔尖在悬停和触摸表面时被分别示出。根据本公开的各实施例，书写笔尖350对在沿着轴390的方向上施加的力敏感，并且还对以相对于轴390的某一角度施加的力敏感。取决于触控笔200在与感测表面的交互期间的角度，书写笔尖350可在沿轴390缩回之前开始弯曲或倾斜。

书写笔尖350通常与触控笔200的壳体250的纵轴390对准，并且具有某种自由度以在纵轴390的方向上和在垂直于纵轴390的方向上移动。通常，书写笔尖350是通过轴环310延伸到壳体250中的细长元件。当书写笔尖350被以某一角度抵靠表面100保持时，施加在书写笔尖350上的力可使书写笔尖350抵靠壳体250的轴环310倾斜并且将书写笔尖350推向壳体250。通常，轴环310的厚度以及其相对于书写笔尖350的长度的定位限定了书写笔尖350响应于施加在书写笔尖350上的力而具有的倾斜移动的范围。根据一些示例性实施例，被嵌入壳体250中的压力传感器被配置成感测施加在书写笔尖350上的力。压力传感器感测在沿轴390的纵向方向上施加的力以及在垂直于纵向方向的方向上施加的力两者。

现在参考图2A和2B，图2A和2B示出了根据本公开的一些实施例的当触控笔正分别悬停在表面上和触摸表面时的示意性压力传感器的结构元件的简化示意图。根据本公开的一些示例性实施例，压力传感器500包括相对于金字塔结构400移动的弹性元件320。金字塔结构400通常被集成或紧固到壳体250，并且弹性元件320通常被安装或集成在书写笔尖320的一端上。弹性元件320可被装配到金字塔结构400的内壁或者被对准以面向金字塔结构400的内壁。

金字塔结构400包括围绕弹性结构320的至少三个壁330。弹性元件320是导电的并且通常具有圆形形状。壁330包括可感测与弹性元件320的电容耦合或电耦合的一个或多个电极。任选地，弹性元件320和壁330中的一者或两者涂覆有电隔离材料以用于感测电容耦合。任选地，弹性元件320的导电材料和壁330上的导电材料被暴露以检测电耦合。可被包括在壁330上的电极的示例在图4A、4B、4C和4D中被描绘，并且在下文中参考图4A、4B、4C和4D进行讨论。

当书写笔尖350由于从表面100施加的接触力而被推动和倾斜时，弹性元件320相对于壁330移动并且靠着壁330变平(图2B)。书写笔尖350的倾斜可导致弹性元件320仅靠着一个或两个壁330变平，例如，非对称变平。书写笔尖350的凹陷可导致弹性元件320靠着所有壁330对称地变平。通常，书写笔尖350凹陷并倾斜，并且弹性元件320靠着某些壁330可以比靠着其他壁330变得更平。在一些示例性实施例中，在当没有压力被施加在书写笔尖350(图2A)上的书写笔尖350的中性状态中，不存在弹性元件320和壁330之间的物理接触。任选地，弹性元件320在书写笔尖350上的阈值压力水平被达到时相对于金字塔结构400被定位成接触壁330。替代地，弹性元件320和壁330之间的接触已被建立在书写笔尖350的中性状态中。

根据一些示例性实施例，弹性元件320朝向和远离壁330的移动以及弹性元件320的变形基于与壁330上的电极的电容耦合或电耦合中的变化来被检测。

为方便起见，金字塔结构400在附图中被示意性地描绘为透明的，使得弹性元件320相对于金字塔结构400的位置在附图中可见。通常，金字塔结构400不需要是透明的。

现在参考图3A和3B，图3A和3B示出了根据本公开的一些其他实施例的当触控笔正分别悬停和触摸表面时的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图。在一些示例性实施例中，压力传感器505包括相对于金字塔结构405移动的弹性元件320。金字塔结构405是截顶的金字塔，其包括由截去塔峰形成的附加表面331。随着书写笔尖350由于接触压力而凹陷入壳体250中，弹性元件320可靠着表面331并且靠着壁330变平。通常，书写笔尖350的轴向移动可导致弹性元件320以对称方式靠着表面331以及每个壁330变平。书写笔尖350的倾斜通常可导致弹性元件320靠着金字塔结构405的某些壁330比靠着其他壁330变得更平。任选地，轴向力可以基于来自表面331上的电极的输出来被检测，并且横轴力可以基于比较来自壁330的输出来被检测。

