用于自适应触控笔力或压力感测的方法和系统与流程

用于自适应触控笔力或压力感测的方法和系统


背景技术：

1.电子设备，尤其是平板或智能手机，可经由诸如笔或触控笔等手持式外围设备来接受输入，并且然后可担当针对外围设备的主机设备。触控笔可以由用户相对于显示屏手动地握持以向电子设备提供输入。触控笔在显示屏上的位置与显示屏上所描绘的虚拟信息相关。触控笔可采用传感器来测量由用户在触控笔的尖端处对显示屏的表面施加的力或压力的量。所测得的力或压力的量可被传达给电子设备并由该电子设备用来显示数字墨水，其重量(例如，粗细度)取决于检测到的力或压力。


技术实现要素：

2.提供本发明内容以便以简化形式介绍概念的选集，所述概念在以下具体实施方式中被进一步描述。本发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题也不限于解决在此指出的任何或所有缺点的实现。
3.在一些实施例中，本公开涉及一种用于适配触控笔的传感器输出的力或压力数据到用于主机设备处的着墨过程的墨水水平的转换的装置，其中墨水水平的样本在预定时间段内被采集。然后，评估采集到的样本并且响应于该评估的结果而控制转换的至少一个参数，其中该至少一个参数被控制以将墨水水平的样本的概率分布修改成与着墨过程的所需概率分布相匹配。由此，感测到的力或压力数据的因用户而异的概率分布可被匹配到着墨过程的所需概率分布。
4.根据一些实施例的一方面，一种触控笔包括该装置、用于感测力或压力的传感器、以及用于将感测到的力或压力数据转换成用于主机设备处的着墨过程的墨水水平的转换器。
5.根据另一方面，一种主机设备包括上述装置。
6.根据另一方面，一种适配触控笔的传感器输出的力或压力数据到用于主机设备处的着墨过程的墨水水平的转换的方法包括：在预定时间段内采集关于墨水水平的信息；评估采集到的信息；以及响应于该评估的结果而控制该转换的至少一个参数；其中该至少一个参数被控制以将墨水水平的样本的概率分布修改成与该着墨过程的所需概率分布相匹配。
7.除非另外定义，否则这里使用的所有技术和/或科学术语的含义与本领域普通技术人员所共知的一样。尽管与本文所述的方法和材料相似或等效的方法和材料可以用于实践或测试本公开的实施例，但示例方法和/或材料在下文描述。另外，各材料、方法和示例仅是说明性的，而并非旨在进行必要的限制。
8.附图简述
9.为了帮助理解本公开并示出如何实施这些实施例，仅以示例的方式参考附图，附图中：
10.图1是包括触控笔和主机设备的示例系统的示意性框图，
11.图2是示出所需压力概率分布和因用户而异的压力概率分布的示例图，
12.图3是在更换尖端之后的感测适配规程的示意性流程图，
13.图4是包括触控笔和主机设备的具有自适应感测的示例系统的示意性框图，
14.图5是具有自适应感测的示例触控笔的示意性框图，以及
15.图6是具有自适应感测的示例主机设备的示意性框图。
具体实施方式
16.本公开涉及一种用于具有至少一个压力传感器的触控笔的自适应压力或力感测方法。
17.供与电子设备(包括智能手机、平板、手表、台式计算机、游戏设备、可穿戴设备、电视机、视频会议系统等)一起使用的手持式触控笔外设(“触控笔”)可以配备有用于测量对触控笔的尖端施加的力或压力的力或压力传感器。该触控笔可用于将用户输入传达至电子设备(“主机设备”)。一些主机设备包括具有用于感测传送自触控笔(例如，“主动式触控笔”)的信号的内置数字化仪的显示器。在这些电子设备中，用户通过在系统的感测表面(例如，平板和/或触摸屏)上定位并移动该触控笔来与该数字化仪系统交互。该触控笔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。在一些技术中，该触控笔的位置可以基于对该触控笔的电极与数字化仪的一个或多个电极之间的电容耦合的检测来确定。例如，设备显示器可包括具有多个x和y定向的导体或电阻膜的数字化仪以接收从有源笔的电极传送的信号。在一些技术中，为了准确地标识尖端位置，传送电极物理地定位在该触控笔的书写尖端内。
18.触控笔可被归类为被动式触控笔或主动式触控笔。被动式触控笔利用基于沉积在触摸屏传感器上的传感器电极与输入对象(诸如橡胶尖端式触控笔或手指)之间的电容耦合中的改变的感测方法。作为对比，主动式触控笔驱动该触控笔的尖端与触摸屏传感器(例如，数字化仪系统)的电极网格或阵列之间的独特的经调制信号并利用基于传感器电极之间的电容耦合中的改变的感测方法。数字化仪系统基于所发射的信号来检测触控笔的至少一个位置，并且检测到的位置向与数字化仪系统相关联的电子设备(例如，计算设备)提供输入。检测到的位置随后可被解释为用户命令。通常，数字化仪系统与显示屏集成在一起，例如以形成触敏显示设备。
19.主动式和被动式触控笔可以将检测到的压力信息传达至电子设备(例如，主机设备)以用于电子墨水称重。数字墨水的特征之一是力/压力敏感性，这允许触控笔的用户进行线粗细度控制。
20.主动式触控笔可生成可由数字化仪检测的经调制信号。该信号可以用诸如设备标识、操作模式(例如，书写、擦除)、压力/力信息、倾斜信息和其他信息等信息来编码。该信息可被分配到信号的各种位置。
21.被动式触控笔可利用基于沉积在触摸屏传感器上的传感器电极与输入对象(诸如橡胶尖端式触控笔或手指)之间的电容耦合中的改变的感测方法。在此类实现中，被动式触控笔可使用诸如wi-fi、蓝牙等通信协议来将检测到的压力/力信息传达给主机设备。
22.触控笔传送的信息(例如，压力/力信息)可由主机系统(例如，平板、智能手机或其他电子设备)检测并用于提供主机系统的显示器中的功能。例如，主机设备通过可标识的压
力/力信息来检测正处于书写模式的触控笔。主机系统可使用该信息(与通过数字化仪检测到的位置信息相结合地)来显示具有取决于该信号中编码的压力/力信息的粗细度或颜色的数字墨水。例如，轻触可指示应当在设备上绘制相对较细或较浅的线。随着用户增大触控笔上的压力/力，线的重量(例如，暗度或粗细度)可相应地增大。触控笔可因此检测指示触控笔是应绘制还是悬停的二元条件，并且在墨水模式中检测用于指示要绘制的线的重量的压力/力。
23.用于检测触控笔中的压力的力或压力传感器检测在所施加的例如300和350g的力之间的力检测差。此外，力或压力传感器检测所施加的力何时达到着墨激活阈值，诸如举例而言25g或更小。
24.作为示例，触控笔可以准确地检测例如从2到10g的力范围中的力差。类似地，触控笔的用于从悬停模式变为着墨模式的激活力可被设为低力，诸如举例而言2g。由此，触控笔对于供在低力范围(例如，10到30g)中比更高力范围(例如，300g以上)更好地感测力差(例如，一克)的人类使用是理想的。例如，人类极少能够感测到所施加的300和350g力之间的差别，但人类能够感测到5和6g之间的差别。在一些示例实现中，力相关电容响应的灵敏度在可由力/压力传感器检测到的总力范围的力子范围中提高。例如，如果触控笔的力/压力传感器能够检测到0和400g之间的力，则力相关电容响应灵敏度可以在从例如50到100g的子范围中提高。应理解，该力子范围可由用户在生产等期间配置，并且设想到其他范围和子范围。
25.图1是包括主机设备(例如，触敏显示设备20)和具有压力传感器120的触控笔10的示例系统的示意性图示。触控笔10的压力传感器120被配置成感测施加到其尖端部分的压力或力，并且触控笔10能够将压力传感器120的输出数据(例如，所测得的压力或力数据)传送至主机设备20。主机设备20包括触摸屏(ts)22(触敏显示器)和用于控制该触摸屏22的操作系统(os)。
26.然而，不同的用户可以对触控笔10施加不同范围的力或压力，以使得默认设置无法在主机设备20处提供足够的线粗细度控制，如在下文中结合图2解释的。
27.图2示出了具有由触控笔报告并指示压力传感器120测得的力/压力的触控笔输出值的所需概率分布dpd和因用户而异的概率分布upd的示例的示图。该示图中的水平轴指示从主动式触控笔10传送至主机设备20的所报告的输出值(rp)(例如，所报告的力或压力值)，并且垂直轴指示所报告的输出值的概率。根据该系统的默认设置，所报告的输出值被限于所报告的输出值的可用范围(arr)。注意到触控笔10的所报告的输出值也可直接指示墨水粗细度值或水平，其规定响应于触控笔10的绘图移动而显示在触摸屏22处的墨水的粗细度、颜色或暗度。
28.如可以从图2中收集到的，所需概率分布dpd对应于位于所报告的输出值的可用范围的中心的高斯分布。这确保用户对触控笔10施加的压力或力的整个范围可被恰当地转换成触摸屏22上的墨水参数(例如，墨水粗细度、颜色、暗度等)的对应范围。然而，在图2所示的情形中，从示例用户获取的因用户而异的概率分布upd与所需概率分布dpd不匹配，因为示例用户施加的平均力或压力太高。结果，主机设备20的触摸屏22上(例如由操作系统30的绘图应用)生成的墨水的所控制的墨水参数太高(例如，墨水线太厚)并且与对触控笔10施加的力或压力的因用户而异的范围不匹配。根据因用户而异的概率分布，比因用户而异的
概率分布upd的中心中的最可能力或压力值更高的所有力或压力值位于饱和区域中并因此被转换成主机设备20的墨水参数的最高可用值。结果，被显示在触摸屏22上的墨水线将不恰当地反映示例用户施加的力或压力的变化。在未适当地适配力或压力感测和/或报告的情况下，用户满意度将下降，因为所报告的输出值将位于主机系统20的饱和区域中或者将至少不恰当地在其力或压力信息中变化。
29.因此，提出了一种感测适配方法，藉此能修改(例如，移位和/或扩展)因用户而异的概率分布upd以便与所需概率分布dpd相匹配，如由图2中的虚线箭头指示的。
30.图3是根据一示例的感测适配规程的示意性流程图。
31.初始感测操作s310检测对触控笔10的尖端施加的力/压力。感测操作s310可由触控笔10中的力/压力传感器120来执行。然后，转换操作s320将感测到或测得的力/压力转换成输出信号(输出数据)，该输出信号表示检测到的力/压力并由主机系统20的操作系统(例如，绘图或画图应用)用来构造由触控笔10在主机设备20的屏幕上绘制的线。在一示例中，触控笔10的力/压力传感器120可被配置成检测可由转换操作s320转换成用于着墨过程(即，数字墨水)的多个力/压力相关输出等级(例如，二进制编码情形中的1024(即，10位编码)或2048(11位编码)或4096(12位编码)等)的0到700g的力范围。等级之间的距离(步长)可以是对数的，以实现所需灵敏度。
32.由此，转换操作s320用于将感测到的力/压力(原始数据)转换成向主机设备20报告(例如，与触控笔10的位置数据(x、y坐标)和/或倾斜数据一起)的经适配的力/压力或着墨水平(输出数据)。
33.该转换操作s320最初可被配置成通过增大相对于较高力/压力范围的低力/压力范围中的力/压力相关响应来修改力/压力传感器120的力/压力相关响应。该修改可由通信地连接到力/压力传感器的力/压力响应电路或由信号处理程序的相应力/压力响应子例程来执行。在一些示例中，修改操作可修改可由触控笔10检测到的总力范围(例如，0到500g)的子力范围(例如，50到100g)中的力/压力相关响应灵敏度。在一些示例中，力/压力响应电路可被包括在力/压力传感器120中。在其他实现中，力/压力响应电路或子例程可以通信地连接到力/压力传感器120和后处理组件(例如，模数转换器、采样模块、处理器、微处理器、数字化仪信号发生器)之间的信号路径。
34.此外，转换操作s320可被配置成将经修改响应转换成数字信号。该转换可由模数转换器执行。为此，采样操作对经转换信号进行采样，这可由采样模块或子例程执行。
35.此外，转换操作s320可被配置成确定操作信息。操作信息可包括可基于在触控笔10处检测到的按钮激活来确定的操作模式(例如，书写、擦除、书写用具、颜色等)。转换操作s320然后可被配置成例如基于所采样的信号和所确定的操作信息来生成表示检测到的力/压力的输出信号或数据(例如，着墨信号)。
36.在后续采集操作s330中，表示触控笔10的力/压力传感器120感测到的力或压力的经转换输出信号值或数据可被持续地或间歇性地监视和采集，例如，以获取经转换的用户施加的力或压力的直方图。采集到的输出信号值或数据的历史然后通过评估操作s340来被评估，例如参照其相比于根据默认或当前设置的所需概率分布的概率分布(例如，如图2所示)。
37.然后，在后续决策操作s350中，决定是否需要调整或适配转换操作s320的转换设
置以将实际所报告的输出值或数据的概率分布与所需概率分布(即，用于主机设备20的操作系统的着墨过程的可用值(水平)范围)相匹配。如果由于足够匹配而无需调整，则该规程回跳至感测操作s310并再次开始。否则如果需要调整(例如，如果采集到的所报告的输出值的概率分布的至少一个参数(例如，范围或宽度)与所需概率分布的对应参数之间的偏差超过预定绝对或相对阈值)，则该规程继续至适配操作s360，其中修改或适配转换操作s320的至少一些转换参数(如由图3中的箭头指示的)。
38.在替代示例中，评估、决策和适配操作s340-360可基于各种数学准则，从而导致最终优化不同方面中的拟合或匹配。例如，可以匹配直方图的平均值(例如，第1个矩)以具有相同的值，可以匹配中值(例如，第50个百分位数)或任何其他百分位数(例如，直方图的最大/最小值(第0/100个百分位)，可以同时匹配几个百分位数(例如，使用直方图均衡化技术)，可以匹配直方图的二阶(方差)和/或更高阶矩，以上的任意组合。
39.在各示例中，适配规程s360可涉及数学变换，诸如添加偏移量(常数值)、缩放(乘以常数值)、应用本质上也涵盖偏移和缩放变换的多项式变换、或应用非线性变换(例如，对数、指数、三角函数、可用于表示复杂转换的任一组正交基函数，等等)。
40.在一示例中，评估操作s340的结果可用于检测个体类型的触控笔的统计特性力/压力分布(例如，由触控笔的身份(id)确定)以使得主机设置与笔设置适配。
41.在一示例中，评估操作s340的结果可用于检测触控笔10的特定用途类型(例如，绘图或书写或指点/轻击操作(如同鼠标的用途))的统计特性力/压力分布，以使得转换操作s320和/或着墨过程的设置与触控笔10的这种用途类型适配。例如，不同的直方图可被采集以用于不同的着墨上下文，以使得不同的转换特性被应用于不同的着墨上下文。此类着墨上下文可包括“书写”(字母、数字等)、“绘图”(更长的笔划)或“屏上图标的用户交互”(将笔用作控件(如同鼠标)以移动对象或应用选择(轻击图标等))。由此，用于不同的着墨上下文的不同响应特性可被提供给用户或者供用户选择。
42.在一示例中，转换、采集、评估、决策和适配操作s320到s360可以在具有不同评估准则(例如，不同阈值和/或其他匹配参数)的不同力/压力子范围中执行。
43.适配操作s360可被配置成适配用于传感器输出数据的转换操作s320的低级硬件或软件以便以高灵敏度捕捉到预定应用范围(即，所报告的输出值的可用范围)。适配操作s360可基于在评估操作s340中应用的直方图均衡化技术并且可以(例如，由其操作系统30)在主机设备20处完成或者(例如，由内置控制单元)在触控笔10处完成，如稍后基于相应实施例解释的。
44.在一示例中，如果适配操作s360在主机设备20处完成，则对触控笔10的硬件或软件设置的适配可通过以下操作来完成：例如通过无线连接(例如，低功耗蓝牙(ble)、近场通信(nfc)、其他射频(rf)或无线通信)从主机设备20向触控笔10传递相应控制信息，包括例如关于触控笔10的压力传感器120应感测的力或压力范围和/或关于例如多个子范围中的每一者中的所需灵敏度的指令。触控笔10的感测硬件或软件是可配置的，并且可被适配至不同范围和/或跨这些范围的灵敏度。由此，对于用户施加的单独的因用户而异的力或压力范围可实现高灵敏度。
45.在一示例中，感测报告可由触控笔10处的感测操作s310来创建并被传送至主机系统20的操作系统22。这些感测报告可遵循从原始力/压力测量到所输出的力/压力测量的不
同变换，如由转换操作s320定义的。各技术(如直方图均衡化)在适配操作s360中可用于将用户施加的力/压力的范围和分布转换成(例如，由主机设备20的操作系统22支持的)力/压力的所需范围，从而导致所显示的墨水具有线粗细度或暗度的良好的可察觉变化。
46.直方图是在预定时间段内感测到的力/压力的强度分布的图形表示。简言之，它表示在预定时间段期间采集到的每个力/压力强度值的输出数据样本的数值。直方图均衡化是用于改进由主机设备20的操作系统创建的显示在屏幕上的墨水的对比度的处理技术。该技术可通过以下操作来实现此效果：有效地扩展和/或移位所报告的经转换力/压力强度值，以使得所报告的经转换力/压力强度值与主机设备20的操作系统的所显示的墨水的水平的可用范围适配，并由此在可用力/压力相关输出数据由接近的对比度值表示或相对于默认设置移位时提高所显示的墨水的全局对比度。在一示例中，适配或映射可以对某一百分比的采集数据(例如，10％、20％等)执行以将这一百分比的输入数据(即，原始数据)映射到相同百分比的输出数据(即，水平)。在一示例中，该转换可以是对数转换和/或压缩。
47.采集操作s330的时间窗口不应太快以允许设置渐进地适配触控笔10的用户操作。在一示例中，适配操作s360可以在用户的绘图和/或书写操作期间被停用。
48.在一些示例实现中，用户可配置、选择或训练力或压力灵敏度。例如，当将触控笔10与主机设备20配对时，触控笔10(或主机设备20)可发起力/压力训练过程。这一过程可包括用户在主机设备20上“书写”并选择性地配置转换操作s320的补偿参数。在此训练过程后，用户可立即以正确的设置开始，其中他/她的个人力/压力概率分布与所需概率分布相匹配并且在他的书写、绘图或指点过程期间被持续地或间歇性地适配。这一配置可包括例如通过改变电容响应来配置力响应电路。
49.转换、采集、评估、决策和适配操作s320到s360中的至少一些可以分别由数字化仪信号发生器、采样模块、处理器、微处理器单元、模数转换器、力响应电路来执行，和/或力传感器可以在片上系统(soc)、专用集成电路(asic)、微处理单元等中实现。
50.图3的操作可以持续地或间歇性地重复。在一些实现中，所生成的着墨信号是被传递至主机设备20的数字化仪的数字化仪信号。在其他实现中，着墨信号可经由蓝牙、wi-fi等传递至主机设备20。
51.图4是包括触控笔10和主机设备20的具有自适应感测的示例系统的示意性框图。
52.触控笔10包括无线通信单元(wcu)170。无线通信单元170被配置成经由蓝牙、wi-fi、近场通信(nfc)等来与就在身边20通信。无线通信单元170可包括用于从主机设备20处的无线通信单元(wcu)270接收通信命令、配对请求等的接收机。触控笔10进一步包括电源(未示出)，该电源可包括用于为触控笔10的各种组件供电的电池。电池可以是可充电的、可替换的、可抛弃的、等等。
53.在一些示例中，触控笔可附加地或替代地通过例如通用串行总线(usb)连接来连线到主机设备20并且经由这一连接与该主机设备通信。
54.触控笔10还可以包括一个或多个处理单元(例如，控制器(ctrl))160，其具有用于板载存储用户文件、用户说明书等的存储器(mem)。存储器可以是有形的处理器可读存储器并且可以存储用于通过主机设备20进行通信和数字着墨的处理器可读指令。触控笔10可包括显示器(未示出)，该显示器可以向用户显示以下各项中的任一项：电池的电量状态、当前无线信号强度、或者与被配置成从触控笔10接收用户输入的电子设备相关的其他信息。
55.触控笔10进一步包括数字化仪信号发射机(dtx)150、模数转换器(adc)130、以及具有可选的力或压力响应电路(未示出)的力或压力传感器(ps)120，这些可以与处理单元160一起被统称为着墨系统。着墨系统可包括其他组件，诸如采样器。着墨系统检测对触控笔尖端110施加的力或压力，可选地提高力或压力灵敏度，将检测到的力或压力转换成输出信号(例如，所报告的(着墨)水平)rp并将输出信号rp传递至主机设备2处的数字化仪(未示出)以用于数字着墨。
56.数字化仪信号发射机150可包括用于向主机设备20传递数字化仪信号(即，所报告的输出信号rp)的一个或多个天线。天线可被配置在该设备内部，作为触控笔10的触控笔主体的一部分、作为触控笔尖端110中的夹子(未示出)。由此，数字化仪信号(即，所报告的输出信号rp)被传递至天线以供传输。
57.具体而言，力或压力传感器120检测施加到触控笔尖端110的力或压力。力或压力传感器120可以是流体压力力传感器、电阻力传感器、磁力传感器、或者检测施加到触控笔尖端110的力或压力并输出表示检测到的力或压力的力或压力相关响应的任何其他类型的传感器。力或压力传感器120输出的信号可以是可从中导出电容或其他参数的电压。这一导出的参数可以因变于检测到的力或压力。在一些示例中，来自力或压力传感器120的导出的参数在某些力或压力范围内可能是不合适的。例如，在施加到触控笔尖端110的0到10g之间，力或压力传感器120可能无法分辨或表示区别。施加到触控笔尖端110的两克力的电容响应以及施加到触控笔尖端110的六克力的电容响应可能没有明显不同。在一些实现中，此类不同力中的传感器响应可能噪声太大以至于无法分辨所施加的力的区别。
58.力或压力响应电路可以按各种方式实现，诸如分立电路或微处理单元的一部分。它可以是力或压力传感器120的一部分。
