CN113176832A - 主动式触控笔、触控系统及交互方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种主动式触控笔，包括笔尖机构及设置于所述笔尖机构周围的导电件，所述笔尖机构包括用于发送信号的导电笔芯及套设于所述导电笔芯外的隔离件，所述导电笔芯通过软质的导电材料制成，所述导电件用于收接信号，所述导电件套设于所述隔离件外以使得所述导电笔芯与所述导电件隔离。由于所述导电笔芯无套接软质套，能直接接触触控面板，使所述导电笔芯发射信号性能较强；另外，所述导电笔芯由软质的导电材料制成，所述导电笔芯与所述可折叠触控面板的接触过程中不会划伤所述触控面板，以防止所述可折叠触控面板产生划痕。本发明还提供设有所述主动式触控笔的触控系统及所述触控系统的交互方法。
Description
技术领域
本发明涉及输入设置领域，尤其涉及一种主动式触控笔、设有所述主动式触控笔的触控系统，以及所述触控系统的交互方法。
背景技术
现有的主动式触控笔包括电磁笔和电容笔，所述电磁笔通过采用电磁感应的方式来确定笔的位置，需要配套的电磁板模组，结构复杂、制造成本较高；所述电容笔通过采用触控的方式，不需要额外增设其他感应层，结构简单，制造成本较低。为了提升主动式触控笔的抗干扰能力，目前的电容笔均采用双向通讯协议，即屏幕发射上行信号给主动式触控笔，所述主动式触控笔接收到所述上行信号后回复所述屏幕下行信号，使两者完成握手信息，才能所述主动式触控笔正常使用。为了完成所述主动式触控笔与所述屏幕的握手信息，需要同时保证上行信号的强度和主动式触控笔具有足够强的接收能力。
现有的主动式触控笔与可折叠触控面板配置使用时，由于覆盖在所述可折叠触控面板的出光面上的盖膜刚性较低，若现有的主动式触控笔的金属笔芯直接与所述可折叠触控面板接触，所述金属笔芯容易划伤所述可折叠触控面板，因此，现有的主动式触控笔的金属笔芯的外部均套设有软质套，以防止所述金属笔芯划伤所述可折叠触控面板。然而，所述软质套衰减了所述金属笔芯的下行信号量，影响所述主动式触控笔与所述柔性屏的握手，可能导致两者的配对失败。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能增强发射信号功能的主动式触控笔、设有所述主动式触控笔的触控系统，以及所述触控系统的交互方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种主动式触控笔，其包括笔尖机构及设置于所述笔尖机构周围的导电件，所述笔尖机构包括用于发送信号的导电笔芯，所述导电笔芯采用软质的导电材料制成，所述导电件用于收接信号，所述导电笔芯与所述导电件隔离。
本发明还提供一种触控系统，包括具有触控面板的电子设备及主动式触控笔，所述触控面板向所述主动式触控笔发送上行信号，所述主动式触控笔的导电件收接所述上行信号，所述主动式触控笔获取所述上行信号并控制所述导电笔芯向所述触控面板发送下行信号。
本发明还提供一种触控系统的交互方法，包括主动式触控笔及具有触控面板的电子设备，所述交互方法包括：所述触控面板向所述主动式触控笔发送上行信号；所述主动式触控笔的导电件接收所述上行信号；所述主动式触控笔获取所述上行信号并根据所述上行信号控制导电笔芯发送下行信号；所述触控面板接收所述下行信号获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。
本发明提供的主动式触控笔包括通过软质导电材料制成的导电笔芯，所述导电笔芯接触触控面板以执行触控操作。由于所述导电笔芯直接接触所述可折叠触控面板，在相同的笔尖驱动电压下，所述导电笔芯的下行信号量较强，以满足所述主动式触控笔与所述可折叠触控面板的握手；另外，所述导电笔芯由软质的导电材料制成，因此，所述导电笔芯与所述可折叠触控面板的接触过程中不会划伤所述触控面板，以防止在所述触控面板上产生划痕。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的第一实施例提供的主动式触控笔的立体结构示意图；
图2是图1中的主动式触控笔的笔头部分的立体结构的剖视示意图；
图3是图2中的主动式触控笔的部分立体结构分解示意图；
图4是图3中的主动式触控笔的另一视角的立体结构示意图；
图5是图3中的主动式触控笔的进一步的立体结构分解示意图；
图6是图4中的主动式触控笔的进一步的立体结构分解示意图；
图7是图6中的主动式触控笔的笔尖机构的立体结构分解示意图；
图8是图7中的笔尖机构的立体结构组装图；
图9是图8中的笔尖机构沿IX-IX线的剖视图；
图10是图5中的主动式触控笔的导电件的立体剖视图；
图11是图2中沿XI-XI线的剖视图；
图12是图1中的主动式触控笔的使用状态示意图；
图13是图12中沿XIII-XIII线的剖视图；
图14是本发明的第二实施例提供的主动式触控笔的局部结构剖视示意图；
图15是图14中的主动式触控笔的导电件的剖视结构示意图；
图16是本发明的第三实施例提供的主动式触控笔的局部结构剖视示意图；
图17是图16中的主动式触控笔的导电件的立体剖视结构示意图；
图18是本发明的其中一实施例提供的触控系统的立体结构示意图；
图19是本发明的其中一实施例提供的触控系统的交互方法的流程图。
主要标号说明：100、100a、100b、主动式触控笔；20、外壳；21、锥管；23、笔管；212、端面；214、215、定位槽；通孔；30、主板；32、处理器；40、笔尖机构；42、导电笔芯；421、笔头；4213、第二定位面；4214、笔尖部；4215、连接部；423、定位部；425、颈部；4251、下颈部；4253、上颈部；4254、第一定位面4254；44、隔离件；442、第一定位筒；4421、内周面；4423、端面；445、第二定位筒；4451、定位槽；4453、定位条；50、50a、50b、导电件；51、第一导电筒；53、第二导电筒；54、连接环；55、外扩筒；551、筒体；553、连接部；501、导线；56、导电外筒；562、连接环；564、564b、导电环；60、定位机构；61、定位壳；612、收容槽；613、止挡块；615、定位环；616、导电按件、63、连接件；631、连接柱；633、抵接块；635、限位槽；636、螺孔；65、笔芯定位件；651、定位筒；653、连接杆；655、螺杆；66、弹性复位件；300、电子设备；302、触控面板302。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请一并参阅图1至图6，图1是本发明的第一实施例提供的主动式触控笔100的立体结构示意图，图2是图1中的主动式触控笔100的笔头部分的立体结构分解示意图；图3是图2中的主动式触控笔100的部分立体结构分解示意图；图4是图3中的主动式触控笔100的另一视角的立体结构示意图；图5是图3中的主动式触控笔100的进一步的立体结构分解示意图；图6是图4中的主动式触控笔100的进一步的立体结构分解示意图。本发明的第一实施例提供的主动式触控笔100，其包括外壳20、设于所述壳体20内腔的主板30、笔尖机构40、设置于所述笔尖机构40周围的导电件50，以及定位机构60；所述笔尖机构40包括用于发送信号的导电笔芯42及套设于所述导电笔芯42外的隔离件44，所述导电笔芯42通过软质导电材料制成；所述导电件50用于收接信号，所述导电件50套设于所述隔离件42外，以使得所述导电笔芯42与所述导电件50隔离，即所述导电笔芯42与所述导电件50之间不导电。所述定位机构60用于安装所述笔尖机构40至所述外壳20的内腔，且所述导电笔芯40通过所述定位机构60电连接于所述外壳20内的主板30；所述导电件50通过导线501电连接于所述主板30。
所述主动式触控笔100与电子装置如触控面板配合使用时，所述导电件50接收所述触控面板发送的上行信号，并通过导线501传导至所述主板30，所述主板30依据储存于记忆模块的扫描频率程序代码产生下行信号；所述导电笔芯42的顶部接触到所述触控面板，所述主板30产生的下行信号通过所述导电笔芯42发射至所述触控面板，以使所述主动式触控笔100对所述触控面板执行触控操作，即完成所述主动式触控笔100的导电笔芯42与所述触控面板的握手信息。本发明中，所述触控面板为可折叠手机的屏幕。所述上行信号指电子装置如触控面板发射给所述主动式触控笔100的信号，所述下行信号指所述主动式触控笔100的导电笔芯42发射给所述触控面板的信号。
在其他实施例中，所述触控面板还可以是但不限于为可折叠平板电脑、可折叠显示屏等电子设备的屏幕。
本发明中的主动式触控笔100包括通过软质导电材料制成的导电笔芯42，所述导电笔芯42电连接于主板30，所述导电笔芯42的端部接触可折叠触控面板以执行触控操作。由于所述导电笔芯42直接接触所述可折叠触控面板，在相同的笔尖驱动电压下，所述导电笔芯42的下行信号量较强，能满足所述主动式触控笔100与所述可折叠触控面板的握手，使得所述主动式触控笔100的功耗较低；另外，所述导电笔芯42由软质导电材料制成，因此，所述导电笔芯42与所述可折叠触控面板的接触过程中不会划伤所述触控面板，以防止所述触控面板产生划痕。制成所述导电笔芯42的软质导电材料可以是但不限于导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物等。
本发明中的导电笔芯42由导电聚合物制成，所述导电笔芯42的软硬度可以根据需要进行调节，具体地，所述导电笔芯42的软硬度根据软质导电材料的各成份比例进行调节，如导电笔芯42采用导电塑料制成时，通过所述导电塑料中的树脂与导电物质如金、银、铜、镍等细粉末的成份比例进行调节软硬度；如导电笔芯42采用导电塑料制成时，通过生胶如硅橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等与导电物质如金、银、铜、镍等细粉末的成份比例进行调节软硬度。所述导电笔芯42的软硬度根据其对应不同类型的触控面板进行调节；具体地，若所述导电笔芯42与硬屏触控面板配合时，所述导电笔芯42的硬度可以较高；若所述导电笔芯42与可折叠触控面板配合时，所述导电笔芯42的硬度较低，以防止导电笔芯42划伤所述可折叠触控面板。
所述可折叠触控面板中的各层由于屏幕折叠的需求，因此，各层都采用了储存模量较低的膜材；具体地，所述可折叠触控面板一般包括层叠的支撑层、压敏胶层、底膜层、显示模组层、触控层、偏光片层、光学透明胶层及覆盖膜层；所述覆盖膜层一般采用50um-90um的透明聚酰亚胺薄膜或者超薄玻璃，所述光学透明胶层的弹性拉伸率相较于常规的硬屏更软，因此，导致所述覆盖膜层的刚性较低，现有的主动式触控笔在所述覆盖膜层上书写时，阻力较大，导致套设在金属笔芯外的软质套容易磨损，使得所述金属笔芯容易外露而在所述覆盖膜层上产生划痕。本发明的导电笔芯42采用软硬可以调节的导电材料制成，可以调节所述导电笔芯42至合适硬度，从而使得所述导电笔芯42既不容易磨损，又不会在所述覆盖膜层上产生划痕，且所述导电笔芯42直接于所述覆盖膜层接触，使所述导电笔芯42的下行信号量强。
所述隔离件44采用绝缘材料制成，进一步地，所述绝缘材料可以是绝缘硬胶，由于所述绝缘硬胶的硬度远远低于现有主动式触控笔的金属笔芯的硬度，因此，就算所述隔离件44接触所述覆盖膜层，也不会容易划伤所述覆盖膜层，免避触控面板产生划痕。
本实施例中，所述隔离件44采用绝缘聚合物制成，所述隔离件44的软硬度可以根据需要进行调节，即根据所述隔离件44对应不同类型的屏幕进行调节。优选地，制成所述隔离件44的绝缘材料可以是但不限于绝缘橡胶、绝缘树脂、绝缘硅胶、绝缘塑料等。
本实施例中，所述导电笔芯42注塑成型后在其外周面再次注塑形成所述隔离件44，以使所述导电笔芯42与所述隔离件44形成一体结构。优选地，所述导电笔芯42与所述隔离件44通过双色注塑成型于一体，即所述导电笔芯42与所述隔离件44分别采用软质导电材料与绝缘材料注塑到同一套模，使得注塑完成后的导电笔芯42与所述隔离件44结合于一体，且导电笔芯42由柔性导电材料制成，所述隔离件44由绝缘材料制成。在所述双色注塑成型的过程中，所述导电笔芯42及隔离件44的软硬度可以根据需要进行调节，且所述导电笔芯42及隔离件44的形状也可以根据需要进行设计。
在其他实施例中，所述导电笔芯42采用注塑成型制成，所述导电笔芯42与所述隔离件44之间也可以通过卡接、胶接或热压连接于一体。
请一并参阅图7-图9，图7是图6中的主动式触控笔100的笔尖机构40的立体结构分解示意图；图8是图7中的笔尖机构40的立体结构组装图；图9是图8中的笔尖机构40沿IX-IX线的剖视图。所述导电笔芯42包括位于其相对两端的笔头421及定位部423，所述笔头421延伸出所述隔离件44一端，所述定位部423延伸出所述隔离件44相对的另一端，所述笔头421用于接触所述触控面板，所述定位部423用于电连接于所述主动式触控笔100的主板30。所述笔头421的轴向长度能调节，具体地，所述笔头421沿所述导电笔芯42的轴向相对于所述隔离件44的延伸长度可以调节。本实施例中，所述笔头421概呈圆锥体，所述定位部423为圆柱体，所述圆锥体与所述圆柱体共轴线，所述圆锥体的顶部背离所述定位部423，所述笔头421的顶部为弧面或半球面。
所述导电笔芯42还包括连接于所述定位部423与所述笔头421之间的颈部425，所述隔离件44套设于所述颈部425外，以使所述导电笔芯42与所述隔离件44牢固地连接于一体。本实施例中，所述颈部425包括相互连接的下颈部4251及上颈部4253，所述下颈部4251靠近所述笔头421，所述上颈部4253靠近所述定位部423；即所述下颈部4251连接于所述笔头421，所述上颈部4253连接于所述下颈部4251与所述定位部423之间，所述下颈部4251与所述上颈部4253沿所述笔头421的轴向连接，所述隔离件44套设于所述下颈部4251及上颈部4253外。本实施例中，所述下颈部4251及所述上颈部4253均为圆台体，所述上颈部4253的锥度与所述下颈部4251的锥度不同，优选地，所述上颈部4253的锥度小于所述下颈部4251的锥度；所述上颈部4253的径向尺寸在所述定位部423往所述笔头421的方向上逐渐增大，所述下颈部4251的径向尺寸在所述定位部423往所述笔头421的方向上逐渐增大，所述上颈部4253与所述下颈部4251在连接处重合。
优选地，所述颈部425靠近所述笔头421的端部沿其周向设有第一定位面4254，所述第一定位面4254为圆台面，所述隔离件44的内周面贴合于所述第一定位面4254。本实施例中，所述下颈部4251的外周面就是所述第一定位面4254，由于所述下颈部4251的径向尺寸在所述定位部423往所述笔头421的方向上逐渐增大，因此，所述第一定位面4254相较于圆柱面增大了外周面的面积，从而增大了所述第一定位面4254与所述隔离件44的内周面的贴合面积，提升了所述隔离件44与所述导电笔芯42之间的连接强度。
如图7及图9所示，所述笔头421包括位于其顶部的笔尖部4214及连接于所述颈部425与所述笔尖部4214之间的连接部4215；所述笔尖部4214与所述连接部4215为一体机构。本实施例中，所述笔尖部4214为半球体，所述连接部4215均为圆台体，即所述笔尖部4214的外周面为半球面，所述连接部4215的外周面为圆台面，所述连接部4215的径向尺寸大于所述下颈部4251的径向尺寸；优选地，所述连接部4215的锥度大于所述下颈部4251的锥度。所述连接部4215背离所述笔尖部4214的一端设有连接于所述下颈部4251的第二定位面4213，即第二定位面4213连接于所述连接部4215的外周面与所述下颈部4251的外周面之间。优选地，所述第二定位面4213是圆台面，所述隔离件44的端面贴合于所述第二定位面4213，进一步增大了所述隔离件44与所述导电笔芯42之间的贴合面积，从而使所述隔离件44与所述隔离件44的连接更牢固。本实施例中，所述第二定位面4213的延伸方向倾斜于所述笔头421的轴向，从而增加了所述导电笔芯42与所述隔离件44的贴合面积，进一步提升了所述隔离件44与所述导电笔芯42之间的连接强度。
在其他实施例中，所述下颈部4251的外周面和/或所述上颈部4253的外周面设有若干定位槽，所述隔离件44的内周面设有对应这些定位槽的定位条；或者所述下颈部4251的外周面和/或所述上颈部4253的外周面设有若干定位条，所述隔离件44的内周面设有对应这些定位条的定位槽；从而增大所述导电笔芯42与所述隔离件44的贴合面积，使所述导电笔芯42与所述隔离件44的连接更牢固。
在其他实施例中，所述下颈部4251的外周面设有至少一台阶面和/或所述上颈部4253的外周面设有至少一台阶面，所述隔离件44的内周面设有对应所述台阶面的贴合面；从而增大所述导电笔芯42与所述隔离件44的贴合面积，使所述导电笔芯42与所述隔离件44的连接更牢固。
请一并参阅图7至图9，所述隔离件44包括沿所述颈部425的延伸方向相互连接的第一定位筒442及第二定位筒445，所述第一定位筒442的内腔与所述第二定位筒445的内腔连通；所述颈部425插设于所述第一定位筒442的内腔和所述第二定位筒445的内腔内，所述下颈部4251的圆台面贴合于所述第一定位筒442的内周面，所述上颈部4253的圆台面贴合于所述第二定位筒445的内周面。所述第一定位筒442远离所述第二定位筒445的端面抵顶于所述笔头421，所述第二定位筒445远离所述第一定位筒442的端面抵顶于所述定位部423。具体地，所述第一定位筒442远离所述第二定位筒445的端面贴合于所述导电笔芯42的第二定位面4213，所述第二定位筒445远离所述第一定位筒442的端面贴合于所述定位部423面朝所述颈部425的端面。所述定位部423的径向尺寸大于所述上颈部4253的径向尺寸，所述第二筒体445远离所述第一筒体442的端面贴合于所述定位部423面朝所述笔头421的端面，从而使所述隔离件44与所述导电笔芯42的连接更牢固。
所述笔头421的外表面包括位于顶部的弧面和平滑连接于所述弧面的圆台面，所述第一定位筒442的外周面为圆台面，所述笔头421的圆台面的锥度与所述第一定位筒442的圆台面的锥度相同；在所述第一定位筒442套设于所述颈部425后，所述笔头421的圆台面与所述第一定位筒442的圆台面平滑连接，使所述第一定位筒442与所述笔头421构成圆锥体结构。由于所述笔头421的顶部为弧面，且所述弧面与所述笔头421的圆台面平滑连接，因此，所述笔头421的外表面平滑，即笔头421的外表面没有棱角，能防止所述笔头421划损触控表面。
本实施例中，所述笔头421的外表面包括位于顶部的半球面及连接于所述半球面的圆台面，所述第一定位筒442的外周面为圆台面，所述笔头421的圆台面的锥度与所述第一定位筒442的圆台面的锥度相同，所述笔头421的圆台面与所述第一定位筒442的圆台面平滑连接。由于所述笔头421的顶部为半球面，且所述半球面与所述笔头421的圆台面平滑连接，因此，所述笔头421的外周面平滑，即笔头421的外表面没有棱角，能防止所述笔头421划损触控表面。
如图9所示，所述径部425靠近所述笔头421一端的径向尺寸大于所述径部425靠近所述定位部423一端的径向尺寸，即所述径部425非圆柱体，从而使所述径部425的外周面的面积相较于圆柱体的外周面增大，从而增大所述径部425与所述隔离件44的接触面积，增强所述径部425与所述隔离件44之间的结合力。优选地，所述颈部425的径向尺寸在所述定位部423往所述笔头的方向上逐渐增大，所述第一定位筒442的内周面4421贴合于所述第一定位面4254，所述第一定位筒442背离所述第二定位筒445的端面4423贴合于所述第二定位面4213，所述第二定位筒445的内周面贴合于所述上颈部4253的外周面，以及所述第二定位筒445远离所述第一定位筒442的端面贴合于所述定位部423面朝所述上颈部4253的端面，使得所述隔离件44牢固地连接于所述导电笔芯42。
如图8及图9所示，所述第二定位筒445的外径值等于或小于所述定位部423的外径值，所述第二定位筒445靠近所述定位部423的端部沿周向设有定位槽4451。优选地，所述第二定位筒445于所述定位槽4451的外周面设有若干定位条4453，若干所述定位条4453沿所述第二定位筒445的周向排列一圈，每一定位条4453沿所述第二定位筒445的轴向延伸，每一定位条4453远离所述第一定位筒442的一端设有倾斜的导滑面。这些定位条4453用于连接定位机构60。
为了降低可折叠触控面板在折叠时的弯曲应力，应最大程度地降低可折叠触控面板的厚度，因此，可折叠触控面板采用将触控层嵌入所述显示模组层与所述偏光片层之间，即所述触控层位于所述显示模组层的上方，使所述显示模组层的厚度降低，从而使所述可折叠触控面板的整体厚度降低。然而，所述触控层距离所述显示模组层较近，使得触控层的触控容易受到干扰，导致所述可折叠触控面板的上行信号的幅值急速衰减，可能影响主动式触控笔100与所述可折叠触控面板的配对。虽然加大所述可折叠触控面板的驱动电极可以增加上行信号的强度，但是不断增加所述驱动电极的电压，不但会使所述可折叠触控面板出现水波纹的问题等不良显示，还会使驱动电极的功耗急剧增加。因此，为了完成所述主动式触控笔100与所述可折叠触控面板的配对，使所述主动式触控笔100能在所述可折叠触控面板上正常书写，需要提升所述主动式触控笔100的导电件50的接收能力。本发明中，通过增加所述导电件50在所述可折叠触控面板上的正投影面积，以增强所述导电件50的接收能力；具体地，当所述主动式触控笔100垂直于所述可折叠触控面板上时，增大所述导电件50沿垂直于所述可折叠触控面板上的投影面积，以增强所述主动式触控笔100在垂直或接近垂直于所述可折叠触控面板等使用场景下所述导电件50的接收能力。
