本公開涉及具有用于表面采樣的光學(xué)傳感器的電子設(shè)備。一種諸如觸控筆的設(shè)備可以具有顏色傳感器。該顏色傳感器可以具有顏色感測光檢測器，該顏色感測光檢測器具有多個(gè)光電探測器，每個(gè)光電探測器測量光的不同的相應(yīng)顏色通道。該顏色傳感器還可以具有光發(fā)射器。該光發(fā)射器可以具有可調(diào)光譜。可以使用諸如利用顏色環(huán)境光傳感器獲得的環(huán)境光顏色測量結(jié)果等信息在顏色感測測量期間調(diào)整光譜，該顏色環(huán)境光傳感器具有多個(gè)光電探測器，這些光電探測器各自測量不同的相應(yīng)顏色通道的光。可使用慣性測量單元在顏色測量期間測量觸控筆與外部對(duì)象之間的角取向。也可以使用在顏色感測期間調(diào)制光發(fā)射器的布置。可以將來自觸控筆的測量結(jié)果無線地傳輸?shù)酵獠垦b備。無線地傳輸?shù)酵獠垦b備。無線地傳輸?shù)酵獠垦b備。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
具有用于表面采樣的光學(xué)傳感器的電子設(shè)備
[0001]本專利技術(shù)大體上涉及電子系統(tǒng)，并且更具體地涉及具有電子設(shè)備諸如觸控筆設(shè)備的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]電子設(shè)備(諸如計(jì)算機(jī))可使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)和其他輸入附件來控制。諸如平板電腦的一些設(shè)備具有觸敏顯示器。可使用諸如計(jì)算機(jī)觸控筆的輸入設(shè)備與觸敏顯示器交互。例如，觸控筆的用戶可以在顯示器上進(jìn)行繪制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0003]一種諸如觸控筆的設(shè)備可以具有顏色傳感器。該顏色傳感器可用于對(duì)外部對(duì)象的表面的顏色進(jìn)行采樣。還可以對(duì)對(duì)象的外觀進(jìn)行紋理測量和/或其他測量。來自觸控筆的測量結(jié)果可以無線地傳輸?shù)街T如平板電腦的配套設(shè)備(例如，使得采樣的顏色或其他屬性可以用于繪圖程序或其他軟件)。
[0004]該顏色傳感器可以具有顏色感測光檢測器，該顏色感測光檢測器具有多個(gè)光電探測器，每個(gè)光電探測器測量光的不同的相應(yīng)顏色通道。該顏色傳感器還可以具有光發(fā)射器。該光發(fā)射器可以具有可調(diào)光譜。可以使用諸如環(huán)境光顏色測量結(jié)果等信息在顏色感測測量期間調(diào)整光譜。也可以使用在顏色感測期間調(diào)制光發(fā)射器的強(qiáng)度的布置。
[0005]可使用慣性測量單元在顏色測量期間測量觸控筆與外部對(duì)象之間的角取向。可以使用以掠射角撞擊外部對(duì)象的表面的光來測量紋理。來自觸控筆的測量結(jié)果，諸如顏色傳感器測量結(jié)果、紋理測量結(jié)果和相關(guān)聯(lián)的角取向測量結(jié)果可以無線地傳輸?shù)酵獠垦b備。
附圖說明
[0006]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有電子設(shè)備的例示性系統(tǒng)的透視圖。
[0007]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的例示性系統(tǒng)的示意圖。
[0008]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的帶有顏色傳感器的例示性電子設(shè)備的側(cè)視圖。
[0009]圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有安裝在細(xì)長電子設(shè)備的尖端部分中的光學(xué)部件的例示性電子設(shè)備的側(cè)視圖。
[0010]圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有安裝在設(shè)備外殼的軸部分中并且使用光導(dǎo)光學(xué)耦合到設(shè)備的尖端部分的光學(xué)部件的例示性電子設(shè)備的側(cè)視圖。
[0011]圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的來自傳感器的例示性輸出的曲線圖，示出了如何利用該傳感器檢測到設(shè)備移動(dòng)和針對(duì)目標(biāo)的輕擊。
[0012]圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的例示性電子設(shè)備的側(cè)視圖，該電子設(shè)備具有發(fā)光設(shè)備和被配置為測量目標(biāo)表面上的紋理的對(duì)應(yīng)光傳感器。
[0013]圖8是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的電子設(shè)備的例示性尖端部分的端視圖。
[0014]圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的在表面采樣期間相對(duì)于目標(biāo)表面的表面法線移動(dòng)一系
列角度的例示性電子設(shè)備的側(cè)視圖。
[0015]圖10和圖11是根據(jù)實(shí)施方案的在電子設(shè)備相對(duì)于表面傾斜時(shí)的例示性照射和檢測覆蓋區(qū)域的圖。
[0016]圖12是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的使用系統(tǒng)所涉及的例示性操作的流程圖。
[0017]圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的具有紋理傳感器的例示性電子設(shè)備的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
[0018]本專利申請(qǐng)要求2021年6月28日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?7/361,144的優(yōu)先權(quán)，該美國專利申請(qǐng)據(jù)此全文以引用方式并入本文。
[0019]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)可以使用輸入
?
