CN205263763U - 主动式电容笔及触控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种主动式电容笔及触控装置。该主动式电容笔包括依次连接的导电笔尖、可变电容组件和控制处理单元，可变电容组件包括依次连接的导电活塞、B电极、可变电容和A电极。导电活塞与导电笔尖电连接，B电极与控制处理单元的发送端连接，A电极与控制处理单元连接。控制处理单元通过B电极、导电活塞和导电笔尖向电容触控面板发送信号，利用可变电容的B电极作为控制处理单元的发送端，实现了可变电容的B电极与电容笔控制处理单元的发送端的复用。因此，本实用新型省去了现有技术中的用来实现笔尖与控制处理单元发送端电连接的导电连接杆与导电弹簧，大大降低了该主动式电容笔的设计难度和装配难度，提高了该主动式电容笔的可靠性。

Description

主动式电容笔及触控装置

技术领域

本实用新型涉及触控技术领域，尤其是涉及一种主动式电容笔及触控装置。

背景技术

主动式电容笔已经逐渐被大众所关注、接受和使用，从国内的一些厂商到PAD、手机及其它相关设备都开始使用主动式电容笔。主动式电容笔自身相当于信号发射源，触摸屏的传感器来接收电容笔发出的信号并且测算出X,Y坐标，这样可以实现类似于实际笔尖粗细的效果。另外在电容笔中加入压力传感器，可以使笔能感测用户书写力度的变化，从而可以根据书写力度的变化来改变笔迹的粗细，达到优异的用户效果体验。

图1为现有技术中的主动式电容笔的结构示意图。如图1所示，现有的主动式电容笔都会存在压感测试元件两极(图1中的A、B极)以及发送和接收两极，这样在很小的前端部分就需要手工焊接四个位置，装配难度比较大；且发送一极是与导电笔尖电连接的，而导电笔尖又是需要活动的，因此其结构设计及连接形式也比较复杂。

现有技术中的主动式电容笔的可变电容组件中的活塞是非导电材料，笔尖需要通过导电连接杆、导电弹簧与电容笔的控制处理单元的发送端电连接。其中，导电连接杆和导电弹簧的装配是目前装配最大的问题，导电弹簧力度小，手感会比较好，但是容易产生损坏及不连通的风险；导电弹簧力度大，出线太重，手感也会变差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种主动式电容笔及触控装置，以解决现有技术中的主动式电容笔装配难度大的技术问题。

本实用新型提供一种主动式电容笔，该主动式电容笔包括依次连接的导电笔尖、可变电容组件和控制处理单元，其中，

所述可变电容组件包括依次连接的导电活塞、B电极、可变电容和A电极；所述导电活塞与所述导电笔尖电连接，所述B电极与所述控制处理单元的发送端连接，所述A电极与所述控制处理单元连接。

进一步地，所述导电活塞的材质为金属或者合金。

进一步地，所述B电极和/或所述A电极与所述控制处理单元直接连接。

进一步地，所述B电极焊接在所述控制处理单元的发送端上。

进一步地，所述A电极与所述控制处理单元焊接。

进一步地，所述可变电容组件还包括连接在所述导电活塞与所述B电极之间的导电弹簧。

进一步地，所述主动式电容笔包括接收组件，所述接收组件与所述控制处理单元的接收端连接。

进一步地，所述主动式电容笔包括压力测量单元，所述压力测量单元包括所述可变电容组件、电压比较器以及计时单元，所述电压比较器与所述可变电容组件连接，所述电压比较器和所述计时单元均与所述控制处理单元连接。

本实用新型还提供一种触控装置，所述触控装置包括电容触控面板以及根据本实用新型所述的主动式电容笔，所述主动式电容笔能够与所述电容触控面板进行交互。

进一步地，所述电容触控面板为电脑的电容触控面板、手机的电容触控面板或者电子书的电容触控面板。

在本实用新型提供的主动式电容笔中，导电活塞采用导电材质制成，具备导电性，实现导电笔尖与B电极的电连接，同时B电极与所述控制处理单元的发送端连接，这样，导电笔尖便通过导电活塞与B电极电连接在一起。控制处理单元便可以通过B电极、导电活塞和导电笔尖向电容触控面板发送信号，从而实现利用可变电容的B电极作为控制处理单元的发送端，实现了可变电容的B电极与电容笔控制处理单元的发送端的复用，因此，可省去了现有技术中的用来实现笔尖与控制处理单元发送端电连接的导电连接杆与导电弹簧，大大降低该主动式电容笔的设计难度和装配难度，同时提高了该主动式电容笔的可靠性。