本实施例中，请一并参阅图5-图6及图10，图10是图5中的主动式触控笔100的导电件50的立体剖视图。所述导电件50包括第一导电筒51、第二导电筒53，以及连接于所述第一导电筒51与所述第二导电筒53之间的连接环54，所述第一导电筒51与所述第二导电筒53沿所述导电笔芯42的轴向排列；所述第一导电筒51的内腔、所述连接环54的内腔及所述第二导电筒53的内腔相互连通，所述第二导电筒53的外径值大于所述第一导电筒51的外径值。所述第一导电筒51用于套接于所述隔离件44的第二定位筒445外，此时，所述第一导电筒51、所述第二导电筒53及所述导电笔芯42共轴设置。所述第一导电筒51、第二导电筒53及连接环54均可以采用铜、铜合金、铝或铝合金等导电材料制成；所述第一导电筒51与所述第二导电筒53之间可以通过所述连接环54衔接；所述第一导电筒51、所述第二导电筒53及所述连接环54也可以通过一体成型制成；因此，所述导电件50在所述连接环54处形成台阶，所述台阶增加了所述导电件50沿垂直于所述可折叠触控面板上的投影面积，增强所述主动式触控笔100在垂直或接近垂直于所述可折叠触控面板等使用场景下所述导电件50的接收能力。具体地，在相同的测试条件下，所述第一导电筒51与所述第二导电筒53之间设置有所述台阶的导电件50的接收能力比没有设置所述台阶的导电件的接收能力提升了50％左右。
优选地，所述导电件50还包括外扩筒55，所述外扩筒55连接于所述第二导电筒53的远离所述第一导电筒51的端部，所述第一导电筒51、第二导电筒53及所述外扩筒55共轴线，所述外扩筒55的外径值大于所述第二导电筒53的外径值；因此，进一步增加了所述导电件50沿垂直于所述可折叠触控面板上的投影面积，进一步增强了所述导电件50的接收能力。具体地，所述外扩筒55包括位于所述第二导电筒53远离所述第一导电筒51一端的筒体551及连接于所述筒体551与所述第二导电筒53之间的连接部553，所述连接部553的外径尺寸自所述第二导电筒53向所述外扩筒55逐渐增大。
请一并参阅图1-图6，所述外壳20包括锥管21及连接于所述锥管21端部的笔管23，所述锥管21的内腔与所述笔管23的内腔连通，所述导电件50容置于所述锥管21的内腔。所述锥管21的外径值及内径值自靠近所述笔管23的一端向远离所述笔管23的一端逐渐减少。所述锥管21远离所述笔管23的端面212上设有通孔214，所述通孔214沿所述笔管21的轴向延伸连通所述锥管21的内腔。
所述定位机构60包括定位壳61、连接于所述定位壳61内的连接件63、连接于所述连接件63的笔芯定位件65，以及弹性复位件66，所述连接件63及所述笔芯定位件65均由导电材料制成，所述弹性复位件66用于所述笔尖机构40的移动复位。所述定位壳61卡接于所述外壳20的内腔，所述定位壳61的中部沿轴向设有收容槽612，所述定位壳61于所述收容槽612的内侧面凸设有一对止挡块613，所述定位壳61靠近所述笔尖机构40的一端设有定位环615，所述定位环615的内腔连通所述收容槽612；所述定位壳61于所述收容槽612远离所述定位环615的一端设有导电按件616(如图11所示)，所述导电按件616用于电连接于所述主板30。本实施例中，所述弹性复位件66的弹簧。在其他实施例中，所述弹性复位件66可以是但不限于弹性橡胶、塑料等。
所述连接件63包括连接柱631及凸设于所述连接柱631一端面的抵接块633,所述连接柱631沿其轴向可滑动地容置于所述定位壳61的收容槽612内，所述抵接块633用于抵顶所述导电按件616。所述连接柱631的外周面设有一对限位槽635，每一限位槽635沿所述连接柱631的轴向延伸。所述连接柱631背离所述抵接块633的端面沿轴向设有螺孔636。
所述笔芯定位件65包括定位筒651，以及沿所述定位筒651的轴向连接其端部的连接杆653，所述定位筒651用于套接所述笔尖机构40的定位部423，所述连接杆653远离所述定位筒651的一端设有螺杆655，所述螺杆655与所述抵接块633的螺孔636螺接。
请一并参阅图1-图6及图11，组装所述主动式触控笔100时，将所述连接件63容置于所述定位壳61的收容槽612内，使一对所述止挡块613分别容置于所述连接件63的所述一对限位槽635内，且所述抵接块633正对所述定位壳61的导电按件616，所述连接件63能沿所述收容槽612滑动且止挡于所述止挡块613；将所述弹性复位件66收容于所述收容槽612内，使所述弹性复位件66的内腔正对所述连接件63的螺孔636；将所述笔芯定位件65的螺杆655穿过所述定位环615及所述弹性复位件66螺接于所述螺孔636；将组装完成的定位机构60安装于所述笔管23的内腔；将所述导电件50容置于所述锥管21内，且使所述第一导电筒51插设所述锥管21的通孔214内；将所述锥管21连接于所述笔管23，使所述定位环615插入所述第二导电筒53的内腔且抵顶所述连接环54，使所述导电件50定位于所述锥管21；将所述定位部423穿过所述第一导电筒51后插设于所述定位筒651的内腔中，使所述定位筒651沿所述定位条4453的导滑面卡入所述定位槽4451内，且所述定位条4453卡接于所述定位筒651的内周面。此时，所述笔尖机构40连接于所述笔芯定位件65，所述弹性复位件66弹性抵推所述连接件63接触所述导电按件616，使所述导电笔芯42电连接于所述主板30，且所述笔尖机构40随所述定位机构60沿轴向滑动；所述第一导电筒51套接于所述第二定位筒445外，使所述导电件50与所述笔尖机构40隔离，所述导电件50通过导线501电连接于所述主板30。
请一并参阅图12及图13，图12是图1中的主动式触控笔100的使用状态示意图；图13是图12中沿XIII-XIII线的剖视图。使用所述主动式触控笔100在触控面板302上时，开启所述主动式触控笔100及所述触控面板302，手持所述主动式触控笔100使所述笔头421接触所述触控面板302的出光面，所述触控面板302发射上行信号，所述导电件50接收所述上行信号并经所述导线501传输至所述主板30；所述主板30产生下行信号通过所述定位机构60及导电笔芯42发射至所述触控面板302，以使所述主动式触控笔100对所述触控面板302执行触控操作，即完成所述主动式触控笔100的导电笔芯42与所述触控面板302的握手信息。由于所述导电笔芯42直接触控所述触控面板302，因此，在相同的笔尖驱动电压下，所述导电笔芯42的下行信号量强；由于所述导电件50设有连接环54及外扩筒55，因此，在所述主动式触控笔100的导电笔芯42垂直于所述触控面板302时，所述导电件50沿垂直于所述触控面板302上的投影区域301的面积较大，增强了所述导电件50的接收能力。所述下行信号包括位置信息、压力信息等。另外，所述第一导电筒51插设所述锥管21的通孔214内，因此，当手握所述主动式触控笔100使所述笔头421接触所述触控面板302的出光面，所述第一导电筒51与所述触控面板302之间的距离较少，即所述导电件50与所述触控面板302之间的距离较少，进一步提升所述导电件50的接收能力。本实施例中，所述触控面板30为可折叠触控面板。
优选地，所述主动式触控笔100与所述触控面板302通过分时复用的方式实现所述导电件50的接收功能和GND的屏蔽功能。具体地，在所述触控面板302向所述主动式触控笔100发送上行信号时，所述导电件50用于接收所述上行信号；所述导电笔芯42向所述触控面板302发送下行信号时，所述导电件50用于避免所述导电笔芯42发送的信号发散。
请一并参阅图14及图15，图14是本发明的第二实施例提供的主动式触控笔100a的局部结构剖视示意图；图15是图14中的主动式触控笔100a的导电件50a的剖视结构示意图。本发明的第二实施例的主动式触控笔100a的结构与第一实施例中的主动式触控笔100的结构相似，不同之处在于：第二实施例中的导电件50a的结构与第一实施例中的导电件50的结构略有不同：所述导电件50a连接于外壳20靠近所述笔尖机构40的端部，所述导电件50a部分外露出所述外壳20；相较于第一实施例中的导电件50，第二实施例中的导电件50a没有外壳20的阻挡，使得所述导电件50a接收到所述触控面板302的上行信号的能力更强。
具体地，所述导电件50a在第一实施例中的导电件50的基础上增加了导电外筒56，所述导电外筒56围设于第一导电筒51外，当所述导电件50a安装至所述外壳20时，所述导电外筒56外露出所述外壳20。优选地，所述导电外筒56嵌设于所述外壳20的外周面，以使所述导电外筒56外露出所述外壳20。
本实施例中，所述导电外筒56与所述第一导电筒51共轴线，所述导电外筒56包括连接于所述第一导电筒51的连接环562及连接于所述连接环562的导电环564，所述导电环564通过所述连接环562连接于所述第一导电筒51，所述导电外筒56采用导电材料制成。优选地，所述连接环562位于所述第一导电筒51的外周面远离所述第二导电筒53的一端，所述导电环564位于所述连接环562靠近所述第二导电筒53的一端。所述第一导电筒51、所述导电外筒56、所述第二导电筒53、所述外扩筒55及所述导电外筒56同轴设置。所述连接环562的外周面为圆台面，所述导电环564的外周面为圆台面，所述连接环562的圆台面的锥度与所述导电环564的圆台面的锥度相同，所述连接环562的外周面与所述导电环564的外周面平滑连接。当所述导电件50a安装至所述外壳20时，所述导电环564的外周面与所述外壳20的外周面连接，即所述连接环562及所述导电环564的外周面外露出所述外壳20。因此，所述导电外筒56的外径值大小突破了所述外壳20内腔的限制，即所述导电外筒56的外径值可以设置为大于外壳20的外径值。当所述主动式触控笔100a垂直于所述触控面板302上时，所述导电外筒56沿垂直于所述触控面板302上的投影区域301a的面积相较于第一实施例中的导电件50在所述触控面板302上的投影区域301的面积更大，进一步以增强所述主动式触控笔100a在垂直或接近垂直于所述触控面板302等使用场景下所述导电件50a的接收能力。另外，所述连接环562位于所述锥管21的顶端，即所述导电件50a靠近所述笔头421，因此，当手握所述主动式触控笔100a使所述笔头421接触所述触控面板302的出光面时，所述导电件50a与所述触控面板302之间的距离较少，进一步提升所述导电件50的接收能力。
进一步地，所述导电外筒56的外径值大于所述第二导电筒的外径值。
本实施例中，所述壳体20靠近所述笔尖机构40的端部设有定位槽215，所述定位槽215沿所述壳体20的周向围成一圈，所述导电外筒56收容于所述定位槽215内，即所述导电外筒56套接于所述壳体20的端部。优选地，所述导电外筒56为圆台筒体，当所述导电外筒56安装至所述壳体20的端部时，所述导电外筒56的外周面与所述壳体20的外周面共面。
在其他实施例中，所述导电件50a与所述壳体20也可以采用注塑成型于一体。
在其他实施例中，所述导电件50a的外扩筒55可以省略，所述导线501电连接于所述第二导电筒53。
在其他实施例中，所述导电件50a的外扩筒55及第二导电筒53均可以省略，所述导线501电连接于所述导电外筒56。
请一并参阅图16及图17，图16是本发明的第三实施例提供的主动式触控笔100b的局部结构剖视示意图；图17是图16中的主动式触控笔100b的导电件50b的立体剖视结构示意图。本发明的第三实施例的主动式触控笔100b的结构与第一实施例中的主动式触控笔100的结构相似，不同之处在于：第三实施例中的导电件50b的结构与第一实施例中的导电件50的结构略有不同，所述导电件50b包括连接于所述第一导电筒51的导电环564b，具体地，所述导电环564b凸设于所述第一导电筒51靠近所述笔尖机构40的端部。优选地，所述导电环564b沿所述第一导电筒51的径向向外突出，所述导电环564b外露出的述壳体20；相较于第一实施例中的导电件50，第二实施例中的导电件50b没有外壳20的阻挡，使得所述导电件50b接收到所述触控面板302的上行信号的能力更强。
具体地，所述导电件50b在第一实施例中的导电件50的基础上增加了导电环564b，所述导电件50b围设于第一导电筒51外，当所述导电件50b安装至所述外壳20时，所述锥管21的端面抵顶于所述导电环564b背离所述笔头421的端面，使所述导电环564b外露出所述外壳20。
本实施例中，所述导电环564b与所述第一导电筒51共轴线，所述导电环564b采用导电材料制成。优选地，所述导电环564b位于所述第一导电筒51的外周面远离所述第二导电筒53的一端。所述导电环564b的外径值大于外扩筒55的外径值；当所述主动式触控笔100b垂直于所述触控面板302上时，所述导电环564b沿垂直于所述触控面板302上的投影区域301b的面积相较于第一实施例中的导电件50在所述触控面板302上的投影区域301的面积更大，进一步以增强所述主动式触控笔100b在垂直或接近垂直于所述触控面板302等使用场景下所述导电件50b的接收能力。另外，所述导电环564b位于所述外壳20的顶端，即所述导电件50b更靠近所述笔头421，因此，当手握所述主动式触控笔100b使所述笔头421接触所述触控面板302的出光面时，所述导电件50b与所述触控面板302之间的距离较少，进一步提升所述导电件50的接收能力。
所述导电环564b的外径值大小突破了所述外壳20内腔的限制，即所述导电环564b的外径值可以设置为大于锥管21的外径值。优选地，所述导电环564b为圆台筒体，当所述导电件50b安装至所述壳体20的端部时，所述导电环564b的外周面与所述壳体20的外周面共面。
在其他实施例中，所述导电件50b的外扩筒55和/或所述第二导电筒53可以省略，所述导线501电连接于所述第一导电筒51。
如图18所示，本发明还提供一种触控系统，包括电子设备300及上述任意一实施例中所述主动式触控笔，所述电子设备300包括触控面板302，所述电子设备300控制所述触控面板302向所述主动式触控笔发送上行信号，所述主动式触控笔的导电件收接所述上行信号，所述主动式触控笔的主板30获取所述上行信号并控制所述主动式触控笔的导电笔芯42向所述触控面板302发送下行信号，所述触控面板302接收所述下行信号获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。具体地，所述主板30包括处理器32，所述处理器32包括处理单元和发射电路，所述处理单元输出频率并控制所述导电笔芯42通过所述发射电路发送下行信号，以使得所述触控面板302根据接收到的下行信号获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。所述频率可以是根据所述触控面板302的扫描频率生成的频率。所述触控面板302包括控制器及触控电极，所述控制器包括接收电路、扫描电路和控制单元，所述接收电路与触控电极连接，通过所述触控电极接收来自所述导电笔芯42的下行信号，所述控制单元根据接收到的下行信号获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。
所述触控面板302的扫描电路与所述触控电极的连接，向所述触控电极提供触摸扫描信号。当导电笔芯42靠近触控面板302时，所述触控面板302上的导电笔芯42即可感应到触摸扫描信号。所述主动式触控笔的处理器32根据所述触摸扫描信号定义所述导电笔芯42需发送的下行信号，同时所述处理器32的处理单元还根据触摸扫描信号获得该信号的频率，并根据该频率生成所述导电笔芯42的频率，所述频率经所述导电笔芯42发送下行信号。
在使用所述主动式触控笔时，当所述导电笔芯42的笔头421接触到触控面板302时，与所述导电笔芯42连接的压力感应单元感测所述导电笔芯42与触控面板302接触产生的压力并输出压力信号。所述压力信号通过所述导电笔芯42进行发射，所述触控面板302接收信号以将所述主动式触控笔接触所述触控面板302产生的压力值传输至触控面板302，使所述触控面板302获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和方向角。
如图19所示，本发明还提供一种触控系统的交互方法，包括触控面板302向所述主动式触控笔发送上行信号；所述主动式触控笔的导电件接收所述上行信号；所述主动式触控笔获取所述上行信号并根据所述上行信号控制导电笔芯发送下行信号；所述触控面板接收所述下行信号以获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。所述主动式触控笔控制导电笔芯42按照对应的频率发送下行信号；触控面板302接收并根据所述下行信号获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。
以上是本发明实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (22)
1.一种主动式触控笔，其特征在于，其包括笔尖机构及设置于所述笔尖机构周围的导电件，所述笔尖机构包括用于发送信号的导电笔芯，所述导电笔芯采用软质的导电材料制成，所述导电件用于收接信号，所述导电笔芯与所述导电件隔离。