輸出設(shè)備來采集用戶輸入。例如，可以使用有時(shí)稱為數(shù)字鉛筆、電子筆、觸控筆設(shè)備等的計(jì)算機(jī)觸控筆在平板電腦中的觸摸屏上進(jìn)行繪制。還可以使用計(jì)算機(jī)觸控筆在不包含顯示器的繪圖板表面進(jìn)行繪制。例如這些的輸入
?
輸出設(shè)備可以與外部設(shè)備無線地交互。例如，計(jì)算機(jī)觸控筆可以使用位于觸控筆的尖端處的一個(gè)或多個(gè)電極來生成交流(AC)電磁信號(hào)，這些AC電磁信號(hào)由平板電腦中的電容觸摸傳感器檢測(例如，以確定設(shè)備的尖端相對(duì)于觸摸傳感器的位置)，計(jì)算機(jī)觸控筆還可以使用例如鏈路或其他無線通信鏈路之類的無線局部連接以在輸入
?
輸出設(shè)備與平板電腦之間傳送信息。如果需要，計(jì)算機(jī)觸控筆可以具有無線功率接收電路，該無線功率接收電路允許計(jì)算機(jī)觸控筆中的電池?zé)o線地充電(例如，使用感應(yīng)充電)。
[0020]圖1中示出了具有輸入設(shè)備諸如計(jì)算機(jī)觸控筆的例示性系統(tǒng)。如圖1所示，系統(tǒng)8可以包括輸入設(shè)備諸如設(shè)備10(例如，計(jì)算機(jī)觸控筆)和另外的電子裝備諸如設(shè)備24(例如，平板電腦、蜂窩電話或具有顯示器的其他設(shè)備)。設(shè)備24的顯示器34可以是觸敏的。例如，顯示器34可以包括二維電容式觸摸傳感器陣列，該陣列與被配置為顯示圖像的像素陣列重疊。設(shè)備10的尖端T處的電極可以發(fā)射電磁信號(hào)，該電磁信號(hào)由顯示器34的觸摸傳感器檢測。這允許使用尖端T在屏幕34上繪制屏幕上物品，諸如線52(例如，使用繪圖程序或在設(shè)備24上運(yùn)行的其他軟件)。來自尖端T的信號(hào)也可以用于制作菜單選擇，以操縱在系統(tǒng)8中的其他設(shè)備上顯示的視覺內(nèi)容，和/或可以以其他方式用于向系統(tǒng)8提供計(jì)算機(jī)觸控筆輸入。設(shè)備10可以包括用于與設(shè)備24中的對(duì)應(yīng)無線通信電路通信的無線電路(例如，通過鏈路或其他無線鏈路)。使用此無線鏈路，設(shè)備10可以例如將傳感器測量結(jié)果從設(shè)備10傳送到設(shè)備24以控制設(shè)備24或者可以以其他方式將輸入提供到系統(tǒng)8。
[0021]設(shè)備10可以具有形成計(jì)算機(jī)觸控筆軸的細(xì)長外殼，或者可以具有其他合適的外殼結(jié)構(gòu)。圖1的設(shè)備10可以包括顏色傳感器或其他光學(xué)傳感器，諸如光學(xué)傳感器54。傳感器54可用于測量目標(biāo)對(duì)象諸如對(duì)象50的顏色和其他光學(xué)特性(例如，傳感器54可以測量對(duì)象50的表面的紋理、反射率、顏色坐標(biāo)和/或其他光學(xué)性質(zhì))。為了進(jìn)行測量，傳感器54包括顏色敏感光檢測器。顏色感測光檢測器可以具有多個(gè)光電探測器，每個(gè)光電探測器對(duì)不同波長帶中的光敏感。傳感器54還可以包括用于照射對(duì)象50的任選照射系統(tǒng)。
[0022]傳感器54可以在諸如用作平板電腦書寫儀器的計(jì)算機(jī)觸控筆設(shè)備中使用，或者可以在鉛筆形設(shè)備或不能夠向平板電腦提供書寫輸入的其他設(shè)備(例如，獨(dú)立的觸控筆或不用于在平板電腦的表面上書寫的其他電子設(shè)備)中使用。其中設(shè)備10C為計(jì)算機(jī)觸控筆的例示性配置在本文中有時(shí)作為示例來描述。
[0023]傳感器54可以位于設(shè)備10的尖端T處、在設(shè)備10的相對(duì)末端E處和/或設(shè)備10中的其他地方，諸如在沿著設(shè)備10的軸B的位置處。有時(shí)可以稱為圓柱形外殼的軸B可以形成設(shè)備10的外殼的細(xì)長主體部分，該細(xì)長主體部分在尖端T與末端E之間延伸。末端E有時(shí)可以被稱為帽蓋。尖端T有時(shí)可以被稱為書寫尖端、指向尖端等。在傳感器54位于尖端T或末端E處的配置中，傳感器54可以發(fā)射光并且局部測量光。在傳感器54不位于尖端T或末端E處的配置中，傳感器54可以使用光學(xué)波導(dǎo)或其他結(jié)構(gòu)將來自傳感器54的發(fā)射光引導(dǎo)到尖端T(或末端E)，并且可以使用這些光學(xué)波導(dǎo)或其他結(jié)構(gòu)將來自尖端T(或末端E)的采樣光引導(dǎo)到傳感器54。其中傳感器54位于軸B中并且其中光導(dǎo)結(jié)構(gòu)在傳感器54與尖端T之間延伸的布置在本文中有時(shí)作為示例來描述。
[0024]在顏色采樣操作期間，設(shè)備10可以使用傳感器54來測量物品的顏色和其他光學(xué)特性。例如，設(shè)備10可以放置成使得尖端T與真實(shí)世界對(duì)象50相本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種被配置為感測外部對(duì)象的觸控筆，包括：細(xì)長觸控筆外殼，所述細(xì)長觸控筆外殼具有尖端和相對(duì)末端；顏色傳感器，所述顏色傳感器在所述細(xì)長觸控筆外殼中；環(huán)境光傳感器，所述環(huán)境光傳感器被配置為進(jìn)行環(huán)境光傳感器測量；以及控制電路，所述控制電路被配置為使用所述顏色傳感器并使用環(huán)境光傳感器測量結(jié)果產(chǎn)生有關(guān)所述外部對(duì)象的顏色傳感器測量結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述環(huán)境光傳感器測量結(jié)果包括環(huán)境光顏色測量結(jié)果，其中所述顏色傳感器被配置為采集所述顏色傳感器測量結(jié)果，并且其中所述控制電路被配置為使用環(huán)境光傳感器顏色測量結(jié)果來調(diào)整所述顏色傳感器測量結(jié)果。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器被配置為發(fā)射具有光譜的光，其中所述控制電路被配置為基于所述環(huán)境光傳感器測量結(jié)果來調(diào)整所述光譜，其中所述顏色傳感器包括光檢測器，所述光檢測器被配置為在所述顏色傳感器發(fā)射具有調(diào)整后的光譜的所述光時(shí)測量來自所述外部對(duì)象的反射光，并且其中所述環(huán)境光傳感器測量結(jié)果包括環(huán)境光顏色，并且其中所述顏色傳感器被配置為調(diào)整所述光譜以匹配所述環(huán)境光顏色。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器包括光發(fā)射器和光檢測器，其中所述光發(fā)射器被配置為發(fā)射白光，其中所述光發(fā)射器被配置為調(diào)整所述白光的白點(diǎn)，其中所述環(huán)境光傳感器測量結(jié)果包括環(huán)境光顏色的測量結(jié)果，并且其中所述光發(fā)射器被配置為調(diào)整所述白光的所述白點(diǎn)以匹配所述環(huán)境光顏色。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器包括被配置為發(fā)射相應(yīng)不同顏色的光的發(fā)光設(shè)備。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，還包括：光導(dǎo)結(jié)構(gòu)，所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)耦合在所述顏色傳感器與所述尖端之間，其中所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)被配置為將所述顏色傳感器發(fā)射的光引導(dǎo)到所述尖端，并且被配置為將來自所述外部對(duì)象的反射光從所述尖端引導(dǎo)到所述顏色傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器具有光發(fā)射器和光檢測器，其中所述細(xì)長外殼具有在所述尖端與所述末端之間的主體，其中所述尖端具有帶彎曲橫截面輪廓的表面，并且其中所述顏色傳感器處于所述主體中，所述觸控筆還包括：第一光導(dǎo)，所述第一光導(dǎo)耦合在所述光發(fā)射器與所述尖端處的第一端口之間；以及第二光導(dǎo)，所述第二光導(dǎo)耦合在所述尖端處的第二端口與所述光檢測器之間，其中所述第一端口和所述第二端口與所述表面齊平。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，還包括在所述尖端處的環(huán)形顏色傳感器端口，其中所述光導(dǎo)結(jié)構(gòu)耦合在所述顏色傳感器與所述環(huán)形顏色傳感器端口之間，并且其中所述環(huán)形光傳感器端口具有發(fā)射光通過的區(qū)段和來自所述外部對(duì)象的所述反射光通過的交替區(qū)段。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器包括以一定強(qiáng)度發(fā)射光的光發(fā)射器并且包括光檢測器，并且其中所述控制電路被配置為在用所述光檢測器測量來自所述外部對(duì)象的反射光的同時(shí)調(diào)制所述強(qiáng)度。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器包括光檢測器，所述光檢測器具有光譜靈敏度不同的多個(gè)光電探測器。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器包括光檢測器，所述光檢測器
被配置為從所述外部對(duì)象接收反射光以在不存在來自所述觸控筆的照射的情況下對(duì)所述外部對(duì)象進(jìn)行顏色測量，并且其中所述控制電路被配置為基于所述環(huán)境光顏色測量結(jié)果來調(diào)整顏色測量結(jié)果。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控筆，其中所述顏色傳感器包括被配置為發(fā)射光的光發(fā)射器，并且其...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧香君，張博升，K，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘋果公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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