CN221327061U - 一种压力感应装置、电容笔的笔尖组件和电容笔 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电容笔技术领域，尤其涉及一种压力感应装置、电容笔的笔尖组件和电容笔，其中压力感应装置包括信号感应元件、微震动传感器和导电元件，所述信号感应元件具有感应部、电路板和电极部，所述感应部和所述电极部分别设于所述电路板的两侧；所述导电元件与所述电极部相对设置，所述微震动传感器设于所述导电元件与所述信号感应元件之间，且所述微震动传感器与所述电极部相对的一侧设有第一电极，另一侧设有第二电极。利用微振动传感器的特性，在信号感应元件感应到较小的压力时，压力感应装置也能到检测到压力信号，将该压力感应装置应用到电容笔上时，当笔尖压力比较小时，电容笔也能够稳定书写，提高了电容笔书写的灵敏度。

Description

一种压力感应装置、电容笔的笔尖组件和电容笔

技术领域

本公开涉及电容笔技术领域，尤其涉及一种压力感应装置、电容笔的笔尖组件和电容笔。

背景技术

随着电容笔的不断发展与技术革新以及在书写、绘画等多领域的深入发展，对电容笔的书写灵敏度尤其是书写力度微小时的灵敏度提出了更高的要求，书写灵敏度主要体现在两个方面，一个是在力度微小的情况下笔能否出线，一个是力度微小时书写的稳定性。

常规的电容笔的笔尖部分基本主结构是笔尖、笔尖套、发射弹簧(或其他形式)、传感器以及外层其他信号或屏蔽结构。大体运动结构为，笔尖安装在笔尖套内，发射弹簧的一端与主板连接，另一端与笔尖套连接，笔尖套与压力传感器接触，压力传感器感受来自笔尖的压力，将压力信号转换成电信号，从而体现压感的变化。但是这种结构普遍存在压力比较小时无法书写或书写稳定性差的问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种压力感应装置、电容笔的笔尖组件和电容笔。

本公开提供了一种压力感应装置，用于电容笔的压力感应，包括信号感应元件、微震动传感器和导电元件，所述信号感应元件具有感应部、电路板和电极部，所述感应部和所述电极部分别设于所述电路板的两侧；

所述导电元件与所述电极部相对设置，所述微震动传感器设于所述导电元件与所述信号感应元件之间，且所述微震动传感器与所述电极部相对的一侧设有第一电极，另一侧设有第二电极。

可选的，所述电极部还包括第三电极和第四电极，所述第四电极与所述第三电极间隔设置。

可选的，在自然状态下，所述第一电极与所述第三电极接触，所述第二电极与所述导电元件及所述第四电极中至少两者之间存在间隙，或，所述第一电极与所述第三电极存在间隙，所述第二电极与所述导电元件及所述第四电极之间依次接触；在受压状态下，所述信号感应元件向靠近所述导电元件的方向移动，所述第一电极与所述第三电极接触，且所述第二电极与所述导电元件及所述第四电极之间依次接触。

可选的，所述导电元件朝向所述信号感应元件的面包括第一接触面和围绕所述第一接触面设置的第二接触面，所述第二接触面用于与所述第四电极接触，所述微震动传感器与所述第一接触面对应设置。

可选的，所述第一电极在所述信号感应元件上的投影至少部分覆盖所述第三电极，且与所述第四电极无重合。

可选的，所述第一接触面在所述信号感应元件上的投影与所述微震动传感器在所述信号感应元件上的投影重合；所述第二接触面在所述信号感应元件上的投影与所述第三电极无重合，且至少部分覆盖所述第四电极。

可选的，所述第一接触面处形成容置槽，所述微震动传感器设有所述第二电极的一面嵌入所述容置槽内。

可选的，所述第二电极与所述导电元件之间通过弹性导电件连接。

可选的，所述导电元件的材料为具有导电性能的弹性材料，所述第二电极与所述导电元件接触。

可选的，所述导电元件的材料为导电硅胶。

可选的，所述微震动传感器设有所述第一电极的一面凸出于所述第二接触面，在自然状态下，所述第一电极与所述第三电极接触，所述第二接触面与所述第四电极之间存在间隙，在受压状态下，所述第二接触面与所述第四电极接触。

可选的，所述微震动传感器设有所述第一电极的一面低于所述第二接触面，在自然状态下，所述第二接触面与所述第四电极接触，所述第一电极与所述第三电极之间存在间隙，在受压状态下，所述第一电极与所述第三电极接触。

本公开第二方面提供了一种电容笔的笔尖组件，包括笔尖、笔杆和如上述任一项所述的压力感应装置，所述笔尖和所述压力感应装置自前向后依次设于所述笔杆内，且所述笔尖的后端与所述信号感应元件相对设置，且所述笔尖与所述笔杆弹性连接，以使所笔尖在外力作用下可沿前后方向往复运动。

可选的，还包括控制器，所述电路板与所述控制器电连接。

本公开第三方面提供了一种电容笔，包括如上述任一项所述的笔尖组件。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例提供的压力感应装置，在导电元件和信号感应元件之间设置微震动传感器，信号感应元件具有感应部、电路板和电极部，感应部和电极部分设于电路板的两侧，微振动传感器与电极部相对的一侧设有第一电极，另一侧设有第二电极，利用微振动传感器的特性，在信号感应元件感应到较小的压力时，压力感应装置也能检测到压力信号，将该压力感应装置应用到电容笔上时，当笔尖压力比较小时，电容笔也能够稳定书写，提高了电容笔书写的灵敏度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例所述压力感应装置的结构示意图；

图2为本公开实施例所述压力感应装置的爆炸图；

图3为本公开实施例所述信号感应元件的结构示意图；

图4为本公开实施例所述笔尖组件的结构示意图。

其中，1、信号感应元件；101、感应部；102、电路板；103、电极部；103a、第三电极；103b、第四电极；2、微振动传感器；201、第一电极；202、第二电极；3、导电元件；4、柔性电路板；5、控制器；6、笔尖；7、笔杆；8、弹簧。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图3所示，本公开实施例提供了一种压力感应装置，用于电容笔的压力感应，该压力感应装置包括信号感应元件1、微振动传感器2和导电元件3，信号感应元件1具有感应部101、电路板102和电极部103，感应部101与电极部103分别设于电路板102的两侧，在本公开的一些实施例中，感应部101位于电路板102的前侧，电极部103位于电路板102的后侧；导电元件3位于电路板102的后方。这里所说的“前”和“后”是相对而言的，与电容笔的前后方向一致，定义电容笔的笔尖的位置为电容笔的前方，电容笔的笔帽的位置为电容笔的后方，电容笔的笔尖至电容笔的笔帽的方向为自前向后的方向。导电元件3与电极部103相对设置，微振动传感器2设于导电元件3与电极部103之间，且微振动传感器2与电极部103相对的一侧设有第一电极201，另一侧设有第二电极202。在使用时，感应部101在受到压力时，压力同样会作用在微振动传感器2上，导电元件3实现微振动传感器2的正负极与电路板102的正负极之间的电连接，以将微振动传感器2感应到的压力信号传递到电路板102上，电容笔接收到电路板102上的信号后实现书写。微振动传感器2是一种高灵敏度微功耗检测元件，利用微振动传感器2感应灵敏的特性，在信号感应元件1感应到较小的压力时，压力感应装置也能检测到压力信号，应用到电容笔上时，当笔尖压力较小时，电容笔也能进行稳定书写，提高了电容笔书写的灵敏度。

进一步的，在本公开的一些实施例中，电极部103还包括第三电极103a和第四电极103b，第四电极103b与第三电极103a间隔设置。具体的，第三电极103a设置在电路板102的中部，第四电极103b可以设置在第三电极103a的一侧、两侧、三侧或者环绕第三电极103a设置。在使用时，第三电极103a与微振动传感器2上的第一电极201接触，导电元件3的一端与第二电极202接触，另一端与第四电极103b接触，第三电极103a与第一电极201的极性相同，第四电极103b与第二电极202的极性相同，信号感应元件1、微振动传感器2和导电元件3之间相互连通，实现整体的电连接，利用微振动传感器2灵敏的特点，使用较小的压力时即可使电容笔书写稳定。

进一步的，在自然状态下，即笔尖不受外力的作用下，第一电极201与第三电极103a接触，第二电极202与导电元件3及第四电极103b中至少两者不接触，或者，第一电极201与第三电极103a之间存在间隙，第二电极202与导电元件3及第四电极103b之间依次接触，也就是说在自然状态下，整体电路是断开的；在笔尖受到压力的状态下，笔尖受到压力向后移动，并推动信号感应元件1向靠近导电元件3的方向移动，第一电极201与第三电极103a接触，第二电极202与导电元件3及第四电极103b之间依次接触。也就是说，在笔尖受到压力的状态下，整体电路是连接的。当信号感应元件1受到来自笔尖的压力时，微振动传感器2被接入到电路中，微振动传感器具有高灵敏的特性，在微小的压力作用下，也可以感应到压力变化，提升了压力感应装置的灵敏度。进一步的，由于在微振动传感器2的两侧分别设有第一电极201和第二电极202，并且将微振动传感器2设置在导电元件3与信号感应元件1之间，使得微振动传感器2在可以感受到微小的压力变化的同时，还可以起到传递电信号的作用，将微小的压力信号转换为电信号，并将电信号传递到电容笔的电路中，以此实现电容笔对微小的压力信号的感应和传递。

进一步的，在本公开的一些实施例中，导电元件3朝向信号感应元件1的一面包括第一接触面和第二接触面，第二接触面用于与第四电极103b接触，微振动传感器2与第一接触面对应设置。具体的，第二接触面与第四电极103b对应设置，且第二接触面能够与第四电极103b接触，微振动传感器2能够与第一接触面接触。在自然状态下，第三电极103a与第一电极201之间，第二电极202与第一接触面之间，第二接触面与第四电极103b之间至少有一处是不接触的，因此，通过上述设置，使得在自然状态下，即笔尖未受到外界压力的状态下，微振动传感器2不被接入到电路中，使得电路断开；在受压状态下，上述三处依次接触，以使在受到压力时，微振动传感器2能够被接入电路中，起到传递电信号的作用。由于微振动传感器2具有高灵敏度的特性，即使笔尖受到的压力较小时，微振动传感器也能感应到微小的压力变化，进一步的，由于微震动传感器具有传递电信号的作用，将微小的压力信号转换为电信号，并将电信号传递到电容笔的电路中，以此实现电容笔对微小的压力信号的感应和传递，保证了笔尖在受到微小压力时，电容笔也能够正常书写。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第一电极201在信号感应元件1上的投影至少部分覆盖第三电极103a，且与第二电极202无重合，以保证在笔尖受到压力时，第一电极201与第三电极103a接触，且与第二电极202不接触，避免极性相反的电极相互接触，损坏电路。优选的，第一电极201在信号感应元件1上的投影正好可以完全覆盖第三电极103a，在本公开的一些实施例中，微振动传感器2朝向信号感应元件1的一侧的侧面设置为第一电极201，微振动传感器2和信号感应元件1相对设置的两个侧面平行设置，微振动传感器2的形状为圆盘形，第三电极103a为贴在信号感应元件1上的圆形电极片，第四电极103b与第三电极103a间隔设置，在第一电极201与第三电极103a贴合接触时，第一电极201不会与第四电极103b电连接，通过上述设置，可以避免极性相反的电极相互接触，在连通电路的同时，保证了电路的安全性能。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第一接触面在信号感应元件1上的投影与微振动传感器2在信号感应元件1上的投影重合，第二接触面在信号感应元件1上的投影与第三电极103a无重合，且至少部分覆盖第四电极103b。以保证第二接触面不会与第三电极103a接触，且能够与第四电极103b接触。通过上述设置，保证了极性相同的电极相互接触，同时避免了极性相反的电极相互接触，在连通电路的同时，保证了电路的安全性。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第一接触面处形成容置槽，微振动传感器2设有第二电极202的一面嵌入容置槽内。具体的，导电元件3朝向信号感应元件1的一面在中部向内凹陷形成容置槽，容置槽的底面也就是第一接触面，没有凹陷的平面是第二接触面。导电元件3的作用是将第二电极202与第四电极103b实现电连接，以便于将微振动传感器2接入到电路中。具体的，在导电元件3不受到挤压时，第一电极201与第三电极103a接触，第二电极202在容置槽内与导电元件3接触，导电元件3的第二接触面与第四电极103b之间具有间隙，相互之间不连通，此时，整体电路是断开的。当导电元件3受到挤压时，第一电极201与第三电极103a接触，第二电极202在容置槽内与导电元件3接触，导电元件3的第二接触面与第四电极103b相互靠近接触，进而使导电元件的第二接触面与第四电极103b连接，进而实现第三电极103a、第一电极201、第二电极202、导电元件3和第四电极103b之间的依次连接。通过上述设置，微振动传感器2被接入到电路中，由于微振动传感器2具有高灵敏度的特性，即使笔尖受到的压力较小时，微振动传感器也能感应到微小的压力变化，进一步的，由于微震动传感器具有传递电信号的作用，将微小的压力信号转换为电信号，并将电信号传递到电容笔的电路中，以此实现电容笔对微小的压力信号的感应和传递，保证了笔尖在受到微小压力时，电容笔也能够正常书写。

进一步的，在本公开的一些实施例中，第二电极202与导电元件3之间通过弹性导电件连接。具体的，可以在第二电极202与第一接触面之间设置弹性导电件，在信号感应元件1受到压力时，信号感应元件1和微振动传感器2向靠近导电元件3的方向移动，挤压弹性导电件，使得第二接触面与第四电极103b接触。

在本公开的其他一些实施例中，也可以将导电元件3的材料选择为具有导电性能的弹性材料，第二电极202直接与导电元件3接触，在受压状态下，导电元件3受压变形使得第二接触面能够与第四电极103b接触。具体的，在本公开的实施例中，导电元件3的材料采用导电硅胶，不仅能在变形时与第二接触面接触，还能够起到缓冲的作用，降低在跌落外力下，导致信号感应元件1和微振动传感器2损坏的隐患。

进一步的，在本公开的一些实施例中，微振动传感器2设有第一电极201的一面凸出于第二接触面，在自然状态下，即笔尖不受到外部压力的状况下，第一电极201与第三电极103a接触，第二电极202与第一接触面接触，第二接触面与第四电极103b之间存在间隙。在受压状态下，第二接触面与第四电极103b接触。在信号感应元件1受到压力时，挤压导电元件3发生变形，使第二接触面与第四电极103b接触。第三电极103a、第一电极201、第二电极202、导电元件3和第四电极103b之间的依次连接，通过上述设置，由于微振动传感器2具有较高的压力敏感度，即使笔尖受到的压力较小时，微振动传感器也能感应到微小的压力变化，进一步的，由于微震动传感器由于具有传递电信号的作用，将微小的压力信号转换为电信号，并将电信号传递到电容笔的电路中，以此实现电容笔对微小的压力信号的感应和传递，保证了笔尖在受到微小压力时，电容笔也能够正常书写。

或者，微振动传感器2设有第一电极201的一面低于第二接触面，在自然状态下，第二接触面与第四电极103b接触，第一电极201与第三电极103a之间存在间隙，在受压状态下，第一电极201与第三电极103a接触。也就是说，微振动传感器2嵌入到容置槽内，在自然状态下，第二接触面与第四电极103b接触，第一电极201与第三电极103a之间不接触，在受压状态下，信号感应元件1向靠近微震动传感器的方向移动，挤压导电元件3发生变形，使第一电极201与第三电极103a处于接触的状态，这样，微振动传感器2就能够被接入到电路中。由于微振动传感器2具有较高的压力敏感度，即使笔尖受到的压力较小时，微振动传感器也能感应到微小的压力变化，进一步的，由于微震动传感器由于具有传递电信号的作用，将微小的压力信号转换为电信号，并将电信号传递到电容笔的电路中，以此实现电容笔对微小的压力信号的感应和传递，保证了笔尖在受到微小压力时，电容笔也能够正常书写。

进一步的，如图4所示，在本公开的一些实施例中，还提供了一种电容笔的笔尖组件，包括笔尖6、笔杆7和如上述实施例中的压力感应装置，笔尖6和压力感应装置自前向后依次设于笔杆7内，且笔尖6的后端与信号感应元件1相对设置，笔尖6与笔杆弹性连接，以使笔尖6在外力作用下可以沿前后方向往复移动，笔尖6的后端还设有笔尖套8。在进行书写时，笔尖6受到压力向后作用在信号感应元件1上，同时，信号感应元件1与微振动传感器2和导电元件3配合，在笔尖受力较小时，电容笔也能够稳定书写。

需要说明的是，本公开实施例中电容笔设置笔尖的一端为前端，另一端为后端，也就是说，在电容笔进行书写时，前端与书写屏幕接触。

进一步的，笔尖组件还包括控制器5，电路板102通过柔性电路板FPC4与控制器5电连接，用于根据检测书写压力信号，控制电容笔进行稳定书写。

更进一步的，在本公开的一些实施例中，还提供了一种电容笔，包括上述笔尖组件。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种压力感应装置，用于电容笔的压力感应，其特征在于，包括信号感应元件(1)、微震动传感器(2)和导电元件(3)，所述信号感应元件(1)具有感应部(101)、电路板(102)和电极部(103)，所述感应部(101)和所述电极部(103)分别设于所述电路板(102)的两侧；

所述导电元件(3)与所述电极部(103)相对设置，所述微震动传感器(2)设于所述导电元件(3)与所述信号感应元件(1)之间，且所述微震动传感器(2)与所述电极部(103)相对的一侧设有第一电极(201)，另一侧设有第二电极(202)。

2.根据权利要求1所述的压力感应装置，其特征在于，所述电极部(103)还包括第三电极(103a)和第四电极(103b)，所述第四电极(103b)与所述第三电极(103a)间隔设置。

3.根据权利要求2所述的压力感应装置，其特征在于，在自然状态下，所述第一电极(201)与所述第三电极(103a)接触，所述第二电极(202)与所述导电元件(3)及所述第四电极(103b)中至少两者之间存在间隙，或，所述第一电极(201)与所述第三电极(103a)存在间隙，所述第二电极(202)与所述导电元件(3)及所述第四电极(103b)之间依次接触；在受压状态下，所述信号感应元件(1)向靠近所述导电元件(3)的方向移动，所述第一电极(201)与所述第三电极(103a)接触，且所述第二电极(202)与所述导电元件(3)及所述第四电极(103b)之间依次接触。

4.根据权利要求1所述的压力感应装置，其特征在于，所述导电元件(3)朝向所述信号感应元件(1)的面包括第一接触面和围绕所述第一接触面设置的第二接触面，所述第二接触面用于与所述第四电极(103b)接触，所述微震动传感器(2)与所述第一接触面对应设置。

5.根据权利要求1所述的压力感应装置，其特征在于，所述第一电极(201)在所述信号感应元件(1)上的投影至少部分覆盖所述第三电极(103a)，且与所述第四电极(103b)无重合。

6.根据权利要求4所述的压力感应装置，其特征在于，所述第一接触面在所述信号感应元件(1)上的投影与所述微震动传感器(2)在所述信号感应元件(1)上的投影重合；所述第二接触面在所述信号感应元件(1)上的投影与所述第三电极(103a)无重合，且至少部分覆盖所述第四电极(103b)。

7.根据权利要求4所述的压力感应装置，其特征在于，所述第一接触面处形成容置槽，所述微震动传感器(2)设有所述第二电极(202)的一面嵌入所述容置槽内。

8.根据权利要求1所述的压力感应装置，其特征在于，所述第二电极(202)与所述导电元件(3)之间通过弹性导电件连接。

9.根据权利要求1所述的压力感应装置，其特征在于，所述导电元件(3)的材料为具有导电性能的弹性材料，所述第二电极(202)与所述导电元件(3)接触。

10.根据权利要求9所述的压力感应装置，其特征在于，所述导电元件(3)的材料为导电硅胶。

11.根据权利要求4-10任一项所述的压力感应装置，其特征在于，所述微震动传感器(2)设有所述第一电极(201)的一面凸出于所述第二接触面，在自然状态下，所述第一电极(201)与所述第三电极(103a)接触，所述第二接触面与所述第四电极(103b)之间存在间隙，在受压状态下，所述第二接触面与所述第四电极(103b)接触。

12.根据权利要求4-10任一项所述的压力感应装置，其特征在于，所述微震动传感器(2)设有所述第一电极(201)的一面低于所述第二接触面，在自然状态下，所述第二接触面与所述第四电极(103b)接触，所述第一电极(201)与所述第三电极(103a)之间存在间隙，在受压状态下，所述第一电极(201)与所述第三电极(103a)接触。

13.一种电容笔的笔尖组件，其特征在于，包括笔尖(6)、笔杆(7)和如权利要求1-12任一项所述的压力感应装置，所述笔尖(6)和所述压力感应装置自前向后依次设于所述笔杆(7)内，且所述笔尖(6)的后端与所述信号感应元件(1)相对设置，且所述笔尖(6)与所述笔杆(7)弹性连接，以使所笔尖(6)在外力作用下可沿前后方向往复运动。

14.根据权利要求13所述的笔尖组件，其特征在于，还包括控制器(5)，所述电路板(102)与所述控制器(5)电连接。

15.一种电容笔，其特征在于，包括如权利要求13或14所述的笔尖组件。