CN104915027A - 电容式触控笔 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容式触控笔，其包括壳体、笔头部、第一磁性元件、第二磁性元件与处理电路。笔头部配置于壳体的一端，笔头部相对于壳体具有能沿着该壳体的轴心方向的移动自由度。第一磁性元件结合于笔头部的一端，以使笔头部在产生沿着该壳体的轴心方向的移动时能带动第一磁性元件产生相同方向的移动。第二磁性元件固定地配置于壳体并且对应位于第一磁性元件的一侧。第一磁性元件与第二磁性元件之间具有同极斥力，使其二磁性元件之间具有间隙，以使处理电路经由第一磁性元件与第二磁性元件之间的间隙变化来计算出一感应电容变化量，作为电容式触控笔相对于一触控装置的压力信息。

Description

电容式触控笔

技术领域

本发明涉及于一种触控笔，特别是指一种能提供压力信息的电容式触控笔。

背景技术

电容式触控板的工作原理是利用物件接触到触控板的瞬间产生电容耦合效应，并通过电容值的变化检测物件接触的位置，且因电容式触控板的组成简单、元件少、产品良率高，使得电容式触控板为现今触控面板的主流样态。

操作电容式触控板的方式有许多，最常见的是以手指或笔在其表面碰触或滑动，以便触控板表面的感应器产生相应的信号。虽然使用者直接通过手指在触控板上执行点击或其他手势，会比通过触控笔进行操控来得更为直觉且方便，但是在触控板上执行小面积或精度要求高的行为时，触控笔会比手指来得更实用，例如：绘图。

在现有技术下，请参照图1，图1为传统电容式触控笔的结构示意图。传统电容式触控笔100包括壳体110、笔头部120、支撑部130、导电橡胶140与导电层150。当笔头部120受到一轴向外力时，该笔头部120通过支撑部130来挤压导电橡胶140产生形变，以使得导电橡胶140与导电层150之间的接触面积产生变化，进而产生感应电容变化量。然而，通过现有技术的方式，感应电容变化量的敏感度不高，所以会导致使用者在操作传统电容式触控笔时会产生不顺畅的现象。

发明内容

本发明实施例提供一种电容式触控笔，电容式触控笔包括壳体、笔头部、第一磁性元件、第二磁性元件与处理电路。笔头部配置于壳体的一端，所述笔头部相对于壳体具有能沿着该壳体的轴心方向的移动自由度。第一磁性元件结合于笔头部的一端，以使笔头部在产生沿着该壳体的轴心方向的移动时能带动第一磁性元件产生相同方向的移动。第二磁性元件固定地配置于壳体并且对应位于第一磁性元件的一侧。处理电路分别电性连接第一磁性元件与第二磁性元件。第一磁性元件与第二磁性元件之间具有同极斥力，使其二个磁性元件之间具有间隙，以使处理电路经由第一磁性元件与第二磁性元件之间的间隙变化来计算出一感应电容变化量，作为电容式触控笔相对于一触控装置的压力信息。

在本发明其中一个实施例中，上述的笔头部还包含连接件，所述连接件配置于笔头部与第一磁性元件之间，连接件由绝缘材质所构成。

在本发明其中一个实施例中，上述的壳体设有支撑部，所述支撑部形成于壳体内，所述第二磁性元件固定于支撑部，并且支撑部由绝缘材质所构成。

在本发明其中一个实施例中，电容式触控笔还包括绝缘层。绝缘层配置于第一磁性元件与第二磁性元件之间，以避免该第一磁性元件与该第二磁性元件形成电性接触。

在本发明其中一个实施例中，上述的间隙的范围为0.5毫米至1毫米之间。

在本发明其中一个实施例中，上述的处理电路电性连接笔头部，并且通过笔头部传送驱动信号。

综上所述，本发明实施例所提出的电容式触控笔，利用第一磁性元件、绝缘层与第二磁性元件来取代现有技术下的等效电容的结构，并且通过第一磁性元件与第二磁性元件之间相对距离的变化来改善现有技术中使用橡胶的公差与使用寿命，以使得处理电路能够更精准地计算与分析使用者操作电容式触控笔。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利要求范围作任何的限制。