现在参考图4A、4B、4C和4D，图4A、4B、4C和4D示出了根据本公开的一些实施例的压力传感器的示例性电极的简化图。根据一些示例性实施例，电极被安装或被图案化在金字塔结构(例如图2A和3A中所示的金字塔结构)的壁上。现在参照图4A，在一些示例性实施例中，金字塔结构的每个壁330包括散布在壁330A上的覆盖有电绝缘材料505的电极510。电极510可以是三角形的，或者可以具有其他形状，例如，圆形或矩形。被连接到电极510的电路可感测在被配置成压靠金字塔结构的壁的弹性元件320(图2A、2B、3A和3B中所示)和电极510之间的电容耦合。通常，电容耦合在弹性元件320靠着电极510变平时增加。金字塔结构中的每个电极510的输出可被检测以确定施加在书写笔尖350上的压力。另外，可以比较输出以确定施加在书写笔尖上的力的方向。任选地，书写笔尖350的倾斜角度可基于经确定的力的方向来被确定。

现在参考图4B，在一些示例性实施例中，金字塔结构包括具有覆盖有如参考图4A所讨论的电绝缘材料505的电极510以及被暴露的电极520的壁330B。被暴露的电极可被图案化在隔离涂层505上。电路可被连接到壁330B中的电极510和电极520中的每一者。与弹性元件320的电容耦合和电接触两者均可被检测。弹性元件320和电极520之间的接触可由电路检测，并且可提供阈值水平的压力正被施加在书写笔尖350上的指示。任选地，阈值水平指示触控笔的悬停模式和触控笔的触摸(或落笔(pen-down))模式之间的转换。施加在书写笔尖350上的进一步的压力可将弹性元件320推靠在壁330上，并且增加的接触表面积可以增加弹性元件320和电极510之间的电容耦合。电容耦合中的这种变化可以与来自电极520的输出一起被检测。

现在参考图4C，在一些示例性实施例中，金字塔结构包括壁330C。壁330C可包括被暴露的电极520连同彼此电隔离的被暴露的电极530的阵列。被暴露的电极530可被对准到弹性元件320和壁330C之间的初始接触位置。在一些示例性实施例中，被连接到电极520和530中的每一者的电路检测到由于与弹性元件320的接触而导致的在电极之间的短路。随着弹性元件320被推靠在壁330C上并且变平，电极520和电极530之间的短路的数量增加。在一些示例性实施例中，被施加在金字塔结构中的每个壁330C上的压力与同电极520短路的电极530的数量相关。基于来自每个壁330C的输出，压力以及力或倾斜角的方向可被确定。

现在参考图4D，在一些示例性实施例中，金字塔结构包括壁330D。壁330D包括单个被暴露的电极540。被连接到电极540的电路可感测与弹性元件320的接触。

任选地，电极540和弹性元件320中的至少一者由基于电极540和弹性元件320之间的力或接触面积来改变电阻率的材料形成，并且该电路测量电阻。任选地，壁330D仅被用于表面331(图3A)。

现在参考图5，图5示出了根据本发明的一些实施例的压敏触控笔的组件的简化示意框图。触控笔200可以是在接收到或没有接收到来自数字化仪***或来自另一源的触发信号的情况下自生成传送信号的有源触控笔。触控笔200可替代地是包括响应于从数字化仪***接收到触发信号而被激活的谐振器布置的半无源触控笔。触控笔200通常包括传送可由数字化仪感测表面100拾取的信号的发射器。任选地，书写笔尖350作为发射器的天线操作，使得书写笔尖350的位置在数字化仪感测表面100上被检测并被跟踪。

对于有源触控笔200，信号由信号发生器生成并且由电源210供电。电源210可包括例如一个或多个电池和/或超级电容器。由触控笔200传送的信号可以是信号突发(signalburst)，例如以预定义频率或模式来被传送的AC信号突发。信号突发可以是包括与触控笔200的操作状态和压力信息有关的经编码信息的经调制信号。发射器通过连接560来被电连接到书写笔尖350，以供经由书写笔尖250的传输。在一些示例性实施例中，发射器附加地包括提供例如与数字化仪***的双向通信的接收能力。通常，信号发生器和发射器被集成在ASIC 240上和支持模拟电路230中。ASIC 240可附加地提供处理和存储器能力。ASIC 240连同模拟电路230一起构成触控笔200的电路***。ASIC 240还可通常用作用于控制触控笔200的操作的控制器。

根据本公开的一些实施例，触控笔200包括与书写笔尖350集成的笔尖压力传感器500。压力传感器500例如在与数字化仪传感器的交互期间感测压力何时被施加在书写笔尖350上。笔尖压力传感器500的输出可被编码在由触控笔200传送的信号上。通常，来自笔尖压力传感器500的输出提供在由悬停在交互表面上的书写笔尖350定义的悬停操作状态和由在书写时压靠交互表面的书写笔尖350定义的触摸操作状态(例如，落笔状态)之间进行区分。

根据本公开的一些实施例，笔尖压力传感器500包括导电的弹性元件320和被定位在形成金字塔结构的壁330上的多个电极510。ASIC 240可通过连接550来被电连接到电极510中的每一者。通常，弹性元件320被电连接到书写笔尖350，使得在书写笔尖350上传送的信号也在弹性元件320上被传送。利用压力传感器500的压力感测基于：当弹性元件320与壁330的邻近度改变时感测在弹性元件320和电极510之间的电耦合或电容耦合中的变化。

在一些示例性实施例中，ASIC 240可以与经由书写笔尖350传送信号同步地对来自电极510的输出进行采样。在压力感测期间经由书写笔尖350传送的信号可以是专用于压力感测的信号，或者可以是ASIC 240生成并传送以供在数字化仪传感器上进行跟踪的相同信号。任选地，ASIC 240可以在电极510上传送并且采样信号以感测电极510与弹性元件320的电容耦合或电耦合。输出可被编码在触控笔信号中并且被报告给与触控笔200通信的数字化仪***或设备。在一些示例性实施例中，所采样的输出由ASIC 240来处理，以检测和报告施加在书写笔尖350上的压力、施加在书写笔尖350上的力的方向、和在悬停和触摸操作模式之间切换中的一者或多者。

替代地，来自传感器500的原始输出可被报告，并且用于确定压力或力的方向的处理可以由与接收触控笔信号的数字化仪***相关联的处理器来执行。

现在参考图6，图6示出了根据本公开的一些实施例的用于利用压力传感器感测压力的示例性方法的简化流程图。根据一些示例性实施例，被嵌入触控笔中的电路在弹性元件320或金字塔结构的电极上传送信号(框805)。该电路响应于传送信号检测来自电极的输出(框810)。所检测到的输出可指示与弹性元件320的电容耦合的水平，或者可指示与弹性元件320的电接触。施加在书写笔尖350上的压力可基于从电极中的每一者检测到的电容耦合的水平的总和来被确定(框820)。所施加的力的方向可基于从电极中的每一者检测到的电容耦合的差异来被确定(框825)。来自压力传感器的输出(例如，施加在书写笔尖上的力的大小和方向)可被报告给与触控笔通信的设备(框830)。通常，输出被报告给跟踪触控笔的数字化仪***的控制器，或者被直接报告给从数字化仪***接收输入的启用触控笔的计算设备。任选地，该输出也可被触控笔使用以调整其操作。在一些示例性实施例中，来自压力传感器的输出被报告给被包括在触控笔中的唤醒电路。唤醒电路可基于检测施加在书写笔尖上的压力来激活触控笔的电路的一部分。

