CN112306267B - 主动式电容笔 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种主动式电容笔，包括：笔尖以及笔体；笔尖包括导电软壳以及填充流体，导电软壳内设有密封腔体，密封腔体的一端设有伸缩端，填充流体填充于密封腔体内；笔体与笔尖设有伸缩端的一端连接，笔体内设有感应机构及处理机构，处理机构与感应机构电性连接；感应机构的感应端与伸缩端对应设置；本申请的主动式电容笔通过在笔尖的导电软壳内设置密封腔体，密封腔体内填充有填充流体，以使用户在书写时笔尖能够产生变形，感应机构通过检测伸缩端的作用力，使得用户的书写力度大小能够同时匹配笔尖的变形程度、笔尖与电容屏的接触面积以及电容屏上书写轨迹的粗细程度，模拟毛笔字的书写特征，有效提高用户的书写体验。

Description

主动式电容笔
技术领域
本申请属于电容笔技术领域，更具体地说，是涉及一种主动式电容笔。
背景技术
目前市场上智能交互显示设备种类越来越多，而随着电容方案的快速发展，大尺寸的交互显示设备均配备书写笔。使用书写笔种类以被动笔居多，高端机型大屏上才使用主动笔，目前由于交互显示大屏电容技术刚刚兴起，支撑主动笔电容的方案也不成熟。
请参阅图1，在现有技术中，主动电容笔主要由导电材质笔尖01以及金属笔身02组成，金属笔身02内部含有压感模块03，压感模块03用于完成压感检测。该导电材质笔尖01用于接触触屏的书写面，主动电容笔通过与书写面接触，导电材质笔尖01将平行于金属笔身02的压力反馈给压感模块03；压感模块03通过导电材质笔尖01反馈压力大小，触屏根据通过压感模块03反馈的压力大小来显示书写轨迹的粗细程度。
但是，在书写体验时，需要通过施加给导电材质笔尖01的力大小，控制触屏上笔迹的粗细。触屏上的笔迹粗细程度变化时，导电材质笔尖01与书写面的接触面积却并没有变动，导电材质笔尖01与触屏之间的接触面积与笔迹显示面积不匹配，导致通过主动电容笔体验书写时与实际用笔书写时的体验不同，尤其是通过主动电容笔体验书写毛笔字时，用户体验更加不佳。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种主动式电容笔，以解决现有技术对主动式电容笔使用过程中存在的笔尖接触面积与笔迹显示面积不匹配的技术问题。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种主动式电容笔，包括：笔尖以及笔体；
所述笔尖包括导电软壳以及填充流体，所述导电软壳内设有密封腔体，所述密封腔体的一端设有伸缩端，所述填充流体填充于所述密封腔体内；
所述笔体与所述笔尖设有所述伸缩端的一端连接，所述笔体内设有感应机构及处理机构，所述处理机构与所述感应机构电性连接；所述感应机构的感应端与所述伸缩端对应设置，以使所述伸缩端的作用力传递至所述感应机构的感应端。
可选地，所述密封腔体的径向截面面积由所述密封腔体远离所述伸缩端的一端向所述密封腔体靠近所述伸缩端的一端逐渐增大。
可选地，所述导电软壳的内壁设有密封膜，所述填充流体包裹于所述密封膜内。
可选地，所述伸缩端与所述密封膜相互连通，使得所述填充流体能在所述伸缩端与所述密封膜内自由流动。
可选地，所述笔尖还包括位于所述伸缩端与所述感应机构的感应端之间的挡板，所述挡板与所述伸缩端固定连接，所述感应机构的感应端与所述挡板接触。
可选地，所述挡板的一侧还设有若干弹性件，所述弹性件的一端与所述挡板接触，且另一端与所述笔体接触。
可选地，所述导电软壳具有耐磨头，所述耐磨头位于所述导电软壳远离所述笔体的一端。
可选地，所述感应机构为压力传感器。
可选地，所述感应机构包括可变电阻以及电信号模组，所述挡板与所述可变电阻滑动连接，所述可变电阻与所述电信号模组串联，所述电信号模组与所述处理机构电性连接。
可选地，所述处理机构包括信息处理模组、信息传送模组以及电源模组，所述信息传送模组分别与所述感应机构、信息传送模组以及电源模组电性连接。
本申请提供的主动式电容笔的有益效果在于：与现有技术相比，通过在笔尖的导电软壳内设置密封腔体，密封腔体内填充填充流体，以使用户在书写时笔尖能够产生变形，感应机构通过检测伸缩端的作用力，使得用户的书写力度大小能够同时匹配笔尖的变形程度、笔尖与电容屏的接触面积以及电容屏上书写轨迹的粗细程度，模拟毛笔字的书写特征，有效提高用户的书写体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请现有技术提供的主动电容笔的剖视结构示意图；
图2为本申请第一实施例提供的主动式电容笔的主视结构示意图；
图3为图2中的沿A-A线的剖视结构示意图；
图4为图3中的B区域的放大图；
图5为本申请第二实施例提供的沿A-A线的剖视结构示意图；
图6为图5的感应机构的电路原理示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例一
请一并参阅图2至图4，现对本申请第一实施例提供的主动式电容笔100进行说明。主动式电容笔100，包括：笔尖10以及笔体20。
具体的，笔尖10包括导电软壳11以及填充流体12，导电软壳11内设有密封腔体14，密封腔体14的一端设有伸缩端15，填充流体12填充于密封腔体14内。
必须说明的是，由于现有技术中的导电材质笔尖01为与触屏接触面积固定的硬物，导电材质笔尖01与触屏为硬接触。而本申请第一实施例中采用的导电软壳11可形变，柔软性能好，可以在引起电容屏的电容变化的同时保护电容屏免于刮擦，延长电容屏的寿命。本申请并不对导电软壳11的材质进行限定，例如，在一些具体的实施方式中，导电软壳11可以是导电橡胶或者导电硅胶等材质。填充流体12可以是气体或者液体之一，例如水、润滑油等无毒无害的流体，即使导电软壳11破裂，也不会对使用者造成伤害。
具体的，笔体20与笔尖10设有伸缩端15的一端连接，笔体20内设有感应机构211及处理机构212，处理机构212与感应机构211电性连接；感应机构211的感应端与伸缩端15对应设置，以使伸缩端15的作用力传递至感应机构211的感应端。
必须说明的是，当笔尖10受到压力能够发生形变，密封腔体14内的填充流体12受到压缩，使得伸缩端15伸长，感应机构211检测到的压力也会增大，进而判断此时笔尖10的变形程度增大，也即笔尖10与电容屏的接触面积跟着变大，经过处理机构212的处理后，在该电容屏上显示的书写轨迹也变粗。反之，笔尖10受到压力减小时，使得伸缩端15收缩，感应机构211检测到的压力也会减小，进而判断此时笔尖10的变形程度减小，也即笔尖10与电容屏的接触面积跟着减小，经过处理机构212的处理后，在该电容屏上显示书写轨迹也变细。主动式电容笔100可以模拟书写毛笔字的特征，尤其适合书写毛笔字的用户。
本申请提供的主动式电容笔100，与现有技术相比，通过在笔尖10的导电软壳11内设置密封腔体14，密封腔体14内填充有填充流体12，以使用户在书写时笔尖10能够产生变形，感应机构211通过检测伸缩端15的作用力，使得用户的书写力度大小能够同时匹配笔尖10的变形程度、笔尖10与电容屏的接触面积以及电容屏上书写轨迹的粗细程度，模拟毛笔字的书写特征，有效提高用户的书写体验。
可选地，请参阅图3，密封腔体14的径向截面面积由密封腔体14远离伸缩端15的一端向密封腔体14靠近伸缩端15的一端逐渐增大。通过模拟常规毛笔的形状，使得用户在使用主动式电容笔100时，能够获得更好的体验。
可选地，请一并参阅图3至图4，导电软壳11的内壁设有密封膜16，填充流体12包裹于密封膜16内。通过密封膜16可以进一步对填充流体12起到密封作用，即使导电软壳11磨损破裂，填充流体12也不会流出。
可选地，请一并参阅图3至图4，伸缩端15与密封膜16相互连通，使得填充流体12能在伸缩端15与密封膜16内自由流动。当导电软壳11变形时，密封膜16内的填充流体12会流向伸缩端15内，使得伸缩端15伸长；反之，导电软壳11恢复正常时，伸缩端15内的填充流体12会流向密封膜16内，使得伸缩端15缩短，进而停止给感应机构211施加压力。值得说明的是，伸缩端15的侧壁可以设置为楞条状或者皱褶状，使得伸缩端15可以自由弹性伸缩。
可选地，请一并参阅图3至图4，笔尖10还包括位于伸缩端15与感应机构211的感应端之间的挡板13，挡板13与伸缩端15固定连接，感应机构211的感应端与挡板13接触。通过设置挡板13，伸缩端15伸长时，可以推动挡板13，通过挡板13与感应机构211的感应端接触，使得感应机构211的感应端受力更加均匀，以减小感应机构211检测到的压力误差。
可选地，请一并参阅图3至图4，挡板13的一侧还设有若干弹性件17，弹性件17的一端与挡板13接触，且另一端与笔体20接触。弹性件17优选采用螺旋弹簧，当导电软壳11变形时，伸缩端15伸长，并推动挡板13，使得弹性件17受到压缩，此时弹性件17能加强挡板13的平衡性；当笔尖10受到的压力减小时，在弹性件17的内力作用下，能迅速使得伸缩端15与挡板13恢复，进而加快笔尖10恢复原样。
可选地，请参阅图3，导电软壳11具有耐磨头18，耐磨头18位于导电软壳11远离笔体20的一端。通过耐磨头18可以避免在长期书写过程中将导电软壳11磨破，耐磨头18可以与导电软壳11同一材质且通过一体成型制造，当然，耐磨头18也可以是后期固定于导电软壳11上的耐磨材料层，耐磨材料层可以是高锰钢、合金耐磨钢等材料，旨在提高导电软壳11耐磨作用。
可选地，在一些实施例中，感应机构211为压力传感器。压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。通过压力传感器可精准感应挡板13受到的压力大小，反应灵敏。
实施例二
请一并参阅图5以及图6，现对本申请第二实施例提供的主动式电容笔100进行说明。本申请第二实施例的主动式电容笔100与第一实施例中的主动式电容笔100相同，同样包括：笔尖10以及笔体20。
不同之处在于：感应机构211包括可变电阻2111以及电信号模组2112，挡板13与可变电阻2111滑动连接，可变电阻2111与电信号模组2112串联，电信号模组2112与处理机构212电性连接。可以理解的是，电信号模组2112可以为高精度的电子电流计，当伸缩端15伸长时会推动挡板13运动，此时，可变电阻2111会发生变化，导致经过可变电阻2111的电流发生变化，电信号模组2112能够测试经过可变电阻2111的电流大小，并通过电信号发送至处理机构212，处理机构212通过预设的协议将电信号转化为数字信号，实现信号的转换。相对于采用压力传感器作为感应机构211，采用可变电阻2111以及电信号模组2112组成的感应机构211具有更长的使用寿命，并且输出电流受温度以及湿度干扰较小，使用范围广。
实施例三
请一并参阅图3或图5，现对本申请第三实施例提供的主动式电容笔100进行说明。本申请第三实施例的主动式电容笔100与第一实施例的主动式电容笔100或第二实施例的主动式电容笔100相同。
不同之处在于：处理机构212包括信息处理模组2121、信息传送模组2122以及电源模组2123，信息传送模组2122分别与感应机构211、信息传送模组2122以及电源模组2123电性连接。可以理解的是，电源模组2123可以采用可拆卸电池或者可充电电池，旨在实现为主动式电容笔100供电。信息处理模组2121可以为常用单片机，例如型号为TMS370、MSP430、PHLIPIS 51PLC等，旨在实现通过预设的协议将电信号转化为数字信号，并将数字信号以私有协议进行打包，通过信息传送模组2122可以通过天线或蓝牙等无线方式发送到主机侧，主机侧可以是PC终端或者是安卓终端，以实现压感数据的传送，该主机侧控制电容屏显书写轨迹的粗细，进而模拟毛笔字的书写特征，提高用户的书写体验。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种主动式电容笔，其特征在于，包括：笔尖以及笔体；
所述笔尖包括导电软壳以及填充流体，所述笔尖为锥形，所述导电软壳内设有密封腔体，所述密封腔体的一端设有伸缩端，所述填充流体填充于所述密封腔体内，所述导电软壳的内壁设有密封膜，所述填充流体包裹于所述密封膜内，伸缩端与密封膜相互连通，使得填充流体在伸缩端与密封膜内自由流动，伸缩端的侧壁为楞条状或者皱褶状，使得伸缩端自由弹性伸缩；
所述笔体与所述笔尖设有所述伸缩端的一端连接，所述笔体内设有感应机构及处理机构，所述处理机构与所述感应机构电性连接；所述感应机构的感应端与所述伸缩端对应设置，以使所述伸缩端的作用力传递至所述感应机构的感应端。
2.如权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述密封腔体的径向截面面积由所述密封腔体远离所述伸缩端的一端向所述密封腔体靠近所述伸缩端的一端逐渐增大。
3.如权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述笔尖还包括位于所述伸缩端与所述感应机构的感应端之间的挡板，所述挡板与所述伸缩端固定连接，所述感应机构的感应端与所述挡板接触。
4.如权利要求3所述的主动式电容笔，其特征在于，所述挡板的一侧还设有若干弹性件，所述弹性件的一端与所述挡板接触，且另一端与所述笔体接触。
5.如权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述导电软壳具有耐磨头，所述耐磨头位于所述导电软壳远离所述笔体的一端。
6.如权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述感应机构为压力传感器。
7.如权利要求3所述的主动式电容笔，其特征在于，所述感应机构包括可变电阻以及电信号模组，所述挡板与所述可变电阻滑动连接，所述可变电阻与所述电信号模组串联，所述电信号模组与所述处理机构电性连接。
8.如权利要求1至7任意一项所述的主动式电容笔，其特征在于，所述处理机构包括信息处理模组、信息传送模组以及电源模组，所述信息传送模组分别与所述感应机构、信息传送模组以及电源模组电性连接。
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