此外，由于本实用新型省去了现有技术中的用来实现笔尖与控制处理单元发送端电连接的导电连接杆与导电弹簧，还实现了可变电容的一电极与电容笔控制处理单元的发送端的复用，因此，简化了主动式电动笔的结构，不仅降低了该主动式电容笔的设计难度和装配难度，提高了该主动式电容笔的可靠性，还达到降低制造成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为现有技术中的主动式电容笔的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的主动式电容笔的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的主动式电容笔的结构框图；

图4为图3中的可变电容组件的结构示意图。

附图标记：

10-导电笔尖；20-压力测量单元；

30-控制处理单元；21-可变电容组件；

22-电压比较器；23-计时单元；

211-导电活塞；212-B电极；

213-可变电容；214-A电极。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图2为本实用新型实施例提供的主动式电容笔的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的主动式电容笔的结构框图；图4为图3中的可变电容组件的结构示意图。

根据本实用新型的一个方面，提供一种主动式电容笔，如图2、图3和图4所示，该主动式电容笔包括依次连接的导电笔尖10、可变电容组件21和控制处理单元30。所述可变电容组件21包括依次连接的导电活塞211、B电极212、可变电容213和A电极214。所述导电活塞211与所述导电笔尖10电连接，所述B电极212与所述控制处理单元30的发送端连接，所述A电极214与所述控制处理单元30连接。

其中，B电极212和A电极214可以是各种能够导电的部件，例如金属丝、金属板或者导线等。

在本实用新型提供的主动式电容笔中，导电活塞211采用导电材质制成，具备导电性，实现导电笔尖10与B电极212的电连接，同时B电极212与所述控制处理单元30的发送端连接。这样，导电笔尖10通过导电活塞211与B电极212电连接在一起，控制处理单元30通过B电极212、导电活塞211和导电笔尖10向电容触控面板发送信号，从而实现利用可变电容组件21的B电极212作为控制处理单元30的发送端，实现了可变电容组件21的B电极212与电容笔控制处理单元30的发送端的复用。因此，可省去了现有技术中的用来实现笔尖与控制处理单元30发送端电连接的导电连接杆与导电弹簧，大大降低该主动式电容笔的设计难度和装配难度，同时提高了该主动式电容笔的可靠性。

此外，由于本实用新型省去了现有技术中的用来实现笔尖与控制处理单元30发送端电连接的导电连接杆与导电弹簧，因此，简化了主动式电动笔的结构，达到降低制造成本的目的。

具体地，所述导电活塞211的材质为金属或者合金等具有优良导电性能的材料制成，以使得所述控制处理单元30发送的信号能够顺利地传递至导电笔尖10，保证信号可靠传递，避免信号衰减。

更具体地，所述导电活塞211的材质可以为金、银、铜、铁等，或者金、银、铜、铁这四种金属中的两种或者两种以上形成的合金。

其中，B电极212可以直接连接在控制处理单元30的发送端上，也可以通过导线等连接件连接在控制处理单元30的发送端上。优选地，如图3所示，B电极212直接与控制处理单元30的发送端连接，以简化该主动式电容笔的结构，方便安装并最大限度地节省制造成本。

在本实施例中，所述B电极212焊接在所述控制处理单元30的发送端上。本实施例采用焊接方式将B电极212与控制处理单元30的发送端直接连接，连接稳定牢固，避免由于连接不牢固造成信号无法传递的缺陷。

其中，A电极214可以直接连接在控制处理单元30的对应位置上，也可以通过导线等连接件连接在控制处理单元30的对应位置上。优选地，如图3所示，A电极214直接与控制处理单元30连接，以简化该主动式电容笔的结构，方便安装并最大限度地节省制造成本。

优选地，所述A电极214与所述控制处理单元30焊接，以使A电极214和控制处理单元30的对应位置直接连接，连接稳定牢固，避免由于连接不牢固造成信号无法传递的缺陷。

进一步地，所述可变电容组件21还包括连接在所述导电活塞211与所述B电极212之间的导电弹簧(图中未示出)。导电弹簧起到连接导电活塞211与B电极212的作用，当按压该主动式电容笔时，导电笔尖10受到压力，导电笔尖10驱动导电活塞211压缩导电弹簧，从而改变可变电容213的电容，当松开该主动式电容笔时，导电笔尖10不受外力，导电弹簧的弹力推动导电活塞211恢复至初始位置。

在本实施例中，所述主动式电容笔包括接收组件，参见图3，所述接收组件与所述控制处理单元30的接收端连接。接收组件用于接收电容触控面板反馈的信号。

在本实施例中，所述主动式电容笔，包括压力测量单元20，如图2所示，所述压力测量单元20包括所述可变电容组件21、电压比较器22以及计时单元23，所述电压比较器22与所述可变电容组件21连接，所述电压比较器22和所述计时单元23均与所述控制处理单元30连接。

主动式电容笔的压力测量单元20用于测量导电笔尖10所受的压力，控制处理单元30将包含导电笔尖10所受压力信息的信号通过导电笔尖10发送至电容触控面板，以使电容控制面板根据笔尖所受压力大小改变显示结果，比如改变书写笔迹粗细。

主动式电容笔的导电笔尖10通过导电活塞211与可变电容213连接，当导电笔尖10受到压力作用时可变电容213的电容值会发生变化。电压比较器22，用于比较可变电容213的电压与预设的阈值电压。计时单元23，用于测量所述可变电容213在一个充放电过程中从最大电压降低到阈值电压所需的时间，并将计时结果发送至控制处理单元30。

具体地，可变电容213可在控制处理单元30的控制下进行充放电，根据充放电时间获取导电笔尖10的压力。具体而言，控制处理单元30控制可变电容213进行充放电，在一次充放电过程中，当控制处理单元30将可变电容213充电到最大电压值时，停止充电，此时，可变电容213通过放电回路开始放电，控制处理单元30指示计时单元23开始计时，电压比较器22比较可变电容213的实时电压与预设的阈值电压的大小，并在可变电容213的电压低于预设的阈值电压时，向控制处理单元30发送表示“可变电容213的实时电压低于阈值电压”的信号，控制处理单元30在接收到表示“可变电容213的实时电压低于阈值电压”的信号后，控制计时单元23停止计时，并从计时单元23获得可变电容213的放电时间(即，可变电容213从最大电压降到阈值电压所需的时间)，控制处理单元30通过笔尖向电容触控面板发送包含可变电容213放电时间信息的信号，该放电时间与笔尖所受的压力相对应。控制处理单元30将包含导电笔尖10所受压力信息的信号通过导电笔尖10发送至电容触控面板的目的，电容触控面板可根据该压力信息改变书写笔迹的状态(例如书写笔迹的粗细)。

根据本实用新型的另一方面，提供一种触控装置，该触控装置包括电容触控面板以及根据本实用新型上述所述的主动式电容笔，所述主动式电容笔能够与所述电容触控面板进行交互，以电容耦合方式接收电容触控面板发送的请求位置、压感等信息的指令，主动电容笔再以电容耦合方式向电容触控面板反馈笔尖的位置、压感等数据。使用者手握该主动式电容笔可以在所述电容触控面板上进行多种操作，例如写作、画画等。

触控装置可以为电脑、手机、电子书等具有电容触控面板的多种装置。电脑可以为平板电脑(例如ipad)，或者笔记本电脑。

其中，所述电容触控面板可以为电脑的电容触控面板、手机的电容触控面板或者电子书的电容触控面板。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种主动式电容笔，其特征在于，包括依次连接的导电笔尖、可变电容组件和控制处理单元，其中，

所述可变电容组件包括依次连接的导电活塞、B电极、可变电容和A电极；所述导电活塞与所述导电笔尖电连接，所述B电极与所述控制处理单元的发送端连接，所述A电极与所述控制处理单元连接。

2.根据权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述导电活塞的材质为金属或者合金。

3.根据权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述B电极和/或所述A电极与所述控制处理单元直接连接。

4.根据权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述B电极焊接在所述控制处理单元的发送端上。

5.根据权利要求1所述的主动式电容笔，其特征在于，所述A电极与所述控制处理单元焊接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的主动式电容笔，其特征在于，所述可变电容组件还包括连接在所述导电活塞与所述B电极之间的导电弹簧。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的主动式电容笔，其特征在于，包括接收组件，所述接收组件与所述控制处理单元的接收端连接。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的主动式电容笔，其特征在于，包括压力测量单元，所述压力测量单元包括所述可变电容组件、电压比较器以及计时单元，所述电压比较器与所述可变电容组件连接，所述电压比较器和所述计时单元均与所述控制处理单元连接。

9.一种触控装置，其特征在于，包括电容触控面板以及根据权利要求1-8中任一项所述的主动式电容笔，所述主动式电容笔通过电容耦合方式与所述电容触控面板进行交互。

10.根据权利要求9所述的触控装置，其特征在于，所述电容触控面板为电脑的电容触控面板、手机的电容触控面板或者电子书的电容触控面板。