CN102298454A - 坐标指示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种坐标指示装置，属于电磁触控领域。包括笔尖、第一壳体、套管线圈、磁芯和第一弹性圈，其中，笔尖从第一壳体的一端伸出一部分，套管线圈设置在第一壳体内，磁芯设置在套管线圈内并位于笔尖和第一弹性圈之间，第一弹性圈用于向磁芯施加压力以使磁芯的两端分别顶住笔尖和第一弹性圈，该坐标指示装置还包括设置在第一弹性圈之后的螺纹旋转机构，用于调整该坐标指示装置的终止频率。本发明的坐标指示装置可以确定其终止频率，书写时手感更好，而且保证了产品的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及电磁触控领域，具体地，涉及一种坐标指示装置。
背景技术
电子阅读器以及平板电脑和手机触控方案主要以电容触控、电阻触控和电磁触控方式实现。电磁触控技术主要是利用坐标指示装置和触控屏的电磁感应电路的互感，实现坐标指示装置与触控板之间信号传递，从而实现在显示屏上坐标定位、触控以及压感变化。
目前，坐标指示装置一般由布置在同一轴线上的笔尖、套管线圈、弹性体和磁芯组成。书写时，触控屏产生电磁信号，当坐标指示装置距离触控屏4-5mm距离时，由套管线圈和电容组成的坐标指示装置LC电路接收到电磁屏发射的信号，储能后再通过套管线圈反馈给电磁屏，电磁屏计算后实现坐标指示装置定位。
在书写期间，笔尖带动磁芯在空心套管线圈中移动，磁芯在空心套管线圈内移动的方式实现线圈L值的变化，磁芯和套管线圈的相对位置移动，形成电感值的变化，因谐振电容是确定的，最终造成谐振频率的变化；磁芯压缩弹性体使其压缩变形，实现压感变化，最终形成手对笔尖的压力变化转化为电磁笔发送频率的连续变化。
当坐标指示装置未与触控板接触时，坐标指示装置的谐振频率为初始频率；当书写时，随着笔尖受到的压力的变化，弹性体受到不同程度的压缩，坐标指示装置的频率发生变化，当弹性体被压缩到最大限度时，坐标指示装置的谐振频率被称为终止频率。
目前坐标指示装置往往采用塑料柱直接进行装配的形式对磁芯进行限位，这样一旦塑料柱的尺寸发生误差，坐标指示装置中的终止频率就会受到很大的影响，导致使用电磁笔时书写的手感较差，保证不了产品的一致性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种坐标指示装置，通过塑料螺钉和塑料螺母的设计，使产品的起始压力和终止频率得到很好的控制，使产品的书写手感更好，同时产品一致性得到很好的保证。
本发明的坐标指示装置，包括笔尖、第一壳体、套管线圈、磁芯和第一弹性圈，其中，笔尖从第一壳体的一端伸出一部分，套管线圈设置在第一壳体内，磁芯设置在套管线圈内并位于笔尖和第一弹性圈之间，第一弹性圈用于向磁芯施加压力以使磁芯的两端分别顶住笔尖和第一弹性圈，该坐标指示装置还包括设置在第一弹性圈之后的螺纹旋转机构，用于调整该坐标指示装置的终止频率。
在一种实施方式中，螺纹旋转机构包括塑料螺钉以及与塑料螺钉螺纹连接的塑料螺母，其中，塑料螺母固定连接到第一壳体上，塑料螺钉在旋进时向第一弹性圈施加压力。在一种实施方式中，第一弹性圈为硅胶圈。
在一种实施方式中，塑料螺钉在其与第一弹性圈接触的一端设置有凸起，当第一弹性圈被压缩到塑料螺钉前端凸起与磁芯接触后，对第一弹性圈压缩即停止。
在一种实施方式中，该坐标指示装置还包括设置在套管线圈和塑料螺母之间的第二弹性圈，该第二弹性圈用于使套管线圈和第一壳体的位置相对固定。在一种实施方式中，第二弹性圈为硅胶圈。
在一种实施方式中，所述磁芯为活动的单磁芯。
在一种实施方式中，该坐标指示装置还包括由金属材料制成的第二壳体以及位于第二壳体内的印刷电路板，该第二壳体与第一壳体接合并包覆螺纹旋转机构。
本发明的坐标指示装置中，塑料螺钉和塑料螺母的设计，使产品的起始压力和终止频率得到很好的控制，使产品的书写手感更好，同时产品一致性得到很好的保证；使用金属管与第一壳体及螺纹旋转机构压接，使笔的整体结构更加稳定，且强度高，又使笔比较细；两个弹性圈各司其职，第一弹性圈控制压缩变形所需要的压力，第二弹性圈用于吸收套管线圈的公差；活动的单磁芯方案使产品倾斜所造成的光标位置偏移减小到最小。因此，本发明的坐标指示装置具有良好的压力感应、直径更小(可小至4.8mm)、强度更高、用户体验更好。
附图说明
图1为本发明的坐标指示装置的分解图；
图2为本发明的坐标指示装置的组装示意图；
图3为本发明的坐标指示装置的剖面示意图。
图中：1、笔尖2、第一壳体3、套管线圈4、磁芯5、第一弹性圈6、第二弹性圈7、塑料螺母8、塑料螺钉9、印刷电路板10、第二壳体
具体实施方式
下文将结合附图说明本发明的实施方式。
图1和图2分别是本发明的坐标指示装置的分解图和组装示意图，如图所示，本发明的坐标指示装置包括笔尖1、第一壳体2、设置在壳体2内的套管线圈3、设置在套管线圈3内的磁芯4、向磁芯4施加压力的第一弹性圈5，其中笔尖1从第一壳体2的一端伸出一部分，磁芯4设置在笔尖1和第一弹性圈5之间，在第一弹性圈5的作用下，磁芯4两端分别顶住笔尖1和第一弹性圈5。
本发明的坐标指示装置还具有设置在第一弹性圈5之后的螺纹旋转机构，用于调整本发明的坐标指示装置的终止频率。在本发明的实施方式中，螺纹旋转机构包括塑料螺钉8以及与塑料螺钉8螺纹连接的塑料螺母7，其中塑料螺母7固定连接到第一壳体2上，塑料螺钉8在塑料螺母7内旋进或旋出，塑料螺钉8旋进时，向第一弹性圈5施加压力。装配好塑料螺母7以及塑料螺钉8之后，通过旋进或旋出塑料螺钉8，可以调整磁芯4的终止位置，进而调整本发明的坐标指示装置的终止频率。同时，塑料螺钉7还使第一弹性圈5与磁芯之间保持适当的预压。此外，可设计塑料螺钉8以及塑料螺母7的尺寸，使得既能保持坐标指示装置的合适尺寸，又具有良好的书写感受。
图3为本发明的坐标指示装置的剖面示意图，如图1、2、3所示，螺纹旋转机构之后设置有印刷电路板9，印刷电路板9设置在第二壳体10之内。套管线圈3与印刷电路板9电连接后，与印刷电路板9上的电容(图中未视出)形成LC振荡电路。
在一种实施方式中，第一弹性圈5为硅胶圈。塑料螺钉8的前端设置有凸起，当第一弹性圈5被压缩到塑料螺钉8的前端凸起与磁芯接触后，对第一弹性圈5的压力转移到塑料螺钉8上，第一弹性线圈5即停止被压缩，从而防止第一弹性圈5被过度压缩。
在另一种实施方式中，本发明的坐标指示装置还包括设置在套管线圈3和塑料螺母7之间的第二弹性圈6，同时塑料螺母7顶压在第二弹性圈6上。第二弹性圈6也可以是硅胶圈，其作用在于吸收套管线圈3本身的公差，使套管线圈3的位置与第一壳体2的位置相对固定。
优选地，磁芯4为活动的单磁芯。目前其它产品基本上采用多磁芯变电感方案或带孔磁芯变电容方案，以上两种方案使得笔尖端磁力线分布相对比较复杂，结果造成产品倾斜时光标的偏移量增大。活动的单磁芯方案很好的减小了光标位置的偏移量。
