CN108008841A - 具有双发射电极的电容笔 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种具有双发射电极的电容笔。二个发射电极之间借由发射电极遮罩隔离屏蔽，使二个发射电极发射信号端之间相距一定距离。

Description

具有双发射电极的电容笔
技术领域
本发明是有关于一种电容笔，特别是有关于一种具有双发射电极的电容笔。
背景技术
以电容笔进行触控输入已是触控技术应用的主流。电容笔可提供使用者进行书写或是在触控面板上以使用者界面执行应用程式。当电容笔接近或接触触控面板时，借由侦测电容笔与触控面板的感应电极之间产生的电容耦合可获得电容笔的坐标。为了要建立电容笔与触控面板的感应电极之间的电容耦合以获得电容笔的坐标，电容笔需接收感应电极的驱动信号并输出信号至感应电极。除了电容笔的坐标之外，电容笔的倾斜角度、方位或角度资讯均为电容笔在触控面板上应用与功能的关键资讯。本发明提出一种具有双发射电极的电容笔，将二个发射电极发射信号端之间的距离增大，使二个发射电极分别于触控面板上产生的信号距离拉远，有利于电容笔的倾斜角侦测。
发明内容
本发明的目的为提出一种具有双发射电极的电容笔，包含具有电路的电路板、第一发射电极、第二发射电极及第一发射电极遮罩。第一发射电极包含导电笔芯，导电笔芯电性连接至电路。第二发射电极包含第二发射电极环，第二发射电极环环绕第一发射电极相对于导电笔芯笔尖的第一端，第二发射电极环电性连接至电路。第一发射电极遮罩位于第一发射电极与第二发射电极之间，第一发射电极遮罩部分包覆第一发射电极，使第一发射电极仅露出邻近导电笔芯笔尖的第二端，以屏蔽第一发射电极，使第一发射电极的第二端与第二发射电极相距一定距离。
在本发明的另一个实施例中，具有双发射电极的电容笔包含具有电路的电路板、第一发射电极、第二发射电极与第一发射电极遮罩。第一发射电极包含导电笔芯、笔芯座及导电弹簧，导电笔芯一端位于笔芯座内，导电弹簧将导电笔芯与笔芯座电性连接至电路。第二发射电极包含第二发射电极环与第二发射电极导线，第二发射电极导线将第二发射电极环电性连接至电路，第二发射电极环环绕第一发射电极相对于导电笔芯笔尖的第一端。第一发射电极遮罩包覆笔芯座并位于第一发射电极与第二发射电极之间，第一发射电极遮罩部分包覆第一发射电极，使导电笔芯仅露出邻近笔尖的第二端，以屏蔽第一发射电极，使导电笔芯的第二端与第二发射电极环相距一定距离。
在本发明的另一个实施例中，具有双发射电极的电容笔包含具有电路的电路板、第一发射电极、第二发射电极、第一发射电极遮罩与绝缘遮罩。第一发射电极包含导电笔芯、笔芯座及导电弹簧，导电笔芯一端位于笔芯座内，导电弹簧将导电笔芯与笔芯座电性连接至电路。第二发射电极包含第二发射电极环与第二发射电极导线，第二发射电极导线将第二发射电极环电性连接至电路，第二发射电极环环绕第一发射电极相对于导电笔芯笔尖的第一端。第一发射电极遮罩部分环绕导电笔芯、笔芯座及导电弹簧，导电笔芯仅露出邻近笔尖的第二端，以屏蔽第一发射电极，使导电笔芯的第二端与第二发射电极环相距一定距离。绝缘遮罩遮盖第一发射电极遮罩，第一发射电极遮罩与绝缘遮罩位于第一发射电极与第二发射电极之间，第二发射电极部分包覆第一发射电极遮罩与绝缘遮罩。
借由上述方案，本发明具有以下优点：二个发射电极之间借由发射电极遮罩隔离屏蔽，使二个发射电极发射信号端之间相距一定距离。
附图说明
图1A至图1F显示根据本发明的一个实施例具有双发射电极的电容笔的多个包含部分元件的结构示意图。
图2A至图2G显示根据本发明另一个实施例具有双发射电极的电容笔的多个包含部分元件的结构示意图。
【主要元件符号说明】
100：电容笔 101：电路板
102：导电笔芯 104：笔芯座
105：第一发射电极接地导线 106：导电弹簧
107：绝缘消音O形环 108：第一发射电极遮罩
109：第二发射电极导线 110：笔尖压力感测器固定座
112：第二发射电极环 116：第一后端遮罩
118：第二后端遮罩 122：第一骨架
124：第二骨架 200：电容笔
201：电路板 202：导电笔芯
204：笔芯座 206：导电弹簧
207：导线 208：第一发射电极遮罩
209：第二发射电极导线 210：压力感测器固定座
211：绝缘遮罩 213：绝缘消音O形环
214：第二发射电极环 216：第一后端遮罩
218：第二后端遮罩 222：第一骨架
224：第二骨架
具体实施方式