59.因变于电容或另一传感器参数而表示力或压力的信号被从力或压力传感器120传递至模数转换器130。可选的力或压力响应电路可以例如通过增大相对于所生成的信号中的较高力范围的该信号的低力范围中的灵敏度响应来修改该信号。由此，由于力响应电路，因此信号比没有力响应电路的实现更清楚地反映较低力范围内的力。该信号的不同值可表示例如所施加的2g力和所施加的5g力。经修改信号由模数转换器130来转换成数字信号。经转换信号可被采样以生成表示所施加的力或压力的一系列值。
60.表示施加的力或压力的值现在被输入到自适应转换器(conv)140，该自适应转换器被配置成适配表示所施加的力或压力控制的经采样值的范围和灵敏度中的至少一者以便与数字化仪系统的可用值范围相匹配，如结合图3的转换操作s320描述的。为此，用于控制表示所施加的力或压力的经采样值的范围和/或灵敏度的转换指令conv-ins可以从主机设备20的采集器和评估器(col/ev)280经由相应的无线通信单元270、170信令通知给处理单元160或直接给自适应转换器140。在第一种情形中，信令通知的转换指令conv-ins由处理单元160转换成适用于自适应转换器140的控制输入。在后一种情形中，自适应转换器140被配置成直接接受在主机设备20处生成的转换指令conv-ins。
61.转换指令conv-ins在主机设备20的采集器和评估器280处例如基于在某一时间段内采集到的所报告的输出信号样本rp的历时分布与主机设备20处的着墨系统的可用值范围(例如，图2所示的范围(arr))的比较来生成，如结合图3的采集、评估、决策和适配操作s330到s360描述的。
62.在一示例中，转换指令conv-ins可控制自适应转换器140执行对表示所施加的力或压力的一系列值的加法或减法修改(例如，通过加上或减去预定补偿值)以通过移位操作匹配所需值范围(例如，如图2中的虚线箭头所指示的)。附加地或替代地，转换指令conv-ins可控制自适应转换器140执行对表示所施加的力或压力的一系列值的乘法修改(例如，通过乘以预定补偿值)以通过扩展(扩大)或缩小(压缩)操作来将值灵敏度(例如，范围宽度)匹配至所需值灵敏度。将会注意，以上示例也适用于图3所示的规程的转换操作s320。
63.自适应转换器140的输出处的自适应地转换的样本然后可被编码成数字化仪信号(即，所报告的输出信号rp)并由数字化仪信号发射机150传送至主机设备20的数字化仪处的触控笔信号接收机(srx)250。在主机设备20处，接收到的信号(即，触控笔10的所报告的输出信号rp)被检测到并被转发至墨水控制单元(ink-ctrl)应用或单元(例如，绘图应用或单元)210，其中该信号被用来在触控笔10的所确定的位置处以对应于所适配和所报告的力、压力或着墨水平的重量(例如，粗细度或暗度)或其他墨水参数来生成数字墨水。
64.附加地，接收到的信号(即，触控笔10的所报告的输出信号rp)被提供给采集器和评估器280，其中预定时间段中的样本被持续地或间歇性地采集并至少暂时存储(例如，在随机存取存储器中)以供参照其相比于对于着墨过程是可接受的水平的可用值范围的范围和灵敏度(例如，范围宽度)进行组合评估。如果采集器和评估器280确定所报告的样本的值的范围和灵敏度中的至少一者偏离可用范围超过预定绝对或相对阈值量，则采集器和评估器280生成并反馈对应的转换指令conv-ins以控制触控笔10处的自适应转换器140修改表示所施加的力或压力的一系列值以更好地与用于数字墨水的值(水平)的可用范围相匹配。
65.力或压力传感器120、模数转换器130、自适应转换器140、处理单元160、采集器和评估器280以及触控笔10和主机设备20的其他系统组件(诸如采样器)可以在专用集成电路(asic)、片上系统(soc)、微处理单元等中实现。
66.在一些示例实现中，诸如在被动式触控笔不包括数字化仪信号发射机150的情况下，检测到并经转换的力或压力输出样本可通过使用具有诸如蓝牙、nfc、wi-fi等另一通信协议(例如，不同于数字化仪信号)的其他通信单元(例如，无线通信单元170、270)来传递至主机设备20。主机设备20然后可接收具有经编码并经自适应转换的力或压力样本以及检测到的位置(例如，通过在显示器检测到的电容变化)的输出以生成具有取决于该力或压力的重量或其他墨水参数的数字墨水。