现在参考图7，图7示出了根据本公开的又一些其他实施例的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图，并且参考图8A和8B，图8A和8B分别示出了根据本公开的该又一些其他实施例的当触控笔正悬停在表面上和触摸表面时的示例性压力传感器的结构元件的简化示意图。

根据本公开的一些示例性实施例，压力传感器520包括相对于双金字塔结构(例如，一起形成六面体的金字塔结构400和金字塔结构410)移动的弹性元件325。替代地，金字塔结构400和金字塔结构410可被固定成在它们之间具有间隙。金字塔结构400和410中的每一者通常被集成或紧固到壳体250。具有弹性元件325的书写笔尖350可被装配穿过金字塔结构410中的洞或孔420。孔420可以足够大以允许书写笔尖350相对于金字塔结构410的轴向和倾斜移动。弹性元件325可以基本上被金字塔结构封闭，使得弹性元件320的任何移动可以由金字塔结构400和410中的一个金字塔结构来检测。金字塔结构400和金字塔结构410中的每一者包括具有选自参考图4A、4B、4C和4D所讨论的电极中的电极的壁330。在一些示例性实施例中，弹性元件325在没有接触力被施加在书写笔尖350上时的书写笔尖350的中性状态期间被下面的金字塔结构410支持(图8A)。在该中性状态中，弹性元件325可以与下面的金字塔结构410的每个壁330物理接触，而不与上面的金字塔结构400的任何壁330物理接触。当接触压力被施加在书写笔尖350上时，书写笔尖350可缩回到壳体250中，并且弹性元件325可朝向上面的金字塔结构400推进(图8B)。弹性元件320和下面的金字塔结构410之间的接触可以基于弹性元件325朝向上面的金字塔结构400推进而被切断。替代地，弹性元件325可以在所有压力水平处但以不同的程度来与金字塔结构400和410两者都物理接触在中性状态中，与上面的金字塔结构400的壁330的接触可以是最小的。当压力被施加时，弹性元件325可靠着上面的金字塔结构400的壁330变平，使得接触面积被增加。基于接触面积中的变化，弹性元件320与金字塔结构400和410上的电极之间的电容耦合或电耦合可以改变。该改变能通过触控笔200的电路***来检测。弹性元件325在形状上可以是球形的或对称的。

现在参考图9，图9示出了根据本公开的又一些其他实施例的用于利用压力传感器感测压力的示例性方法的简化流程图。根据一些示例性实施例，信号在弹性元件325上或在被定位在一对金字塔结构上的电极上被传送(框905)。被定位在该对金字塔结构上的每个电极上的信号被检测(框910)。将从金字塔结构之一上的电极检测到的信号与在该对的另一金字塔结构上的对应电极中检测到的信号进行比较(框915)。施加在书写笔尖350上的接触压力可以基于来自上面的金字塔结构和下面的金字塔结构的输出之间的差异来被检测(框920)。当基于信号之间的差异检测压力时，在金字塔结构中的每一者上测得的信号所共有的噪声可被抵消。书写笔尖上所施加的力的方向可以基于来自相同金字塔结构上的不同壁的输出之间的差异(框925)。来自传感器520的输出通常被报告给与触控笔通信的设备(数字化仪***或启用触控笔的设备)(框930)。

根据一些示例性实施例的一个方面，提供了一种手持式设备，包括：壳体；包括第一端处的笔尖和第二端处的可压缩元件的细长杆，其中可压缩元件包括导电材料，并且其中细长杆能相对于壳体移动；金字塔结构，包括至少三个壁和该至少三个壁中的每一者上的电极，其中该金字塔结构被与壳体固定或集成在一起，并且其中可压缩元件被配置成基于施加在笔尖上的力向量来压靠电极；以及被配置成进行以下的电路：在可压缩元件或电极上施加信号；检测来自电极的输出；以及基于该输出来提供压力相关的信息。

任选地，金字塔结构或可压缩元件包括被配置成在可压缩元件和金字塔结构之间的物理接触期间在金字塔结构上的电极和可压缩元件之间建立电容耦合的隔离材料。

任选地，该电路被配置成检测可压缩元件和电极中的每一者之间的电容耦合。

任选地，该电路被配置成检测可压缩元件和电极中的每一者之间的电耦合。

任选地，该电路被配置成基于来自电极的输出来检测力向量的方向。

任选地，金字塔结构是包括至少三个壁和由截去塔峰形成的附加表面的截顶的金字塔结构，并且其中该附加表面包括附加电极。

任选地，该设备包括被布置成形成六面体的一对金字塔结构，该对金字塔结构中的每个金字塔结构包括至少三个壁和在该至少三个壁中的每一者上的电极，其中金字塔结构中的每一者被与壳体固定或集成在一起。

任选地，可压缩元件当笔尖不具有施加在它上的力向量时被支持在该对金字塔结构的第一金字塔结构上，并且基于力向量被推靠在该对金字塔结构的第二金字塔结构上。

任选地，可压缩元件当笔尖不具有施加在它上的力向量时被压缩在第一金字塔结构和第二金字塔之间，并且基于力向量被推靠在该对金字塔结构的第二金字塔结构上并且被从下面的金字塔拉开。

任选地，该对金字塔结构的第一金字塔结构包括孔，并且该杆被装配穿过该孔。

任选地，该电路被配置成检测来自该对金字塔结构的第一金字塔结构和第二金字塔结构的电极的输出之间的差异，以及基于这些差异提供压力相关的信息。

根据一些示例性实施例的一个方面，提供了一种方法，包括：提供一种包括壳体和能相对于该壳体移动的细长杆的手持式设备，其中该细长杆包括第一端处的笔尖和第二端处的可压缩元件，该可压缩元件包括导电材料；检测来自至少三个电极的输出，该至少三个电极的每个电极被定位在金字塔结构的壁上，该金字塔结构被固定到壳体，其中所检测到的输出对细长杆的移动和可压缩材料压靠在电极上敏感；以及基于输出向与手持式设备通信的计算设备报告压力相关的信息，或者应用该压力相关的信息以用于调整手持式设备的操作或者应用该压力相关的信息以用于调整手持式设备的操作。

任选地，所检测到的输出基于可压缩元件和至少三个电极之间的电容耦合。

任选地，其中所检测到的输出基于可压缩元件和电极中的每一者之间的电耦合。

任选地，压力相关的信息是施加在笔尖上的力向量，其中该力向量的方向基于来自该至少三个电极的输出中的差异来被检测。

任选地，所检测到的输出基于在杆上传送的信号，其中该杆和可压缩元件被电连接。

任选地，所检测到的输出基于在该至少三个电极中的每一者上传送的信号。

任选地，金字塔结构是包括至少三个壁和由截去塔峰形成的附加表面的截顶的金字塔结构，并且其中该附加表面包括附加电极。

任选地，该方法包括检测来自被定位在第二金字塔结构的壁上的至少三个附加电极的输出，该第二金字塔结构与第一金字塔结构一起形成六面体。

任选地，该方法包括检测来自第一金字塔结构和第二金字塔结构的电极的输出之间的差异，以及基于这些差异提供压力相关的信息。

为了清楚起见在分开的实施例的上下文中描述的本文中所描述的各示例的某些特征还可在单个实施例中被组合地提供。相反，为了简洁起见在单个实施例的上下文中描述的本文中所描述的各示例的各个特征还可单独地或者以任何合适的子组合的形式来被提供，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素的情况下不起作用。

Claims (15)

1.一种手持式设备，包括：

壳体；

包括第一端处的笔尖和第二端处的可压缩元件的细长杆，其中所述可压缩元件包括导电材料，并且其中所述细长杆能相对于所述壳体移动；

金字塔结构，包括至少三个壁和在所述至少三个壁中的每一者上的电极，其中所述金字塔结构被与所述壳体固定或集成在一起，并且其中所述可压缩元件被配置成基于施加在所述笔尖上的力向量来压靠所述电极；以及