本发明的一些实施例将详细描述如下。然而，除了如下描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行，且本发明的范围并不受实施例的限定，其以之后的专利范围为准。再者为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图式内各部分并没有依照其相对尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部分也未完全绘出，以求图式的简洁。在本发明的实施例中，一些关于电容笔但对于本发明而言并非关键，且为本发明所属技术领域具有一般技术者习知并可实施或使用的特征，在此处将不会详细地描述。
图1A至图1F显示根据本发明的一个实施例具有双发射电极的电容笔的多个包含部分元件的结构示意图。在图1A至图1F所示的实施例中，省略多个对于本发明而言并非关键，而为本发明所属技术领域具有一般技术者习知并可实施的特征，例如电容笔的笔壳、功能按键、电源等。
图1A所示为根据本发明的一个实施例的电容笔100的基本结构。图1A所示的电容笔100的基本结构包含电容笔电路板101、导电笔芯102、笔芯座104、第一发射电极接地导线105、导电弹簧106、第二发射电极导线109、笔尖压力感测器固定座110以及绝缘消音O形环107。导电笔芯102的触控尖端包含耐磨软性材料。笔芯座104包含导体材料。笔芯座104部分包覆导电笔芯102并穿过导电弹簧106接触感测器固定座110。导电弹簧106环绕连接笔芯座104一部分并电性连接至电路板101上的电路。第二发射电极导线109一端呈半圆形环绕感测器固定座110，另一端同样电性连接至电路板101上的电路。第一发射电极接地导线105包含导电材料。绝缘消音O形环107位于笔芯座104上。第一发射电极接地导线105、导电弹簧106与第二发射电极导线109的更多特征将在以下内容进一步说明。
图1B所示的电容笔100的部分结构更包含第一发射电极遮罩108。第一发射电极遮罩108包含导电材料，但除与第一发射电极接地导线105的接触面外其余所有表面需绝缘加工处理，绝缘加工处理包含絶缘漆、絶缘膜、阳极处理所产生的絶缘氧化层等。第一发射电极遮罩108将大部分导电笔芯102与笔芯座104包覆在内，其一端与导电弹簧106之间为绝缘消音O形环107。第一发射电极接地导线105连接第一发射电极遮罩108与第二后端遮罩118，再经由第二后端遮罩118与电容笔电路板101焊接后接地。导电笔芯102、笔芯座104与导电弹簧106组成第一发射电极(Tx1)，借由第一发射电极遮罩108进行信号屏蔽，以避免与由第二发射电极环112与第二发射电极导线109组成的第二发射电极(Tx2)发生信号干扰。
图1C所示的电容笔100的部分结构更包含第二发射电极环112。第二发射电极环112包含导电材料。图1A与图1B所示第二发射电极导线109呈半圆形且环绕感测器固定座110的一端连接第二发射电极环112，将第二发射电极环112电性连接至电路板101上的电路。第二发射电极环112与第二发射电极导线109组成第二发射电极(Tx2)。
图1D所示的电容笔100的部分结构更包含第一后端遮罩116。第一后端遮罩116包含导电材料。图1E所示的电容笔100的部分结构更包含第二后端遮罩118。第二后端遮罩118包含导电材料。第一发射电极接地导线105连接第一发射电极遮罩108与第二后端遮罩118，再经由第二后端遮罩118与电容笔电路板101焊接后接地。图1F所示的电容笔100的部分结构更包含第一骨架122与第二骨架124。第一骨架122与第二骨架124结合包覆并固定电路板101、第一发射电极遮罩108、导电弹簧106与感测器固定座110等元件。第二发射电极环112、第一后端遮罩116与第二后端遮罩118则包覆部分第一骨架122与第二骨架124。
由导电笔芯102、笔芯座104与导电弹簧106组成的第一发射电极(Tx1)借由第一发射电极遮罩108进行信号屏蔽，以避免与由第二发射电极环112与第二发射电极导线109组成的第二发射电极(Tx2)发生信号干扰。由于第一发射电极遮罩108几乎完全包覆导电笔芯102与笔芯座104，而仅有导电笔芯102前端伸出，第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)之间的距离可以拉开。第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)之间的距离则与电容笔倾斜角度计算有关。亦即第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)之间的适当距离有利于电容笔倾斜角度计算。
图2A至图2G显示根据本发明另一个实施例具有双发射电极的电容笔的多个包含部分元件的结构示意图。图2A至图2G所示的实施例中同样省略多个非关键，而为本发明所属技术领域具有一般技术者习知并可实施的特征。
