CN104571636A - 触控笔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的触控笔是用于配合一电容式触摸屏进行输入，其包含一笔壳、一磁芯及一笔尖。所述磁芯设置在所述笔壳内部，所述磁芯具有一轴向通孔，所述轴向通孔定义有一孔径。所述笔尖设置于所述笔壳的一端部，所述笔尖为导体材质。所述笔尖具有一杆部及一接触部，所述杆部插设于所述轴向通孔中，所述接触部突出于所述笔壳且所述接触部具有一圆柱表面及一部分球表面。所述圆柱表面定义有一第一直径，所述部分球表面定义有一第二直径，且所述第一直径小于所述第二直径，所述第一直径大于等于所述孔径。
Description
技术领域
本发明涉及一种输入装置，尤其涉及一种具有压力感测功能的触控笔。
背景技术
电容式触摸屏是利用在基板的表面镀上一层透明的金属电极图案，当手指接近或触碰此触摸屏时，手指因为属导体且带有静电，因此手指与金属电极图案会形成一耦合电容，此时触摸屏在触碰点上的电极的静电电容量就会发生变化，进而使得所述电极的电压或电流发生改变。再比较相邻电极的电压差异，触控点的位置就可被计算出来。
然而，使用手指输入虽然方便，但如要在触控屏幕上描绘出不同粗细的线条，或是针对精细位置之间的触碰辨识，通过手指显然难以达上述要求。因此，为了增加触控的精准度，采用触控笔的方案被提出。现有的常见的电容式触控笔其原理大多是在金属笔管前缘设置一导电橡皮或导电泡棉材质的笔头，其虽然可比使用手指输入达到较精准的触控，但电容式触控笔却无法根据下笔力道的大小而于屏幕上呈现对应的线条粗细，仍有使用上的缺憾。
因此，为了呈现笔尖的压力感应，电磁笔被使用。现有的电磁笔需配合触控屏幕背后的电磁感应板进行交互作用，当电磁笔靠近触控屏幕时，触控屏幕后面的电磁感应板会感应到笔的电磁信号从而获得笔所在的X、Y坐标位置。另外，电磁笔具有纵向的压力感应器，当使用者通过电磁笔书写使得笔尖受力时，压力通过笔芯传递到压力感应器，压力的变化导致电磁笔发出的电磁信号发生变化，电磁感应板能够根据感应信号显现出不同的压感。
然而，上述实现压力感应的方案需要在触控屏幕设置电磁感应板，将会大大的提高成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控笔，其具有导体的笔尖可在电容式触摸屏产生电容变化以获得位置信号，并且具有特殊的笔尖设计可增加与电容式触摸屏的接触面积，并保持笔尖的体积不至于过大，以确保书写的精确度。此外，本发明的触控笔也可发出电磁信号以具有压力感测功能。
为实现上述目的，本发明提供的触控笔是用于配合一电容式触摸屏进行输入，其包含一笔壳、一磁芯及一笔尖。所述磁芯设置在所述笔壳内部，所述磁芯具有一轴向通孔，所述轴向通孔定义有一孔径。所述笔尖设置于所述笔壳的一端部，所述笔尖为导体材质。所述笔尖具有一杆部及一接触部，所述杆部插设于所述轴向通孔中，所述接触部突出于所述笔壳且所述接触部具有一圆柱表面及一部分球表面。所述圆柱表面定义有一第一直径，所述部分球表面定义有一第二直径，且所述第一直径小于所述第二直径，所述第一直径大于等于所述孔径。
在一优选实施例中，所述笔尖的所述接触部覆盖有一涂层，所述涂层为导体或绝缘体。优选地，所述涂层为导电塑料。
在一优选实施例中，所述部分球表面定义有一弧度，所述弧度对应所述触控笔可书写的最大倾斜角度。具体来说，所述弧度介于π/2至2π/3之间。对应所述弧度为π/2的最大倾斜角度为45度，对应所述弧度为2π/3的最大倾斜角度为60度。
在一优选实施例中，所述触控笔进一步包含一感应线圈，所述感应线圈设置在所述笔壳内部且套设于所述磁芯周围。此外，所述感应线圈用于发出一电磁信号，所述电磁信号对应所述笔尖在书写时的压力。
本发明的优点在于，本发明采用金属的笔尖，因此可与电容式触摸屏进行位置感测。另外，通过部分球表面的第二直径大于圆柱表面的第一直径，可增加所述笔尖与电容式触摸屏的接触面积而增加电容反应。此外，本发明也可根据预定的可书写的最大倾斜角度，而设计出适当的部分球表面的弧度，以确保所述笔尖与所述电容式触摸屏有最大的接触面积。