67.模数转换器130、自适应转换器140、采样器、数字化仪信号发射机150、处理单元160和/或无线通信单元170可被统称为着墨电路。
68.触控笔10可包括用于改变触控笔的操作模式的一个或多个按钮(未示出)。例如，当按钮被按压时，传递给主机设备的信号可告知主机设备触控笔10处于擦除模式。此外，此类操作模式可指示数字墨水的颜色、书写模式(例如，虚线)、书写用具(例如，刷子、钢笔、记号笔、铅笔)。设想其他操作模式。检测到的力或压力可以在不同的操作模式下指示。例如，当在擦除模式中时，检测到的力或压力可指示擦除粗细度。按钮还可用于发起与主机设备20的设备配对。
69.因为触控笔100被配置成将所报告的力或压力差的分布更准确地匹配到主机设备20处的着墨过程的水平的可用值范围，所以检测到的力/压力和检测到的力/压力的变化可被准确地转换成墨水参数以及墨水参数的变化。
70.在各示例中，触控笔主体可以由适于包封本文中描述的各组件的材料形成。触控笔主体可以由例如但不限于以下各项形成：塑料、橡胶、金属、碳纤维等、和/或其任何组合。
71.图5是具有集成式自适应感测的示例触控笔10的示意性框图，其中采集和评估操作由在触控笔10内提供的采集器和评估器180来执行。注意，具有等同于图4中的附图标记的附图标记的框具有相同或相似的功能和结构并因此在此不再描述。
72.因此，在图5的实施例中，报告给主机设备(未在图5中示出)的数字化仪的输出信号rp在触控笔10处被采集并评估，以使其能由该主机设备的操作系统(例如，绘图应用)在不在该主机设备处采集和评估的情况下使用。因此，任何常规主机系统都可用于操作具有自适应转换的增强型触控笔。触控笔的采集器和评估器180的结构和功能可对应于以上结合图4描述的采集器和评估器280的结构和功能。
73.与图4的实施例相反，触控笔的自适应转换器140的输出处的经自适应转换的样本现在不仅被提供给数字化仪信号发射机150，而且被提供给采集器和评估器180，其中预定时间段内的样本被持续地或间歇性地采集并至少暂时存储(例如，在随机存取存储器中)以供参照其相比于着墨过程的值的可用值范围的范围和灵敏度(例如，范围宽度)进行组合评估。如果采集器和评估器180确定所报告的样本的值的范围和灵敏度中的至少一者偏离可用范围达预定绝对或相对量，则采集器和评估器280向处理单元160提供对应信息，处理单元160响应性地生成对应的转换指令conv-ins并将其反馈给自适应转换器140以修改表示所施加的力或压力的一系列值，以更好地与用于数字墨水的值(水平)的可用范围相匹配。作为替代，采集器和评估器180可以自己生成转换指令conv-ins并将其提供给自适应转换器140。作为另一替代，采集器和评估器180可由处理单元160实现，以使得历史样本的采集和评估由处理单元160执行。
74.在图5的实施例下，具有自适应感测(即，通过对感测到的力或压力进行自适应转换)的经修改的触控笔10能够有利地与任何常规主机设备相结合地使用，只要触控笔设置(例如，着墨水平的范围和/或灵敏度)被适配到主机设备20的墨水参数。
75.图6是具有自适应感测的示例主机设备20的示意性框图。在此，自适应感测通过对触控笔(未在图6中示出)的未适配的所报告的感测数据rp进行自适应转换来实现，以便与着墨过程的可用值(水平)相匹配。注意，具有等同于图4中的附图标记的附图标记的框具有相同或相似的功能和结构并因此在此不再描述。
76.在图6的实施例中，主机设备20包括图4的采集器和评估器280以及对应于图4和5的自适应转换器140的自适应转换器240这两者。由此，未适配的所报告的输出信号或数据(例如，着墨水平)rp可由触控笔输出至主机设备20的数字化仪。这些未适配的所报告的信号被提供给自适应转换器240并且也由主机设备20处的采集器和评估器280来采集和评估，以使其能够在主机设备20处被自适应地转换并且然后被提供给操作系统(例如，绘图应用)。在该实施例中，采集器和评估器280可以从多个不同触控笔10获取经转换的输出数据(举例而言，例如经由云存储和处理)，并且该转换然后可基于不同触控笔的采集到的输出数据的组合(例如，求平均或统计评估)。
77.与图4的实施例相反，触控笔不需要包括自适应转换器，以使得可使用任何常规触控笔，同时仍获得以下优点：着墨过程被匹配到触控笔的用户的个人力/压力施加特性。采集器和评估器280持续地或间歇性地采集并至少(例如，在随机存取存储器中)暂时存储预
定时间段内的未适配样本，以供参照其相比于着墨过程的值的可用值范围的范围和灵敏度(例如，范围宽度)进行组合评估。如果采集器和评估器280确定所报告的样本的值的范围和灵敏度中的至少一者偏离可用范围达预定绝对或相对量，则采集器和评估器280生成对应的转换指令conv-ins以控制主机设备20处的内部自适应转换器240修改表示所施加的力或压力的接收到的一系列值，以更好地与用于数字墨水的值(水平)的可用范围相匹配。
78.将明白，以上实施例仅以示例的方式描述。
79.更一般地，根据本文公开的一方面，提供了一种用于适配在触控笔处感测到的力或压力到用于主机设备处的着墨过程的经转换输出的转换的装置，该装置包括用于在预定时间段内采集经转换输出的样本的采集器；以及用于评估采集到的样本的评估器，其中该评估器被适配成响应于该评估的结果而控制该转换的至少一个参数。
80.在各实施例中，该装置包括用于将经转换输出传送至该主机设备的数字化仪以指示墨水粗细度值的发射机。
81.在各实施例中，该评估器被适配成控制该至少一个参数以将该经转换输出的采集到的样本的概率分布修改成与该着墨过程的所需概率分布相匹配。
82.在各实施例中，该评估器被适配成决定该至少一个参数将在采集到的样本的概率分布的至少一个参数与所需概率分布的对应参数之间的偏离超过预定阈值的情况下被调整。
83.在各实施例中，采集器被适配成持续地或间歇性地采集经转换输出的样本以获取表示在该触控笔处感测到的力或压力的数据的直方图。
84.在各实施例中，该评估器被适配成基于直方图均衡化技术来执行该控制。
85.在各实施例中，该评估器被适配成通过以下操作来实现该直方图均衡化技术：扩展和/或移位该经转换输出的采集到的样本的强度以将采集到的样本的强度范围适配到该主机设备的所显示的墨水的水平的可用范围。
86.在各实施例中，该评估器被适配成基于统计特性力或压力分布来检测触控笔的个体类型。在一具体示例中，该评估器可被进一步适配成基于触控笔的检测到的特定用途类型来控制该转换的至少一个参数。
87.在各实施例中，该评估器被适配成基于统计特性力或压力分布来检测触控笔的特定用途类型。
88.在各实施例中，该采集器和评估器被适配成在具有不同评估准则的不同的力/压力子范围中执行采集和评估。
89.根据本文公开的另一方面，提供了一种包括根据本文公开的任一实施例的装置的触控笔、用于感测力或压力的传感器、以及用于将感测到的力或压力转换成用于主机设备处的着墨过程的经转换输出的转换器。
90.根据本文公开的另一方面，提供了一种包括根据本文公开的任一实施例的装置的主机设备。在各实施例中，采集器可被适配成从多个不同触控笔采集经转换输出的样本，其中该评估器被适配成基于不同触控笔的样本的组合来控制该转换的至少一个参数。
91.在各实施例中，主机设备包括用于将感测到的力或压力转换成用于主机设备处的着墨过程的经转换输出的转换器。
92.根据本文公开的另一方面，提供了一种适配在触控笔处感测到的力或压力到用于
主机设备处的着墨过程的经转换输出的转换的方法，该方法包括：在预定时间段内采集关于该经转换输出的信息；评估采集到的信息；以及响应于该评估的结果而控制该转换的至少一个参数。
93.根据本文公开的又一方面，提供了一种实现在计算机可读存储上的计算机程序，该计算机程序包括配置成当在一个或多个处理器上运行时执行本文公开的任一实施例的方法的代码。
94.本文描述的示例和实施例可被实现为一个或多个计算机系统中的逻辑步骤。逻辑操作可被实现为：(1)在一个或多个计算机系统中执行的处理器实现的步骤的序列；以及(2)一个或多个计算机系统内的互连机器或电路模块。该实现是取决于用于实现的计算机系统的性能要求的选择问题。因此，组成在此描述的各示例或实施例的逻辑操作可被不同地称为操作、步骤、对象、或模块。此外，应该理解，逻辑操作可以以任何顺序执行、按需添加或忽略，除非明确地声明，或者按由权利要求语言固有地要求特定的顺序。
95.一旦给出本公开，对本领域技术人员而言，所公开的技术的其他变型和应用可变得明显。本公开的范围不限于上述实施例，而仅由所附权利要求来限定。