电路，所述电路被配置成：

在所述可压缩元件或所述电极上施加信号；

检测来自所述电极的输出；以及

基于所述输出来提供压力相关的信息。

2.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述金字塔结构或所述可压缩元件包括被配置成在所述可压缩元件和所述金字塔结构之间的物理接触期间在所述金字塔结构上的所述电极和所述可压缩元件之间建立电容耦合的隔离材料，其中所述电路被配置成检测所述可压缩元件和所述电极中的每一者之间的电容耦合。

3.根据权利要求1所述的手持式设备，其特征在于，所述电路被配置成检测所述可压缩元件和所述电极中的每一者之间的电耦合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的手持式设备，其特征在于，所述电路被配置成基于来自所述电极的所述输出来检测所述力向量的方向。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的手持式设备，其特征在于，其中所述金字塔结构是包括至少三个壁和由截去塔峰形成的附加表面的截顶的金字塔结构，并且其中所述附加表面包括附加电极。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的手持式设备，其特征在于，包括被布置成形成六面体的一对金字塔结构，所述一对金字塔结构中的每个金字塔结构包括至少三个壁和在所述至少三个壁中的每一者上的电极，其中所述金字塔结构中的每一者被与所述壳体固定或集成在一起，其中所述一对金字塔结构的第一金字塔结构包括孔，并且所述杆被装配穿过所述孔，并且其中所述电路被配置成检测来自所述一对金字塔结构的所述第一金字塔结构和所述第二金字塔结构的电极的输出之间的差异，以及基于所述差异提供压力相关的信息。

7.根据权利要求6所述的手持式设备，其特征在于，所述可压缩元件当所述笔尖不具有施加在它上的力向量时被支持在所述一对金字塔结构的第一金字塔结构上，并且基于所述力向量被推靠在所述一对金字塔结构的所述第二金字塔结构上。

8.根据权利要求6所述的手持式设备，其特征在于，所述可压缩元件当所述笔尖不具有施加在它上的力向量时被压缩在所述第一金字塔结构和所述第二金字塔之间，并且基于所述力向量被推靠在所述一对金字塔结构的所述第二金字塔结构上并且被从下面的金字塔拉开。

9.一种方法，包括：

提供一种包括壳体和能相对于所述壳体移动的细长杆的手持式设备，其中所述细长杆包括第一端处的笔尖和第二端处的可压缩元件，所述可压缩元件包括导电材料；

检测来自至少三个电极的输出，所述至少三个电极的每个电极被定位在金字塔结构的壁上，所述金字塔结构被固定到所述壳体，其中所检测到的所述输出对所述细长杆的移动和所述可压缩材料压靠在所述电极上敏感；以及

基于所述输出向与所述手持式设备通信的计算设备报告压力相关的信息，或者应用所述压力相关的信息以用于调整所述手持式设备的操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所检测到的所述输出基于所述可压缩元件和所述至少三个电极之间的电容耦合。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所检测到的所述输出基于所述可压缩元件和所述电极中的每一者之间的电耦合。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述压力相关的信息是施加在所述笔尖上的力向量，其中所述力向量的方向基于来自所述至少三个电极的所述输出中的差异来被检测。

13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其特征在于，所检测到的所述输出基于在所述杆上传送的信号或在所述至少三个电极中的每一者上传送的信号，其中所述杆和所述可压缩元件被电连接。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其特征在于，其中所述金字塔结构是包括至少三个壁和由截去塔峰形成的附加表面的截顶的金字塔结构，并且其中所述附加表面包括附加电极。

15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法，其特征在于，包括：

检测来自被定位在第二金字塔结构的壁上的至少三个附加电极的输出，所述第二金字塔结构与所述第一金字塔结构一起形成六面体；

检测在来自所述第一金字塔结构和所述第二金字塔结构的电极的输出之间的差异；以及

基于所述差异提供压力相关的信息。