CN103064537A - 压力侦测电容笔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种压力侦测电容笔，所述电容笔包含笔身和位于笔身前端的笔头，所述笔身与笔头通过弹性元件相固定，所述笔身内设有电容侦测芯片，所述电容侦测芯片上设有两个感应电极和驱动电极，其中所述两个感应电极位于笔身内，所述驱动电极位于笔头内，压缩弹性元件时，所述笔头上的驱动电极分别与所述笔身内的两个感应电极之间的距离发生变化。
利用本发明所述的电容笔使用时不需要很大力量，笔端便可感应到压力的变化，因此也保护了触控面板，用户只需要在触控面板上轻轻滑动就可以实现触控的目的，其灵敏度大幅度提高，也增强了抗干扰性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容笔，尤其是指压力侦测电容笔。
背景技术
随着交互电容式触摸屏的广泛应用，作为重要人机交互工具的触控笔也得到了广泛的应用。触控笔的主要功能是书写动作触发书写笔的输入装置，根据不同的应用可以产生不同的信号。如书写时发出红外线借助光写定位装置完成书写位置的定位、如书写时发出超声波借助超声波定位装置完成书写位置的定位、如书写时通过检测触控的力量并传送给电子书写装置实现笔迹粗细的变化。
现阶段，应用较多的是通过机械接触完成书写的动作，如电子开关、导电橡胶开关等，最常见的书写动作触发装置是使用导电橡胶触发电极开关实现，其原理是：书写动作时对笔头产生压力，引起导电橡胶的形变并接触到开关电极，电极的触点通过导电橡胶导通实现开关闭合，完成书写动作的电路触发，书写动作结束时，笔头压力消失，导电橡胶形变消除，开关断开。由于上述技术方案中采用的导电橡胶容易老化产生导电不良以及弹性不足等缺陷，因此这种电子笔实现书写动作触发的可靠性较差，有待进一步改进。
为了改进上述缺点，近来提出了书写时通过侦测触控笔到电子书写装置的电容变化来完成书写位置的定位，由于触控笔的笔头一般较细，所以利用电容的变化来侦测书写位置会收到外界的干扰，严重者甚至分不清是来自触控笔的信号还是干扰的信号，因此这种电容式触控笔也有待改进。
因此需要为广大用户提供一种新的电容笔来解决以上问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种结构更简单，使用方便且灵敏度高，不易受外界干扰的电子笔。
为了实现上述目的，本发明提供一种压力侦测电容笔，所述电容笔包含笔身和位于笔身前端的笔头，所述笔身与笔头通过弹性元件相固定，所述笔身内设有电容侦测芯片，所述电容侦测芯片上设有两个感应电极和驱动电极，其中所述两个感应电极位于笔身内，所述驱动电极位于笔头内，压缩弹性元件时，所述笔头上的驱动电极分别与所述笔身内的两个感应电极之间的距离发生变化。
与现有技术相比，本发明所述的电容笔，不但结构简单，生产加工容易，成本低；而且，利用本发明所述的电容笔使用时不需要很大力量，笔端便可感应到压力的变化，因此也保护了触控面板，用户只需要在触控面板上轻轻滑动就可以实现触控的目的，其灵敏度大幅度提高，也增强了抗干扰性。
附图说明
图1是根据本发明所述触控笔的结构示意图；
图2是根据本发明所述触控笔内的电路示意图；
图3是根据本发明所述触控笔内的另一实施例电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
请参考图1所示，本发明所述的利用压力侦测的电容笔1，所述电容笔1包含笔身10和位于笔身前端的笔头11，所述笔头11与笔身10通过弹性元件12相固定，所述笔身10内设有侦测电路板13，所述笔头内设有驱动电路板14。所述侦测电路板13上设有线圈L1和与其相连接的比较器C，所述电容侦测芯片D与比较器C相连，用于对比较器C输出的信号进行识别和解析，所述升压电路B与电容侦测芯片D相连，用于对解析后的信号进行升压处理并最终输出到笔头11上，即所述笔身10内的电容侦测芯片D的侦测数据通过升压电路B后传送到笔头上，从而使传输到笔头11的升压信号提高了被感应的灵敏度。
为了防止线圈振荡以及产生正反馈的迟滞现象，在所述笔身10的线圈L1与比较器C之间可设置电阻R1，一种连接方式为：所述线圈L1与电阻R1相连后一端连接到比较器C的正极输入端上，另一端连接到一共模电压上，且所述共模电压直接连接到所述比较器C的负极输入端上，请参考图2所示；另一种连接方式为：所述线圈L1的一端与比较器C的负极输入端相连，另一端连接到共模电压上，所述电阻R1的一端与比较器C的正极输入端相连，另一端连接到共模电压上，请参考图3所示。所述反馈电阻R3的一端连接到所述比较器C的输出端上，另一端连接到所述比较器C的正极输入端上，所述共模电压由电阻R20和电阻R21组成的分压电路产生，上述组成了正反馈迟滞比较器电路，由于上述正反馈迟滞比较器电路的引入，所述比较器C会产生两个不同的阀值电压，即高阀值电压和低阀值电压，在噪声电压引起输入信号电压的变化幅度不超过阈值电压范围内，就能保证比较器输出状态的稳定。
由于为了增加从所述比较器C输出电信号的识别能力，在所述比较器C和笔头11之间设有电容侦测芯片D和升压电路B，所述电容侦测芯片D设有若干个电极，包括两个感应电极E和一个驱动电极P，所述两个感应电极E位于笔身10内，所述驱动电极P位于笔头11内，且所述驱动电极P位于所述两个感应电极E之间。所述感应电极E的一端到另一端其面积不断变化，为了方便计算，所述感应电极E可以设置呈三角形，梯形等；所述驱动电极P的一端到另一端面积不变，呈矩形。
所述笔身10内的侦测电路板13与笔头11接触的一端呈凹形，其两侧是凸形块，中间形成空隙，且所述两个感应电极E分别布设于凸形块上。由于所述笔头11内设有驱动电路板14，所述驱动电极P设于该驱动电路板14上，因此所述驱动电极P通过所述弹性元件12在所述空隙内移动，所述笔身10的侦测电路板13和笔头11的驱动电路板14上均设有用于固定弹性元件12的卡扣15，通过所述卡扣15，所述弹性元件12将所述笔身10和笔头11固定。
本发明中，由于所述笔身10内的两个感应电极E从一端到另一端的面积不断变化，当压缩弹性元件12时，所述笔头11上的驱动电极P会在所述笔身10内的侦测电路板13的空隙内移动，因此所述驱动电极P分别到所述感应电极E的距离均会发生变化，由于距离的变化导致所述感应电极E和驱动电极P相互产生的互耦电容也随之变化，从而实现通过电容笔利用压力在触控面板上侦测信号的目的。
本发明中，为了实现压缩弹性元件时，所述笔头11上的驱动电极P分别与所述笔身10内的两个感应电极E之间产生的电容发生变化，所述感应电极E从一端到另一端的面积不断变化，且无论笔身10内的侦测电路板13和笔头11上的驱动电路板14形状如何变化，只要能保证笔头11移动时，所述驱动电极P与所述感应电极E的距离发生变化即可。
所述弹性元件12可以是弹簧或者其它具有弹性的器件，本发明由于利用了电容笔的压力来产生信号，因此电容笔1在触控面板上使用时，不但不需要很大力量，笔端便可感应到压力的变化，从而保护到触控面板；而且其抗干扰性增强，大幅度提高了灵敏度。
Claims (10)
1.一种压力侦测电容笔，所述电容笔包含笔身和位于笔身前端的笔头，所述笔身与笔头通过弹性元件相固定，其特征在于：所述笔身内设有电容侦测芯片，所述电容侦测芯片上设有两个感应电极和驱动电极，其中所述两个感应电极位于笔身内，所述驱动电极位于笔头内，压缩弹性元件时，所述笔头上的驱动电极分别与所述笔身内的两个感应电极之间的距离发生变化。
2.根据权利要求1所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述驱动电极位于所述两个感应电极之间。
3.根据权利要求1或2所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述的电容侦测芯片位于笔身内的侦测电路板上，所述的侦测电路板与笔头接触的一端呈凹形，其两侧是凸形块，中间形成空隙，且所述两个感应电极分别位于凸形块上。
4.根据权利要求3所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述笔头内设有驱动电路板，所述驱动电极设于该驱动电路板上，且所述驱动电极通过所述弹性元件在所述空隙内移动。
5.根据权利要求3所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述侦测电路板上设有线圈和与其相连接的比较器，所述电容侦测芯片与比较器相连。
6.根据权利要求3所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述侦测电路板和笔头的驱动电路板上均设有用于固定弹簧的卡扣。
7.根据权利要求1所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述笔身内的电容侦测芯片的侦测数据通过升压电路后传送到笔头上。
8.根据权利要求1或2所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述感应电极从一端到另一端的面积不断变化。
9.根据权利要求8所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述感应电极呈三角形或者梯形。
10.根据权利要求1或2所述的压力侦测电容笔，其特征在于：所述驱动电极的一端到另一端面积不变，呈矩形。
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