此外，本发明的坐标指示装置中，第二壳体10可以由金属(如钢、铝、合金)材料制成，印刷电路板9置于第二壳体10内，第二壳体10与第一壳体2接合并包覆螺纹旋转机构。
本发明的坐标指示装置的具体工作过程如：笔尖1受压力作用推动磁芯4向后移动，造成磁芯4和套管线圈3的相对位置发生移动，从而形成电感值的变化。由于谐振电容是确定的，最终造成谐振频率产生了变化。当手握笔进行触控或书写操作时，对笔尖施加不断变化的压力，由于磁芯4与第一弹性圈5的接触面积随着笔尖所受压力变化而变化，从而将手对笔尖施加的压力变化转化为电磁笔发送频率的连续变化。当触控或书写操作结束后，使得对笔尖施加的压力消除，在第一弹性圈5恢复特性的作用下，第一弹性圈5推动磁芯4及笔尖1恢复到原来位置，结束触控或书写状态。
本发明的坐标指示装置具有良好的压力感应、直径更小(可小至4.8mm)、强度更高。塑料螺钉和塑料螺母的设计，使产品的起始压力和终止频率得到很好的控制，使产品的书写手感更好，同时产品一致性得到很好的保证；使用金属管与第一壳体及螺纹旋转机构压接，使笔的整体结构更加稳定，且强度高，同时又可以使笔的直径相对较细；两个弹性圈各司其职，第一弹性圈控制压缩变形所需要的压力，第二弹性圈用于吸收套管线圈的公差；活动的单磁芯方案使产品倾斜所造成的光标位置偏移减小到最小。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，而不是对本发明技术方案的限定，任何对本发明技术特征所做的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种坐标指示装置，包括笔尖、第一壳体、套管线圈、磁芯和第一弹性圈，其中，笔尖从第一壳体的一端伸出一部分，套管线圈设置在第一壳体内，磁芯设置在套管线圈内并位于笔尖和第一弹性圈之间，第一弹性圈用于向磁芯施加压力以使磁芯的两端分别顶住笔尖和第一弹性圈，其特征在于，该坐标指示装置还包括设置在第一弹性圈之后的螺纹旋转机构，用于调整该坐标指示装置的终止频率。
2.根据权利要求1所述的坐标指示装置，其特征在于，螺纹旋转机构包括塑料螺钉以及与塑料螺钉螺纹连接的塑料螺母，其中，塑料螺母固定连接到第一壳体上，塑料螺钉在旋进时向第一弹性圈施加压力。
3.根据权利要求1或2所述的坐标指示装置，其特征在于，第一弹性圈为硅胶圈。
4.根据权利要求2所述的坐标指示装置，其特征在于，塑料螺钉在其与第一弹性圈接触的一端设置有凸起，当第一弹性圈被压缩到塑料螺钉前端凸起与磁芯接触后，停止对第一弹性圈的压缩。
5.根据权利要求2所述的坐标指示装置，其特征在于，还包括设置在套管线圈和塑料螺母之间的第二弹性圈，该第二弹性圈用于使套管线圈和第一壳体的位置相对固定。
6.根据权利要求5所述的坐标指示装置，其特征在于，第二弹性圈为硅胶圈。
7.根据权利要求1所述的坐标指示装置，其特征在于，磁芯为活动的单磁芯。
8.根据权利要求1所述的坐标指示装置，其特征在于，还包括由金属材料制成的第二壳体以及位于第二壳体内的印刷电路板，该第二壳体与第一壳体接合并包覆螺纹旋转机构；电路板与套管线圈连接形成LC振荡电路。
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