2.根据权利要求1所述的主动式触控笔，其特征在于，所述笔尖机构还包括套设于所述导电笔芯外的隔离件，所述导电件套设于所述隔离件外以使得所述导电笔芯与所述导电件隔离。
3.根据权利要求2所述的主动式触控笔，其特征在于，所述主动式触控笔还包括主板，所述导电笔芯包括位于其相对两端的笔头及定位部，所述笔头伸出于所述隔离件一端，所述定位部伸出于所述隔离件的另一端，所述定位部电连接于所述主板。
4.根据权利要求3所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电笔芯还包括连接于所述定位部与所述笔头之间的颈部，所述隔离件套设于所述颈部外。
5.根据权利要求4所述的主动式触控笔，其特征在于，所述隔离件包括沿所述颈部的延伸方向相互连接的第一定位筒及第二定位筒，所述第一定位筒远离所述第二定位筒的端面抵顶于所述笔头，所述第二定位筒远离所述第一定位筒的端面抵顶于所述定位部。
6.根据权利要求5所述的主动式触控笔，其特征在于，所述笔头的外表面包括位于顶部的弧面及连接于所述弧面的圆台面，所述第一定位筒的外周面为圆台面，所述笔头的圆台面的锥度与所述第一定位筒的圆台面的锥度相。
7.根据权利要求5所述的主动式触控笔，其特征在于，所述笔头的外表面包括位于顶部的半球面及连接于所述半球面的圆台面，所述第一定位筒的外周面为圆台面，所述笔头的圆台面与所述第一定位筒的圆台面平滑连接。
8.根据权利要求5所述的主动式触控笔，其特征在于，所述颈部的径向尺寸在所述定位部往所述笔头的方向上逐渐增大。
9.根据权利要求5所述的主动式触控笔，其特征在于，所述颈部包括相互连接的上颈部和下颈部，所述上颈部靠近所述定位部，所述下颈部靠近所述笔头；所述上颈部和所述下颈部均呈圆台状，所述上颈部的锥度小于所述下颈部的锥度，所述下颈部的外周面形成第一定位面；所述第一定位面贴合于所述第一定位筒的内周面。
10.根据权利要求9所述的主动式触控笔，其特征在于，所述笔头包括笔尖部及连接于所述颈部与所述笔尖部之间的连接部，所述笔尖部的外周面为半球面，所述连接部为圆台面，所述连接部的径向尺寸大于所述下颈部的径向尺寸，所述连接部的外周面与所述下颈部的外周面之间形成第二定位面，所述第一定位筒的端面贴合于所述第二定位面。
11.根据权利要求10所述的主动式触控笔，其特征在于，所述连接部的锥度大于所述下颈部的锥度。
12.根据权利要求9所述的主动式触控笔，其特征在于，所述定位部为圆柱体，所述定位部的径向尺寸大于所述上颈部的径向尺寸，所述第二定位筒远离所述第一定位筒的端面贴合于所述定位部面朝所述笔头的端面。
13.根据权利要求2所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电笔芯注塑成型后在其外周面再次注塑形成所述隔离件，以使所述导电笔芯与所述隔离件形成一体结构。
14.根据权利要求1所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电材料是导电聚合物，所述导电笔芯的软硬度能调节。
15.根据权利要求1所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电件包括第一导电筒、第二导电筒，以及连接于所述第一导电筒与所述第二导电筒之间的连接环，所述第一导电筒、所述第二导电筒及所述导电笔芯同轴设置，所述第二导电筒的外径值大于所述第一导电筒的外径值。
16.根据权利要求15所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电件还包括外扩筒，所述外扩筒连接在所述第二导电筒的远离所述第一导电筒的端部，所述外扩筒的外径值大于所述第二导电筒的外径值。
17.根据权利要求2所述的主动式触控笔，其特征在于，还包括外壳，所述导电件连接于所述外壳靠近所述笔尖机构的端部，所述导电件部分外露出所述外壳。
18.根据权利要求17所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电件包括围设于所述隔离件的第一导电筒及围设于所述第一导电筒外的导电外筒，所述导电外筒外露出所述外壳。
19.根据权利要求18所述的主动式触控笔，其特征在于，所述导电外筒包括连接于所述第一导电筒的导电环，所述外壳的端面抵顶于所述导电环的端面，所述导电环的外周面与所述外壳的外周面连接。
20.一种触控系统，其特征在于，包括具有触控面板的电子设备及如权利要求1-19任意一项所述的主动式触控笔，所述触控面板向所述主动式触控笔发送上行信号，所述主动式触控笔的导电件收接所述上行信号，所述主动式触控笔获取所述上行信号并控制所述导电笔芯向所述触控面板发送下行信号。
21.根据权利要求20所述的触控系统，其特征在于，所述触控面板向所述主动式触控笔发送上行信号时，所述导电件用于接收信号；所述导电笔芯向所述触控面板发送下行信号时，所述导电件用于避免所述导电笔芯发送的信号发散。
22.一种触控系统的交互方法，其特征在于，所述触控系统包括如权利要求1-19任意一项所述的主动式触控笔及具有触控面板的电子设备，所述交互方法包括：所述触控面板向所述主动式触控笔发送上行信号；所述主动式触控笔的导电件接收所述上行信号；所述主动式触控笔获取所述上行信号并根据所述上行信号控制导电笔芯发送下行信号；所述触控面板接收所述下行信号获取所述主动式触控笔的空间矢量坐标和/或方向角。
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