附图说明

图1为传统电容式触控笔的结构示意图。

图2为根据本发明例示性实施例所绘示的电容式触控笔的立体分解图。

图3为根据本发明例示性实施例所绘示的电容式触控笔的剖面示意图。

【符号说明】

100：传统电容式触控笔

110：壳体

120：笔头部

130：支撑部

140：导电橡胶

150：导电层

200：电容式触控笔

210：壳体

212：开口

220：笔头部

222：书写端

224：卡掣端

230：第一磁性元件

240：第二磁性元件

250：处理电路

252：感应单元

254：地端

256：驱动单元

260：连接件

270：支撑部

280：绝缘层

290：金属棒

d：间隙

TD：驱动信号

具体实施方式

在下文将参看随附图式更充分地描述各种例示性实施例，在随附图式中展示一些例示性实施例。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言，提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整，且将向本领域的普通技术人员充分传达本发明概念的范畴。在诸图式中，可为了清楚而夸示层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但此等元件不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一元件与另一元件。因此，下文论述的第一元件可称为第二元件而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。

以下将以至少一种实施例配合图式来说明所述电容式触控笔，然而，下述实施例并非用以限制本披露内容。

〔电容式触控笔的实施例〕

请同时参照图2与图3，图2为根据本发明例示性实施例所绘示的电容式触控笔的立体分解图。图3为根据本发明例示性实施例所绘示的电容式触控笔的剖面示意图。如图2或图3所示，本披露内容提出一种用来改善现有技术中使用橡胶的公差与使用寿命的电容式触控笔200，电容式触控笔200包括壳体210、笔头部220、第一磁性元件230、第二磁性元件240与处理电路250，其中处理电路250包括感应单元252、接地端254与驱动单元256。壳体210具有一个容室（未标示），壳体210的前端具有一开口212，开口212与容室相连通。笔头部220配置于壳体210的开口212，所述笔头部220配置于容室内且能够相对于壳体210具有能沿着壳体210的轴心方向的移动自由度，亦即笔头部220能够在壳体210内的容室沿着其轴心方向顺畅地移动。

笔头部220的一端为书写端222，其另一端为卡掣端224。书写端222穿过开口212外露于壳体210外，用以供与一电容式触控装置相接触。卡掣端224外径大于开口212，使得笔头部220能够被限位在壳体210的开口212处。

第一磁性元件230结合于卡掣端224并且配置于容室内，其中第一磁性元件230可随着笔头部220连动而沿着壳体210的轴心方向移动。笔头部220与第一磁性元件230之间设有连接件260，在本实施例中，连接件260由绝缘材质所构成，其中连接件260的绝缘材料为聚碳酸酯（Polycarbonate,PC），但并不以本实施例为限。

此外，壳体210设有支撑部270，支撑部270形成于壳体210的容室内，所述第二磁性元件240被固定于支撑部270，并且对应地位于第一磁性元件230的一侧，其中支撑部270由绝缘材质所构成。另外，第一磁性元件230与第二磁性元件240之间具有同极斥力（repulsive force），使第一磁性元件230与第二磁性元件240之间留有间隙d。在本披露内容中，第一磁性元件230与第二磁性元件240可为相同的S极或为相同的N极，并且间隙d的范围为0.5毫米至1毫米之间。详细来说，第一、第二磁性元件230、240可以是同时具有S极与N极的磁铁，并且在一实施例中，第一磁性元件230与第二磁性元件240是以S极面对面来配置（产生同极斥力），在另一实施例中，第一磁性元件230与第二磁性元件240是以N极面对面来配置（产生同极斥力）。因此，通过上述说明可知，只要能产生同极斥力的磁性元件或构造都属于本披露内容的所披露的范围。接下来，在本实施例中，电容式触控笔200包括一绝缘层280，绝缘层280配置于第一磁性元件230与第二磁性元件240之间，其中第一磁性元件230、绝缘层280与第二磁性元件270构成非接触电容。处理电路250配置于容室内并且分别电性连接笔头部220、第一磁性元件230与第二磁性元件240，也就是说，笔头部220电性连接驱动单元256、第一磁性元件230电性连接接地端254并且第二磁性元件240电性连接感应单元252。本实施例的笔头部220、第一磁性元件230与第二磁性元件240分别对应连接至传送端、地端与接收端，但不以此为限，例如第一磁性元件230也可对应连接至接收端，而第二磁性元件240为地端。所述处理电路250内的驱动单元256通过笔头部220传送驱动信号TD至电容式触控装置，并接收电容式触控装置的感应信号，通过感应信号判断电容变化量。

在本实施例中，电容式触控笔200包括一金属棒290（例如铜材质），配置于笔头部220之内，所述金属棒290为电性连接至处理电路250以传送驱动信号TD。另外，在另一实施样态下，当然笔头部220本身可直接为导电材质所构成，如此可省略金属棒290的配置，在实际使用上可依照需求选择其结构。

接下来要教示的，是进一步说明电容式触控笔200的工作原理。

在本实施例中，当使用者在电容式触控装置（如智能型手机或平板电脑）利用电容式触控笔200对其进行操作（如进行点选、拖曳、滑动或书写）而使得电容式触控笔200的笔头部220受到一外应力时，笔头部220会受到正向力的挤压而连带使得第一磁性元件230克服第一、第二磁性元件230、240之间的同极斥力，进而产生沿着壳体210的轴心方向的位移。此时，在第一、第二磁性元件230、240之间的非接触电容会因应其二者之间的距离变化而产生感应电容变化，处理电路250根据感应电容变化来计算与分析出笔头部220相对于电容式触控装置第三轴方向上的压力信息。

本披露内容的电容式触控笔200舍弃掉传统电容式触控笔的导电橡胶的结构（请对照图1），由于传统电容式触控笔中等效电容的橡胶结构会有因元件公差的微小变化，且电容感应量的变化是通过等效电容的面积变化来取得，所以会容易在不同触控笔上出现诸多感应量误差的现象。再者，导电橡胶的材质亦有随着使用时间而老化变质的问题，其也影响触控笔的使用寿命。因此，本披露内容利用第一磁性元件230、绝缘层280与第二磁性元件240来取代现有技术下的结构，并且通过第一磁性元件230与第二磁性元件240取代导电橡胶，以期改善现有技术中使用橡胶所衍生的元件公差与使用寿命的问题。换句话说，当第一磁性元件230与第二磁性元件240之间的间隙d产生变化时，则后端的处理电路250能够根据感应电容变化量的变化幅度来分析使用者的操作电容式触控笔200的多种态样，例如书写笔迹的粗或细。

〔实施例的可能效果〕

综上所述，本发明实施例所提出的电容式触控笔，利用第一磁性元件、绝缘层与第二磁性元件来取代现有技术下的结构，并且通过第一磁性元件与第二磁性元件取代导电橡胶，以期改善现有技术中使用橡胶所衍生的元件公差与使用寿命的问题。

本发明可在任何适合的形式中实施，包括硬件、软件、韧体或以上这些的任意结合。本发明也可部分地以在一或多个数据处理器及/或数字信号处理器上执行的电脑软件实施。本发明实施例的单元及元件，可以实体地、功能地及逻辑地以任何适合的方式实施。事实上，某功能可在单一的单元、多个单元、或其他功能单元的一部分内实施。就本发明本身而论，可在单一的单元上实施，或实体地及功能地分布于不同单元及处理器间。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (7)

1.一种电容式触控笔，其特征在于，所述电容式触控笔包括：

一壳体；

一笔头部，配置于所述壳体的一端，所述笔头部相对于所述壳体具有能沿着所述壳体的轴心方向的移动自由度；

一第一磁性元件，结合于所述笔头部的一端，使所述笔头部在产生沿着所述壳体的轴心方向的移动时能带动所述第一磁性元件产生相同方向的移动；

一第二磁性元件，固定地配置于所述壳体中并且对应地位于所述第一磁性元件的一侧；以及

一处理电路，分别电性连接于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件；

其中，所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一同极斥力，使所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间具有一间隙，所述处理电路经由所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间的间隙变化来计算出一感应电容变化量，作为所述电容式触控笔相对于一触控装置的压力信息。

2.根据权利要求1所述的电容式触控笔，其特征在于，所述笔头部还包含一连接件，所述连接件配置于所述笔头部与所述第一磁性元件之间，所述连接件由绝缘材质构成。

3.根据权利要求1所述的电容式触控笔，其特征在于，所述壳体设有一支撑部，所述支撑部形成于所述壳体内，所述第二磁性元件固定于所述支撑部上，并且所述支撑部由绝缘材质构成。

4.根据权利要求1所述的电容式触控笔，其特征在于，所述电容式触控笔还包括：

一绝缘层，所述绝缘层配置于所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间，避免所述第一磁性元件与所述第二磁性元件形成电性接触。

5.根据权利要求1所述的电容式触控笔，其特征在于，所述间隙的范围为介于0.5毫米至1毫米之间。

6.根据权利要求1所述的电容式触控笔，其特征在于，所述处理电路电性连接于所述笔头部，并且通过所述笔头部传送一驱动信号。

7.根据权利要求1所述的电容式触控笔，其特征在于，所述第一磁性元件电性连接于所述处理电路，所述第二磁性元件电性连接一地端。