图2A所示为根据本发明的一个实施例的电容笔200的基本结构。图2A所示的电容笔200的基本结构包含电路板201、导电笔芯202、笔芯座204、导电弹簧206、导线207、第二发射电极导线209、笔尖压力感测器固定座210以及绝缘消音O形环213。导电笔芯202的触控尖端包含耐磨软性材料，但不限于此。笔芯座204包含导体材料。笔芯座204部分包覆导电笔芯202并穿过导电弹簧206接触感测器固定座210。导电弹簧206环绕连接笔芯座204一部分并电性连接至电路板201上的电路。第二发射电极导线209一端呈半圆形环绕感测器固定座210，另一端同样电性连接至电路板201上的电路。绝缘消音O形环213则位于笔芯座204上。导线207包含排线，用于将笔尖压力感测器固定座210内的压力感测器连接至电路板201上的电路。
图2B所示的电容笔200的部分结构更包含第一发射电极遮罩208。第一发射电极遮罩208包含导电材料并连接第一后端遮罩216，借由第一后端遮罩216串联接触第二后端遮罩218，再与电路板201焊接后接地。第一发射电极遮罩208将大部分导电笔芯202与笔芯座204包覆在内。导电笔芯202、笔芯座204、与导电弹簧206组成第一发射电极(Tx1)。
图2C所示的电容笔200的部分结构更包含绝缘遮罩211。绝缘遮罩211须包覆第一发射电极遮罩208，因此其较佳的尺寸须大于第一发射电极遮罩208。绝缘遮罩211的材质包含聚酯材料，例如密拉(Mylar)，但不限于此。绝缘遮罩211亦可由第一发射电极遮罩208表面绝缘处理取代。
图2D所示的电容笔200的部分结构更包含第二发射电极环214。第二发射电极环214包含导电材料。图2A至图2C中所示第二发射电极导线209呈半圆形且环绕感测器固定座210的一端连接第二发射电极环214，将第二发射电极环214电性连接至电路板201上的电路。第二发射电极环214与第二发射电极导线209组成第二发射电极(Tx2)。第一发射电极遮罩208与第二发射电极环214之间由绝缘遮罩211隔离。
图2E所示的电容笔200的部分结构更包含第一后端遮罩216。第一后端遮罩216包含导电材料。图2F所示的电容笔200的部分结构更包含第二后端遮罩218。第二后端遮罩218包含导电材料。图2G所示的电容笔200的部分结构更包含第一骨架222与第二骨架224。第一骨架222与第二骨架224结合包覆并固定电路板201、导电弹簧206与感测器固定座210等元件。第一发射电极遮罩208、绝缘遮罩211、第二发射电极环214、第一后端遮罩216与第二后端遮罩218则包覆部分第一骨架222与第二骨架224。
由导电笔芯202、笔芯座204与导电弹簧206组成的第一发射电极(Tx1)借由第一发射电极遮罩208进行信号屏蔽，以避免与由第二发射电极环214与第二发射电极导线209组成的第二发射电极(Tx2)发生信号干扰。由于第一发射电极遮罩208几乎完全包覆导电笔芯202与笔芯座204，而仅有导电笔芯202前端伸出，第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)之间的距离可以拉开，而有利于电容笔倾斜角度计算。
与图1A至图1F所示的具有双发射电极的电容笔100相比，图2A至图2G所示的具有双发射电极的电容笔200的第一发射电极遮罩208是包覆第一骨架222与第二骨架224，而并非如第一发射电极遮罩108被第一骨架122与第二骨架124包覆在内。
当电容笔触及或悬浮在触控面板上，电容笔的第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)与触控面板的电容感应电极阵列分别产生电容，且感应电极阵列的电容因电容笔与感应电极之间的电容而改变。触控面板的感应电路可通过扫描感应电极获取电容笔坐标、倾斜角度、倾斜程度或倾斜角度的资讯。当第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)之间的距离越大，第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)分别在触控面板的电容感应电极阵列上产生的信号距离就越远，在本发明实施例中，由于已借由第一发射电极遮罩将第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)之间的距离加大，如此即使当电容笔倾斜角越趋近于垂直(90度)于触控面板时，第一发射电极(Tx1)与第二发射电极(Tx2)分别所产生的信号的距离，仍能维持较远的距离而不至于过于接近，并进而使触控面板更容易侦测出电容笔的倾斜角度。
上述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟悉此技艺的人士能了解本发明的内容并据以实施，当不能据以限定本发明的专利范围，即凡其他未脱离本发明所揭示精神所完成的各种等效改变或修饰都涵盖在本发明所揭露的范围内，均应包含在以下的申请专利范围内。

Claims (15)

1.一种具有双发射电极的电容笔，其特征在于包含：
具有电路的电路板；
第一发射电极，包含导电笔芯，该导电笔芯电性连接至该电路；
第二发射电极，包含第二发射电极环，该第二发射电极环环绕该第一发射电极相对于该导电笔芯笔尖的第一端，该第二发射电极环电性连接至该电路；及
第一发射电极遮罩，该第一发射电极遮罩位于该第一发射电极与该第二发射电极之间，该第一发射电极遮罩部分包覆该第一发射电极，使该第一发射电极仅露出邻近该导电笔芯笔尖的第二端，以屏蔽该第一发射电极，使该第一发射电极的该第二端与该第二发射电极相距一定距离。
2.根据权利要求1所述的电容笔，其特征在于：更包含第一骨架与第二骨架，该第一骨架与该第二骨架结合包覆并固定该电路板。
3.根据权利要求2所述的电容笔，其特征在于：其中该第一发射电极遮罩位于该第一骨架与该第二骨架之内，该第二发射电极环位于该第一骨架与该第二骨架之外。
4.根据权利要求2所述的电容笔，其特征在于：其中该第一发射电极遮罩位于该第一骨架与该第二骨架之外，该第二发射电极环位于该第一骨架与该第二骨架之外。
5.一种具有双发射电极的电容笔，其特征在于包含：
具有电路的电路板；
第一发射电极，包含导电笔芯、笔芯座及导电弹簧，该导电笔芯一端位于该笔芯座内，该导电弹簧将该导电笔芯与该笔芯座电性连接至该电路；
第二发射电极，包含第二发射电极环与第二发射电极导线，该第二发射电极导线将该第二发射电极环电性连接至该电路，该第二发射电极环环绕该第一发射电极相对于该导电笔芯笔尖的第一端；及
第一发射电极遮罩，该第一发射电极遮罩包覆该笔芯座并位于该第一发射电极与该第二发射电极之间，该第一发射电极遮罩部分包覆该第一发射电极，使该导电笔芯仅露出邻近笔尖的第二端，以屏蔽该第一发射电极，使该导电笔芯的该第二端与该第二发射电极环相距一定距离。
6.根据权利要求5所述的电容笔，其特征在于：更包含第一骨架与第二骨架，该第一骨架与该第二骨架结合包覆并固定该电路板、该笔芯座与该第一发射电极遮罩，该第二发射电极环位于该第一骨架与该第二骨架之外。
7.根据权利要求5所述的电容笔，其特征在于：其中该导电弹簧环绕该笔芯座相对于该导电笔芯笔尖的一端。
8.根据权利要求5所述的电容笔，其特征在于：其中该第一发射电极遮罩与该导电弹簧包覆该笔芯座。
9.根据权利要求6所述的电容笔，其特征在于：更包含第一后端遮罩与第二后端遮罩，该第一后端遮罩与该第二后端遮罩包覆该电路板与第一骨架与该第二骨架。
10.根据权利要求9所述的电容笔，其特征在于：更包含第一发射电极接地导线，该第一发射电极接地导线将该第一发射电极遮罩电性连接至该第二后端遮罩。
11.一种具有双发射电极的电容笔，其特征在于包含：
具有电路的电路板；
第一发射电极，包含导电笔芯、笔芯座及导电弹簧，该导电笔芯一端位于该笔芯座内，该导电弹簧将该导电笔芯与该笔芯座电性连接至该电路；
第二发射电极，包含第二发射电极环与第二发射电极导线，该第二发射电极导线将该第二发射电极环电性连接至该电路，该第二发射电极环环绕该第一发射电极相对于该导电笔芯笔尖的第一端；
第一发射电极遮罩，该第一发射电极遮罩部分环绕该导电笔芯、该笔芯座及该导电弹簧，该导电笔芯仅露出邻近笔尖的第二端，以屏蔽该第一发射电极，使该导电笔芯的该第二端与该第二发射电极环相距一定距离；及
绝缘遮罩，该绝缘遮罩遮盖该第一发射电极遮罩，该第一发射电极遮罩与该绝缘遮罩位于该第一发射电极与该第二发射电极之间，该第二发射电极部分包覆该第一发射电极遮罩与该绝缘遮罩。
12.根据权利要求11所述的电容笔，其特征在于：更包含第一骨架与第二骨架，该第一骨架与该第二骨架结合包覆并固定该电路板、该笔芯座与该导电弹簧，该第一发射电极遮罩、该绝缘遮罩与该第二发射电极环位于该第一骨架与该第二骨架之外。
13.根据权利要求11所述的电容笔，其特征在于：其中该导电弹簧环绕该笔芯座相对于该导电笔芯笔尖的一端。
14.根据权利要求11所述的电容笔，其特征在于：其中该第一发射电极遮罩与该导电弹簧包覆该笔芯座。
15.根据权利要求12所述的电容笔，其特征在于：更包含第一后端遮罩与第二后端遮罩，该第一后端遮罩与该第二后端遮罩包覆该电路板与第一骨架与该第二骨架。
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