电子笔制造技术

本发明专利技术涉及一种电子笔。本发明专利技术一实施例中的电子笔，其中，包括：笔尖，其位于所述电子笔的前方，通过接触于电子笔感应显示器的笔感应区时作用的笔压而可移动；电感器，其构成谐振电路；导电性弹性单元，与所述笔尖连接并设置于所述笔尖的相反侧；及，层叠式笔压传感器，其一端部向与所述导电性弹性单元对向的方向暴露并在垂直方向上层叠，以使笔压感应用电容器与所述导电性弹性单元可接触，通过以所述笔尖的移动为基础的所述导电性弹性单元的接触，所述笔压感应用电容器选择性地与所述谐振电路连接。

Electronic pen

【技术实现步骤摘要】
电子笔
本专利技术涉及一种电子笔，尤其是，涉及一种可准确测量细微的笔压变化、并且可以增强耐久性的电子笔。
技术介绍
近来，手机、平板电脑等具有触摸型显示器、并通过触摸显示器表面来操作的电子设备被广泛地普及。在使用这类具有触摸型显示器的电子设备时，仅靠手指触摸的话，触摸的准确度较低，难以测量触摸的压力而无法实现各种不同的功能。因此，为了利用笔记工具来实现笔记输入功能，开始普及作为笔形态的输入工具的电子笔，并且实际上电子笔的重要性也在日益增加。尤其是，为了提高使用者握持使用的电子笔的便携性、减轻重量并自由地应用具备触摸型显示器的电子设备，正在开发无需内置电池、且可以无线运行的电子笔。如果电子笔不内置电池，则通过设置于具备可进行画面操作的显示器的电子设备的输入装置上的电容(Capacitor)和线圈(Coil)连接的谐振电路，设置于电子笔的由电容和线圈连接的谐振电路产生谐振，从而能量被传递至电子笔。这样传递至电子笔的能量在使用电子笔时从电子笔被放出，具备可通过画面操作的显示器的电子设备的输入装置感测从电子笔传递的能量，从而检测电子笔的位置。相反，内置有电池的主动式电子笔从内置的电池接收能量并向外部放射电磁场，具备可通过画面操作的显示器的电子设备的输入装置感测到从电子笔放射的电磁场来检测出电子笔的位置。为了提高笔记的准确度，需要上述电子笔准确识别触摸型显示器与电子笔的接触位置的技术，进一步，为了像使用实际笔记工具进行笔记一般根据笔压来变化线的粗细、明暗等，需要感测笔压的技术。图1是用于说明具备以电磁感应方式运行的现有触摸型显示器的电子设备及电子笔的运行原理的示意图。在图1的(a)中，作为具备触摸型显示器的电子设备的一部分，图示了线圈驱动装置20及环形线圈30，作为电子笔100的示例，图示了内置有包括电容器和电感器的谐振电路的笔记工具。当线圈驱动装置20通过具备触摸型显示器的电子设备的MCU(未图示)等的控制，接收到具备预定频率(即，电子笔的谐振电路的谐振频率)的切换模式(Switchingpattern)，则线圈驱动装置将根据接收到的切换模式的频率产生的交流电压输出至环形线圈30。环形线圈30具备预定的电感系数，通过输入的交流电压放出感应电磁力(外部电磁力①)。再者，电子笔100的谐振电路通过被放出的外部电磁力而发生谐振，从而生成感应电流，生成的感应电流存储于电感器与电容器中。并且，如果外部电磁力的放出被中断，则谐振电路利用自身存储的能量(感应电流)产生谐振而放出感应电磁力(作用电磁力②)。并且，在具备触摸型显示器的电子设备中，环形线圈30的内部空间构成笔感应区S。虽未图示，笔感应区S可以设置有多种方式的电磁力感应装置。作为电磁力感应装置可以使用例如可参照授权专利10-984036号的线天线结构。另外，如果电子笔100自身放出电磁力(作用电磁力)，则具备触摸型显示器的电子设备的笔感应区S会感测到电子笔的作用电磁力，测量被感测的作用电磁力最强的位置(电子笔感应位置)的坐标，并判断为使用者将利用电子笔100在被测量的坐标输入操作。图1的(b)是示出环形线圈放出的外部电磁力的波形的示意图。当线圈驱动装置20根据切换模式向环形线圈30输出交流电压，则显示出根据环形线圈30的电感系数放出逐渐上升的外部电磁力的状态。并且，在经过预定时间之后，外部电磁力以相同特征的强度放出，在预定时间点(例如，X时间点)通过MCU的控制切换模式被中断而使得交流电压被中断，随之外部电磁力的放出也被中断。图1的(c)是示出电子笔的谐振电路输出的作用电磁力的波形的示意图。谐振电路可以暂存因外部电磁力生成的感应电流所致的能量，当外部电磁力的放出中断时，通过自身存储的能量来谐振而放出作用电磁力。作用电磁力的放出量是根据存储能量的消耗而减少。此时，作用电磁力具有频率fo。频率fo可以根据电子笔100中的谐振电路所包括的电容和电感系数而决定。即，根据式而决定。并且，外部电磁力的频率与谐振电路的谐振频率相一致或为倍数关系时能产生最有效的谐振，因此，线圈驱动装置20输出的交流电压的频率(即，从MCU输出的切换模式的频率)优选地为fo。图2为示出使电子笔的谐振电路的谐振频率变化的方法的示意图。谐振电路以至少一个电感器L和至少一个电容器C构成环形而形成。图2的(a)示出了连接具有电感系数L的一个电感器和具有电容C的一个电容器而构成的谐振电路。从这种基本的谐振电路所放出的作用电磁力的谐振频率fo可以表示为式并且，作用电磁力的周期To可以表示为式图2的(b)示出了在图2的(a)的基本谐振电路中增加电容可变的笔压感应用电容器ΔC的电路，在这种电路中的谐振频率可以通过式计算。图2的(c)示出了在图2的(a)的谐振电路中增加电感系数可变的笔压感应用电感器ΔL的电路，在这种电路中谐振频率表示为式图2的(d)示出了一同增加笔压感应用电容器及笔压感应用电感器的实施例，此时，可以通过式来决定谐振频率。由此，通过将电子笔100与具备触摸型显示器的电子设备的笔感应区S接触的笔尖和笔压感应用电感器及/或笔压感应用电容器机械地连接，使得电感系数及/或电容根据使用者使用电子笔100按压触摸型显示器的压力而变化，并在具备触摸型显示器的电子设备中若可以测量电感系数及/或电容的变化量，则可以测量出表示使用者使用电子笔100按压于触摸型显示器的按压程度的笔压。图3为示出根据电子笔的谐振电路所包括的电感系数及/或电容的变化而使得电子笔放出的作用电磁力的谐振频率变化的示意图。参照附图，电子笔未被施加笔压时，输出的是具有基本的谐振频率fo的作用电磁力，但施加有笔压时谐振电路的电感系数及/或电容变化，从而谐振频率也在变化。具备触摸型显示器的电子设备感测这样输出的作用电磁力的周期T，将感测的周期T与基本周期To进行比计较，从而计算出电感系数及/或电容的变化量而测量笔压。图4为仅概略示出电子笔结构示例的重要部分的示意图。图4的(a)为示出应用电容根据作用于电子笔的压力而变化的压力传感器的示例。图示的线圈110是用于构成根据外部电磁力而谐振的电感器，并形成在管状铁氧体磁芯112的外周。并且，可向电子笔的前方凸出的笔尖105延长并插入于铁氧体磁芯112的内部，笔尖105的后方设置有压力传感器114。由此，当使用者使用电子笔按压具备触摸型显示器的电子设备，则笔尖105被向后方按压，并且，笔尖105向压力传感器114施加压力，使压力传感器114可以感测笔压。并且，虽然是笔尖105可以在形成于铁氧体磁芯112内部的管状内部移动，但也可以是笔尖105与铁氧体磁芯112以一体方式动作。图4的(b)为示出根据电感系数的变化来感测作用于电子笔的笔压的构成示例的示意图，将线圈110形成于绕线筒113的外周，绕线筒113的内部设置有可根据笔尖105被按压而可移动的铁氧体磁芯112。在这种结构中，电感系数根据铁氧体磁芯112的移动而变化，由此，利用此来感测笔压。但是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子笔，其中，包括：/n笔尖，其位于所述电子笔的前方，通过接触于电子笔感应显示器的笔感应区时作用的笔压而可移动；/n电感器，其构成谐振电路；/n导电性弹性单元，与所述笔尖连接并设置于所述笔尖的相反侧；及，/n层叠式笔压传感器，其一端部向与所述导电性弹性单元对向的方向暴露并在垂直方向上层叠，以使笔压感应用电容器与所述导电性弹性单元可接触，通过以所述笔尖的移动为基础的所述导电性弹性单元的接触，所述笔压感应用电容器选择性地与所述谐振电路连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子笔，其中，包括：
笔尖，其位于所述电子笔的前方，通过接触于电子笔感应显示器的笔感应区时作用的笔压而可移动；
电感器，其构成谐振电路；
导电性弹性单元，与所述笔尖连接并设置于所述笔尖的相反侧；及，
层叠式笔压传感器，其一端部向与所述导电性弹性单元对向的方向暴露并在垂直方向上层叠，以使笔压感应用电容器与所述导电性弹性单元可接触，通过以所述笔尖的移动为基础的所述导电性弹性单元的接触，所述笔压感应用电容器选择性地与所述谐振电路连接。


2.根据权利要求1所述的电子笔，其中，
所述层叠式笔压传感器包括：
笔压感应部，设置于一侧，使所述笔压感应用电容器的一端部被暴露；及
电容器部，与所述笔压感应部连接。


3.根据权利要求1所述的电子笔，其中，
所述笔压感应用电容器在同一层向水平方向相互间隔开而设置有多个，以使所述笔压越大，所述导电性弹性单元接触的面积变宽，选择性接触的数量逐渐增多。


4.根据权利要求3所述的电子笔，其中，
所述层叠式笔压传感器包括：
中心层，与所述导电性弹性单元接触；
传感器图案层，与所述导电性弹性单元选择性地接触而形成所述笔压感应用电容器；及，
接地层，设置于所述中心层及所述传感器图案层之间。


5.根据权利要求4所述的电子笔，其中，
所述导电性弹性单元与所述传感器图案层接触时，所述传感器图案层与所述中心层选择性地连接，
所述接地层与所述传感器图案层一起形成笔压感应用电容器。


6.根据权利要求4所述的电子笔，其中，
所述中心层包括：
中心电极，一端部向与所述导电性弹性单元对向的方向暴露；及，
辅助电极，连接所述中心电极与所述谐振电路。


7.根据权利要求6所述的电子笔，其中，
所述中心层还包括中心层接地电极，所述中心层接地电极与所述中心电极及所述辅助电极间隔开设置，以使所述中心层接地电极与所述中心电极及所述辅助电极不连接。


8.根据权利要求4所述的电子笔，其中，
所述接地层包括：
无电极部，其在与所述导电性弹性单元对向的方向上与所述导电性弹性单元相邻设置；及，
电极部，所述电极部设置于所述无电极部的一侧，以使所述电极部与所述导电性弹性单元不接触。


9.根据权利要求8所述的电子笔，其中，
所述无电极部由电介质基板形成，
所述电极部为由涂布于所述电介质基板的电极层而形成的接地电极。


10.根据权利要求4所述的电子笔，其中，
所述传感器图案层包括：
传感器图案电极，其一端部向与所述导电性弹性单元对向的方向暴露，并形成相互间隔开的多个传感器图案；及，
传感器图案层接地电极，其与所述传感器图案电极间隔开设置而与所述传感器图案电极不连接。


11.根据权利要求4所述的电子笔，其中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳英基，安相燮，李儒相，
申请(专利权)人：得翰株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR