CN206178720U - 触控手写笔 - Google Patents
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Abstract
提供了一种触控手写笔，其包含设置在手写笔的外壳内的触控件、用于改变触控屏上笔迹粗细的主控模块、及固设在手写笔的外壳内用于对触控件的运动进行限位的抵挡件。其中，触控件和抵挡件弹性连接，且触控件头部构成笔头。触控手写笔还包含设置在外壳内并固定在所述触控件上随笔头的运动而运动的磁力部件，设置在外壳内用于检测所述磁力部件磁场强度的检测模块，其中，磁力部件和检测模块相互隔开，且检测模块与主控模块电性连接，且触控件在触控屏上的书写力与检测模块检测到的磁力部件的磁场强度呈一预设比例。
Description
技术领域
本申请涉及一种电子设备，尤其涉及一种触控笔。
背景技术
触控手写笔，作为触摸式移动终端中常用的一种配备工具，可以方便用户在触摸式移动终端的显示屏幕上的正常书写。通常，触控手写笔主要分为压感型触控手写笔和无压感型触控手写笔两种类型，而压感型触控手写笔由于带有书写压力感应功能，使得用户用力书写时，屏幕上的字迹就会自动变粗，而当用户的书写力度变小时，屏幕上的字迹就会自动变细，从而使得用户的书写体验更贴近纸张上的书写效果，因而受到广泛的欢迎。
发明人在实现本发明的过程中发现，在现有技术中，如图1所示，压感型触控手写笔1中的笔头11、压力传感器12、挡板13三者之间是紧密接触的，且笔头11和压感型触控手写笔1的外壳之间是彼此相互独立的，挡板13和压感型触控手写笔1的外壳是固定连接在一起，因而使用手写笔书写时，笔头11压力会传递到压力传感器12，从而改变压力传感器12的输出信号，并且，压力传感器12的输出信号通过连接线15输送至主控模块14中，而主控模块14则可根据输出信号计算出压力传感器输出电压大小，并相应的改变笔头11书写笔迹的粗细。然而在已有的压感型触控手写笔1中，由于其压力传感器通常都是由电阻压力应变片所构成，使得内部的装配较为复杂，且加工精度较高，容易受外界环境的影响，因而造成压力传感器以及触控手写笔的生产成本较高。此外，在压感型触控手写笔1中，由于其压力传感器12和主控板14之间必须采用连接线15进行连接，因而会造成装配工艺复杂、降低生产效率、且在复杂的 装配过程中容易降低产品良率。
因此，如何在不影响用户体验的情况下，降低触控手写笔的生产成本，简化装配工艺，提高触控手写笔的生产效率，及良率是目前所要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型部分实施例所要解决的一个技术问题在于提供一种具有压力检测功能的触控手写笔，可根据压力输出不同的书写效果，进而在提高用户体验的情况下，简化触控手写笔装配工艺且降低手写笔的生产成本。
一个实施例提供了一种触控手写笔，包括：设置在手写笔的外壳内用于书写的触控件、用于根据所述触控件在触控屏上书写力的大小改变触控屏上笔迹粗细的主控模块、及固设在手写笔的外壳内用于对所述触控件的运动进行限位的抵挡件；
其中，所述触控件和所述抵挡件弹性连接，且所述触控件的头部暴露在所述外壳外构成触控手写笔的笔头；
所述触控手写笔还包含：设置在所述外壳内并固定在所述触控件上随所述笔头的运动而运动的磁力部件，设置在所述外壳内用于检测所述磁力部件磁场强度的检测模块；
其中，所述磁力部件和所述检测模块在所述外壳内相对设置并相互隔开，且所述检测模块与所述主控模块电性连接，且所述触控件在所述触控屏上的书写力与所述检测模块检测到的所述磁力部件的磁场强度之间呈一预设比例。
本实用新型部分实施例相对于现有技术而言，由于触控手写笔是由触控件、主控模块、抵挡件、磁力部件和检测模块构成，且触控件被抵挡件抵挡，并与抵挡件是弹性连接的，且其头部暴露在外壳外构成笔头，而磁力部件固定在触控件上，同时由于磁力部件与检测模块相互隔开，因此在触控件的笔头受压后，磁力部件和检测模块之间的间距会因触控件的受压情况而不断发生变化，从而改变检测模块所检测到的磁场强度，同时由于检测模块所检测到的磁场强 度与触控件在触控屏上的书写力之间呈一预设的比例关系，从而使得检测模块可根据检测到的磁力部件周围的磁场强度及该比例关系得到触控件在触控屏上的书写力大小，以使得主控模块能够根据该书写力的大小实现对触控屏上笔迹粗细的改变，即根据触控件所受压力输出不同的书写效果，而无需通过使用压力传感器来实现，进而在提高用户体验的情况下，还简化了触控手写笔的装配工艺、降低了手写笔的生产成本、也可以提高手写笔的良率。
进一步的，为了满足实际应用中的设计和装配需求，所述外壳内具有用于容纳所述主控模块、所述检测模块和所述磁力部件的第一腔体及用于容纳所述触控件的第一腔体；其中，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述抵挡件相互隔开。且所述触控件的尾部穿过所述抵挡件进入所述外壳的第一腔体内，并与所述磁力部件固定连接。通过抵挡件将外壳内部分割成两个腔体，并使得触控件尾部从第二腔体中穿过抵挡件进入第一腔体内，且该部分与磁力部件相连，以实现检测模块对磁力部件的磁场强度的检测。
进一步的，所述触控件包含带有笔头的主体部、连接所述主体部和所述抵挡件的弹性件；其中，所述主体部通过所述弹性件与所述抵挡件弹性连接。由于触控件中的主体部通过弹性件与抵挡件弹性连接，通过弹性件的回弹力，从而当触控件在触控屏上书写时，弹性件会因触控件主体部受压而被压缩，使得触控件的尾部带动磁力部件朝向检测模块一侧运动，实现磁力部件与检测模块之间间距的改变，从而改变检测模块所检测到的磁场的强度。
进一步的，为了满足实际应用中的装配和设计需求，所述弹性件和所述主体部一体成型或可拆卸连接。
另外，所述弹性件为弹性垫片。由于弹性垫片具有良好的回弹性能，且结构简单、来源广泛，从而可在保证弹性件具备优异的弹性伸缩性能的同时，方便主体部与弹性件之间的装配连接，并降低生产成本。
进一步的，所述主控模块为主控板，且所述检测模块固定在所述主控板上且与所述主控板电性连接。通过将检测模块直接固定在主控板上的方式，使得 工作人员无需采用连接线对检测模块和主控模块进行连接，即可实现检测模块与主控模块之间的通讯，从而简化了装配工艺，提高了生产效率及良率。另外，采用直接固定的方式，可有效提升检测模块与主控板之间的连接强度，防止长时间使用后，检测模块与主控板之间的电路出现接触不良的现象。
另外，所述检测模块包含用于检测磁力部件磁场强度的传感器、与所述传感器电性连接的用于根据所述传感器所测得的磁场强度计算出所述触控件在所述触控屏上压力大小的信号处理子模块。由于检测模块是由传感器和信号处理子模块构成，并且通过传感器可检测磁力部件的磁场强度，而信号处理子模块可根据传感器所测得的磁场强度，计算出触控件在触控屏上的压力大小，以便于主控模块根据信号处理子模块计算出的压力大小，准确的改变触控屏上的笔迹粗细。
另外，所述信号处理子模块包含用于将所述传感器所输出的信号进行放大的信号放大电路、与所述信号放大电路连接的用于将所述信号放大电路所输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换器、与所述模数转换器连接的用于根据所述模数转换器所输出的数字信号计算出所述触控件在所述触控屏上压力大小的微处理器。由于信号处理子模块是由信号放大电路、模数转换器和微处理器构成，并且信号放大电路与传感器相连，而模数转换器又分别与信号放大电路和微处理器相连，从而在实际工作时，传感器可根据检测到的磁力部件的磁场强度，输出相应的模拟信号至信号处理子模块，而信号处理子模块在接收该模拟信号后，可先由信号放大电路将该模拟信号进行放大，并将放大后的模拟信号输出至模数转换器，再由模数转换器将该模拟信号转换为数字信号，最终由接收到该数字信号的微处理器计算出相应的压力值，以便于主控模块能够根据该压力值精确的改变触控屏上笔迹的粗细。
另外，所述传感器为霍尔传感器。由于霍尔传感器具有较高的灵敏度，且能够根据检测到磁场强度的变化输出相应的信号，因而可确保传感器能够准确的将磁力部件所引起的磁场强度的变化，准确的转换成相应的信号输送至信号 处理子模块，以便于后续主控模块对触控屏上字迹粗细的精确控制。
另外，所述磁力部件为永磁铁。由于永磁铁不仅可以永久的产生磁场，而且来源广泛，还能够适应各种环境而不易产生损伤，因而可在保证触控手写笔的使用可靠性的情况下，降低触控手写笔的生产成本。
另外，为了防止触控手写笔在长期使用后出现供电不足的情况，并方便用户的操作，所述触控手写笔还包含可拆卸安装在所述外壳内的电源；其中，所述电源分别与所述主控模块和所述检测模块电连接。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本实用新型提供的一种现有技术中的触控手写笔的结构示意图。
图2是本实用新型第一实施例中提供的触控手写笔的结构示意图。
图3是本实用新型第一实施例中提供的触控手写笔的电路模块框图。
图4是本实用新型第一实施例中提供的传感器的工作原理图。
图5是本实用新型第一实施例中提供的传感器检测到的磁场强度与传感器的感应电压之间的比例关系图。
图6是本实用新型第一实施例中提供的主体部所受压力与主体部的位移之间的比例关系图。
图7是本实用新型第一实施例中提供的主体部的位移与传感器检测到的磁场强度之间的比例关系图。
图8是本实用新型第一实施例中提供的主体部所受压力与传感器的感应电压之间的比例关系图。
具体实施例
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对部分实施例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发明，并不用于限定本实用新型。
第一实施例提供了一种触控手写笔，如图2和图3所示，包含设置手写笔的外壳20内的触控件21、主控模块22、抵挡件23、磁力部件24和检测模块25，其中，触控件21用于用户在触控屏上书写，并与抵挡件23弹性连接，且触控件21的头部暴露在外壳20外构成触控手写笔的笔头。而相应的，主控模块22用于根据触控件21在触控屏上书写力的大小改变触控屏上笔迹粗细。抵挡件23固设在手写笔的外壳20内用于对触控件21的运动进行限位。
并且，在实际装配时，如图2和图3所示，磁力部件24被固定在触控件21上，并可随笔头的运动而运动。其中，检测模块25与磁力部件24相互隔开，且该检测模块25与主控模块22电性连接。其中，触控件21在触控屏上书写力与检测模块25检测到的磁力部件24的磁场强度之间呈一预设比例。在本实施例中，作为优选，为了方便检测模块25对磁力部件24进行检测，检测模块25与磁力部件24在外壳20内相对设置。
此外，还需要说明的是，主控模块22与检测模块25之间电性相连。并为了保证触控手写笔的正常运行，触控手写笔还包含可拆卸地安装在外壳20内的电源28。其中，电源28在被安装到外壳20的内后，分别与主控模块22和检测模块25电连接。
通过上述内容可知，由于触控手写笔是由触控件21、主控模块22、抵挡件23、磁力部件24和检测模块25构成，且触控件21被抵挡件23抵挡，并与抵挡件23是弹性连接的，且其头部暴露在外壳20外构成笔头，而磁力部件24固定在触控件21上，同时由于磁力部件24与检测模块25相互隔开，因此在触控件21的笔头受压后，磁力部件24和检测模块25之间的间距会因触控件21的受压情况而不断发生变化，从而改变检测模块25所检测到的磁场强度，同时由于检测模块25所检测到的磁场强度与触控件21在触控屏上的书写力之间呈 一预设的比例关系，从而使得主控模块22可根据检测到的磁力部件24周围的磁场强度及该比例关系得到触控件21在触控屏上的书写力大小，以使得主控模块22能够根据该书写力的大小实现对触控屏上笔迹粗细的改变，即根据触控件21所受压力输出不同的书写效果，而无需通过使用压力传感器来实现，并且由于触控件21、主控模块22、抵挡件23、磁力部件24和检测模块25之间的装配较为简单，且磁力部件24来源广泛，并可不受外界环境的影响，且可长久的使用而不易损坏，进而在提高用户体验的情况下，还简化了触控手写笔装配工艺、降低了手写笔的生产成本、也可以提高手写笔的良率。
具体的说，在本实施例中，为了满足实际应用中的设计和装配需求，作为优选，触控手写笔的外壳20内具有用于容纳主控模块22、检测模块25和磁力部件24的第一腔体26、用于容纳触控件21的第二腔体27。其中，第一腔体26和第二腔体27通过抵挡件23相互隔开。并且，触控件21主要由带有笔头的主体部211、连接主体部211和抵挡件23的弹性件212、尾部213构成，且触控件21的尾部213穿过抵挡件23进入外壳20的第一腔体26内，并与磁力部件24固定连接。从而通过抵挡件23将外壳20内部分割成两个腔体，并使得触控件21的尾部213从第二腔体27穿过抵挡件23进入第一腔体26内，且该部分与磁力部件24相连，以实现检测模块25对磁力部件24的磁场强度的检测。并且需要说明的是，在本实施例中，为了便于实际应用中的装配，电源28位于第一腔体26内。
另外，在本实施例中，如图2所示，上述所提到的主体部211通过弹性件212与抵挡件23弹性连接。并且，触控件21的弹性件212和主体部211是可拆卸连接的，且触控件21的尾部213与磁力部件24相连。
由此可知，通过弹性件212的回弹力，从而当触控件21在触控屏上书写时，弹性件212会因触控件主体部211受压而被压缩，使得触控件21的尾部213带动磁力部件24朝向检测模块25一侧运动，并产生相应的位移ε，实现磁力部件24和检测模块25之间间距的改变，从而改变传感器251所检测到的磁场的 强度。
并且，在本实施例中，作为优选，弹性件212可以为弹性垫片。由于弹性垫片具有良好的回弹性能，且结构简单、来源广泛，从而可在保证弹性件212具备优异的回弹性能的同时，方便主体部211与弹性件212之间的装配连接，并降低生产成本。需要说明的是，在本实施例中，弹性件212为金属垫片，而在实际应用中，弹性件212还可以为弹簧等其他类型的弹性垫片，在此就不作过多的阐述，并且，弹性件212和主体部211也可以是一体成型的，而本实施例对于弹性件212和主体部211之间是一体成型还是可拆卸地连接不作具体的限定和说明。
另外，在本实施例中，如图2和图3所示，上述所提到的检测模块25可以是由传感器251、与传感器251电性连接的信号处理子模块252构成。相应的，信号处理子模块252则是由信号放大电路2521、模数转换器2522和微处理器2523构成，并且信号放大电路2521与传感器251相连，而模数转换器2522分别与信号放大电路2521和微处理器2523相连。其中，检测模块25中的传感器251可用于检测磁力部件24的磁场强度，而信号处理子模块252则可用于根据传感器251所测得的磁场强度，计算出触控件21在触控屏上的压力大小，并且，信号处理子模块252中的信号放大电路2521用于将传感器251所输出的信号进行放大，模数转换器2522则用于将信号放大电路2521所输出的模拟信号转换为数字信号，而微处理器2523则可用于根据模数转换器2522所输出的数字信号计算出触控件21在触控屏上压力大小。
由此不难发现，在实际工作时，传感器251可根据检测到磁力部件24的磁场强度，将相应的信号，即模拟信号输送至信号处理子模块252，而信号处理子模块252在接收该模拟信号后，可先由信号放大电路2521将传感器251所测得并输出的模拟信号进行放大，再由模数转换器2522将模拟信号转换为数字信号，最终由接收到该数字信号的微处理器2523计算出相应的压力值，以便于主控模块22能够根据该压力值精确的改变触控屏上笔迹的粗细。
另外，值得一提的是，在本实施例中，作为优选，传感器251为霍尔传感器。由于霍尔传感器具有较高的灵敏度，且能够根据检测到磁场强度的变化输出相应的信号，因而可确保传感器251能够准确的将磁力部件24所引起的磁场强度的变化，准确的转换成相应的信号输送至信号处理子模块252，以便于后续主控模块22对触控屏上字迹粗细的精确控制。
相应的，在本实施例中，作为优选，上述所提到的磁力部件24为永磁铁。由于永磁铁不仅可以永久的产生磁场，而且来源广泛，还能够适应各种环境而不易产生损伤，因而可在保证触控手写笔的使用可靠性的情况下，降低触控手写笔的生产成本。
另外，需要说明的是，如图3和图4所示，由于磁力部件24为永磁铁时，所产生的空间磁场是不均匀的，且非均匀磁场B可正交分解为垂直于霍尔传感器感应面的B1和平行于霍尔传感器感应面的B2，从而当驱动电流I从a端流入b端流出时，由于洛仑兹力的作用，磁场B1会使得流经a端和b端的电子产生偏移，导致c、f两端有电荷累积，从而产生了感应电压UH，并且如图5所示，该感应电压UH大小正比于磁场B1。其中，当触控件21在触控屏上书写受压时，如图6所示，主体部211所受压力与主体部211受压后的位移ε(即磁力部件24和检测模块25之间的间距变化值)之间比例是呈线性的，而由于磁力部件24产生的是非均匀磁场，所以如图7所示，磁场B1和位移ε之间的比例关系是呈非线性的，因此，如图8所示可知，主体部211所受压力和传感器251输出的感应电压UH之间的比例关系也是非线性的，从而可通过霍尔传感器测量的UH电压大小得知当前主体部211所受压力F的大小。
此外，值得一提的是，由于霍尔传感器测量的感应电压UH的大小，在通常情况下，只有几毫伏(mV)，因此，在霍尔传感器将感应电压UH以模拟信号的形式输送给信号处理子模块252后，需要先使用信号放大电路2521对该模拟信号的幅度进行放大，以提升测量结果的精度。如图3所示，信号放大电路2521中的电阻R1、R2、R3、R4和运算放大器(图中未标示)共同构成差分放 大电路，并且为了保证放大的倍数，在实际设置时，作为优选，可使得R1＝R3，R2＝R4，则此时的电路放大倍数为R2/R1，而放大后的输出电压为R2/R1*UH。从而当放大后的输出电压以模拟信号的形式输入模数转换器2522后，模数转换器2522可将其转换为对应的数字信号，然后传输给微处理器2523，以便于微处理器2523根据数字信号计算出主体部211所受压力F的大小(即触控件21在触控屏上书写力的大小)。
第二实施例提供了一种触控手写笔，第二实施例与本第一实施例大致相同，其主要不同之处在于：在本实施例中，检测模块25直接固定在主控板上，且与主控板电性连接。
通过上述内容可知，通过将检测模块25直接固定在主控板上的方式，使得工作人员无需采用连接线对检测模块25和主控模块22进行连接，即可实现检测模块25与主控模块22之间的通讯连接，从而简化了装配工艺，提高了生产效率及良率。另外，采用直接固定的方式，可有效提升检测模块25与主控板之间的连接强度，防止长时间使用后，检测模块25与主控板之间的电路出现接触不良的现象。并且，需要说明的是，在本实施例中，作为优选，检测模块25可以采用焊接的方式固定在主控板上。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种触控手写笔，其特征在于，包括：设置在手写笔的外壳内用于书写的触控件、用于根据所述触控件在触控屏上书写力的大小改变触控屏上笔迹粗细的主控模块、及固设在手写笔的外壳内用于对所述触控件的运动进行限位的抵挡件；
其中，所述触控件和所述抵挡件弹性连接，且所述触控件的头部暴露在所述外壳外构成触控手写笔的笔头；
所述触控手写笔还包含：设置在所述外壳内并固定在所述触控件上随所述笔头的运动而运动的磁力部件，设置在所述外壳内用于检测所述磁力部件磁场强度的检测模块；
其中，所述磁力部件和所述检测模块相互隔开，且所述检测模块与所述主控模块电性连接，所述触控件在所述触控屏上的书写力与所述检测模块检测到的所述磁力部件的磁场强度之间呈一预设比例。
2.如权利要求1所述的触控手写笔，其特征在于，所述外壳内具有用于容纳所述主控模块、所述检测模块和所述磁力部件的第一腔体及用于容纳所述触控件的第二腔体；
其中，所述第一腔体和所述第二腔体通过所述抵挡件相互隔开。
3.如权利要求2所述的触控手写笔，其特征在于，所述触控件的尾部穿过所述抵挡件进入所述外壳的第一腔体内并与所述磁力部件固定连接。
4.如权利要求3所述的触控手写笔，其特征在于，所述触控件包含带有笔头的主体部、连接所述主体部和所述抵挡件的弹性件；
其中，所述主体部通过所述弹性件与所述抵挡件弹性连接。
5.如权利要求4所述的触控手写笔，其特征在于，所述弹性件和所述主体部一体成型或可拆卸连接。
6.如权利要求4所述的触控手写笔，其特征在于，所述弹性件为弹性垫片。
7.如权利要求1所述的触控手写笔，其特征在于，所述主控模块为主控板，所述检测模块固定在所述主控板上且与所述主控板电性连接。
8.如权利要求1所述的触控手写笔，其特征在于，所述检测模块包含用于检测磁力部件磁场强度的传感器、与所述传感器电性连接的用于根据所述传感器所测得的磁场强度计算出所述触控件在所述触控屏上压力大小的信号处理子模块。
9.如权利要求8所述的触控手写笔，其特征在于，所述信号处理子模块包含用于将所述传感器所输出的信号进行放大的信号放大电路、与所述信号放大电路连接的用于将所述信号放大电路所输出的模拟信号转换为数字信号的模数转换器、与所述模数转换器连接的用于根据所述模数转换器所输出的数字信号计算出所述触控件在所述触控屏上压力大小的微处理器。
10.如权利要求9所述的触控手写笔，其特征在于，所述传感器为霍尔传感器。
11.如权利要求1所述的触控手写笔，其特征在于，所述磁力部件为永磁铁。
12.如权利要求1至11中任意一项所述的触控手写笔，其特征在于，所述触控手写笔还包含可拆卸安装在所述外壳内的电源；
其中，所述电源分别与所述主控模块和所述检测模块电连接。
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