附图说明
图1为本发明优选实施例的触控笔的结构示意图。
图2为图1的笔尖的局部放大图。
图3为所述触控笔的笔尖处于最大倾斜角的示意图。
附图标记：
10 触控笔
20 电容式触摸屏
110 笔壳
120 磁芯
122 轴向通孔
130 感应线圈
140 笔尖
142 杆部
144 接触部
1442 圆柱表面
1444 部分球表面
146 涂层
D 孔径
D1 第一直径
D2 第二直径
θ 最大倾斜角度
R 弧度。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的触控笔的具体实施方式做详细说明。在不同的附图中，相同的附图标记表示相同或相似的组件。
请参照图1，图1所示为本发明优选实施例的触控笔的结构示意图，本实施例的触控笔10用于配合一电容式触摸屏20进行输入。电容式触摸屏20的周围可设有感应线圈(图未示)用以与本实施例的触控笔10进行感应。所述触控笔10包含一笔壳110、一磁芯120、一感应线圈130、一笔尖140。本实施例的触控笔10可还包含电路板、压力传感器等本领域技术人员熟知的组件，在此不予以赘述。
所述磁芯120为铁磁性材质所制成，其包含铁、钴、镍三种铁磁性元素。具体而言，所述磁芯120可为一种磁粉芯，所述磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料，可包括铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯(High Flux)、镍钢铁芯(Permalloy)、铁氧体(ferrite)磁芯等。如图1所示，所述磁芯120设置在所述笔壳110内部，所述磁芯120具有一轴向通孔122，所述轴向通孔122定义有一孔径D。
请参照图1，所述感应线圈130设置在所述笔壳110内部且套设于所述磁芯120周围。具体来说，所述感应线圈130与所述电路板(图未示)电性连接。所述感应线圈130用于发出一电磁信号，以跟电容式触摸屏20周围的感应线圈作用。也就是说，所述电磁信号对应所述笔尖在书写时的压力，使得外部主机（例如计算机或行动装置）可根据所述感应线圈反应的感测信号计算出压力大小。
再参照图1，所述笔尖140设置于所述笔壳110的一端部，所述笔尖为导体材质，使得所述笔尖接触或靠近所述电容式触摸屏20时，所述电容式触摸屏20可产生电容变化，因而所述接触位置可由原有的所述电容式触摸屏20位置感应机制所得出。如图1所示，所述笔尖140具有一杆部142及一接触部144，所述杆部142插设于所述轴向通孔122中。所述杆部142的一端可连接所述压力感应器(图未示)，以感应纵向的压力。实际上，所述杆部142的直径略小于轴向通孔122的孔径D。
在其它实施例中，所述笔尖140接触所述电容式触摸屏20时，所述磁芯120与所述感应线圈130具有轴向相对移动。也就是说，所述磁芯120可随笔尖140的移动而带动磁芯120，而于所述笔壳110内产生轴向移动。而笔尖140的移动又是随着使用者的下笔力道大小而改变。因此，若下笔力道越大，笔尖140的移动也越大，进而使得所述磁芯120与所述感应线圈130的相对移动也越大。类似地，若下笔力道越小，笔尖140的移动也越小，进而使得所述磁芯120与所述感应线圈130的相对移动也越小。另一方面，所述磁芯120与所述感应线圈130产生轴向相对移动时，感应线圈130的电感值L也会随之变化，进而改变电磁信号。
请一并参照图1及图2，图2为图1的笔尖140的局部放大图。所述接触部144突出于所述笔壳110，且所述接触部144具有一圆柱表面1442及一部分球表面1444，所述圆柱表面1442耦接于所述部分球表面1444。如图2所示，所述圆柱表面1442定义有一第一直径D1，即圆柱的直径。所述部分球表面1444定义有一第二直径D2，即球的直径。更近一步来说，所述第一直径D1小于所述第二直径D2，所述第一直径大于等于所述孔径D。
由上可知，所述笔尖140通过接触部144的部分球表面1444与电容式触摸屏20接触，且由于所述第二直径D2大于所述第一直径D1，可使得部分球表面1444与电容式触摸屏20之间的接触面积加大，以确保有足够的电容变化产生。另一方面，所述第一直径D1，即圆柱的直径大于所述孔径D，则可使得所述接触部144不受限于轴向通孔122的大小，而可加大接触面积。同时，因轴向通孔122不必扩大，所述磁芯120的体积也可增加，因而增加了与磁芯120在所述感应线圈130内的磁通量，而增加了电磁信号的强度。
如图1所示，所述笔尖140的所述接触部140覆盖有一涂层146，所述涂层146可用来改变书写时的摩擦力，或者具有保护电容式触摸屏20上的保护玻璃的用途。优选地，所述涂层146的厚度介于0.1毫米至2毫米之间。此外，所述涂层146可为导体或绝缘体。在此实施例中，所述涂层146为导电塑料。然而，本发明并不限于此。
本发明优选实施例的触控笔10还可根据预设的可书写的最大倾斜角度，而设计接触部144的部分球表面1444的参数。请参照图3，图3为所述触控笔10的笔尖140处于最大倾斜角的示意图。所述部分球表面1444定义有一弧度(或称径度)R，所述弧度R对应所述触控笔10可书写的最大倾斜角度θ。进一步来说，所述弧度R对应的角度的一半即为最大倾斜角度θ。在此实施例中，所述弧度R介于π/2至2π/3的间，弧度R为π/2对应的角度为90度，弧度R为2π/3对应的角度为120度。再由上可知，对应所述弧度R为π/2的最大倾斜角度θ为45度，对应所述弧度R为2π/3的最大倾斜角度θ为60度。因此，部分球表面1444的弧度R可根据所预设的最大倾斜角度θ来设计成与保护电容式触摸屏20之间具有最大接触面积，以确保电容反应。
综上所述，本发明采用金属的笔尖140，因此可与电容式触摸屏20进行位置感测。另外，通过部分球表面1444的第二直径D2大于圆柱表面1442的第一直径D1，可增加所述笔尖140与电容式触摸屏20的接触面积而增加电容反应。此外，本发明也可根据预定的可书写的最大倾斜角度θ，而设计出适当的部分球表面1444的弧度R，以确保所述笔尖140与所述电容式触摸屏20有最大的接触面积。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种触控笔，用于配合一电容式触摸屏进行输入，包含：
一笔壳；
一磁芯，设置在所述笔壳内部，所述磁芯具有一轴向通孔，所述轴向通孔定义有一孔径；及
一笔尖，设置于所述笔壳的一端部，所述笔尖为导电材质，其特征在于，所述笔尖具有一杆部及一接触部，所述杆部插设于所述轴向通孔中，所述接触部突出于所述笔壳且所述接触部具有一圆柱表面及一部分球表面，所述圆柱表面定义有一第一直径，所述部分球表面定义有一第二直径，且所述第一直径小于所述第二直径，所述第一直径大于等于所述孔径。
2.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述笔尖的所述接触部覆盖有一涂层。
3.根据权利要求2所述的触控笔，其特征在于，所述涂层为导体或绝缘体。
4.根据权利要求2所述的触控笔，其特征在于，所述涂层为导电塑料。
5.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述部分球表面定义有一弧度，所述弧度对应所述触控笔可书写的最大倾斜角度。
6.根据权利要求5项所述的触控笔，其特征在于，所述弧度介于π/2至2π/3之间。
7.根据权利要求6所述的触控笔，其特征在于，对应所述弧度为π/2的最大倾斜角度为45度，对应所述弧度为2π/3的最大倾斜角度为60度。
8.根据权利要求1所述的触控笔，其特征在于，所述触控笔进一步包含一感应线圈，所述感应线圈设置在所述笔壳内部且套设于所述磁芯周围。
9.根据权利要求8所述的触控笔，其特征在于，所述感应线圈用于发出一电磁信号。
10.根据权利要求8所述的触控笔，其特征在于，所述电磁信号对应所述笔尖在书写时的压力。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |