压感分级感应装置、压感感应方法及静电容式触控笔制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种压感分级感应装置、压感感应方法及静电容式触控笔，静电容式触控笔包括笔身部、笔尖部以及位于笔身部内部的压感分级感应装置。压感分级感应装置用于感应笔尖部在书写介质表面滑动过程中基于书写施加的力而产生的应力并输出，即压感输出。压感分级感应装置包括曲轴、第一支撑部、弹性限位机构、第二支撑部、第一极板与第二极板、电容测量部以及笔尖压感测量部，可基于第一极板与第二极板之间的极板间距变化实现对笔尖应力载荷的感应，实现结构可靠、测量精准的触控笔静电容式压感分级感应输出。本发明专利技术的压感分级感应装置的结构设计简单可靠，装配精度高，且不受过载破坏，可提高压感分级的效果。可提高压感分级的效果。可提高压感分级的效果。

【技术实现步骤摘要】
压感分级感应装置、压感感应方法及静电容式触控笔


[0001]本专利技术涉及静电容式触控笔
，尤其是笔尖的压感技术，具体而言涉及一种压感分级感应装置、压感感应方法及静电容式触控笔。

技术介绍

[0002]触控笔是电容屏幕最为匹配的输入方式之一，也是最贴合人类书写逻辑的输入方式之一。目前普遍使用的触控笔产品，如果不带笔尖部分的压感分级功能，就无法感知用户书写时的按压力度并进而输出不同的笔迹，只能起到点触和基本的书写效果。
[0003]少数具备压感分级功能的触控笔产品，基于金属或者半导体制成的应变电阻体的应变效应，通过一个配置在触控笔笔身内部的应力传递结构，在触控笔使用过程中压迫压阻应变片而使其产生形变，通过检测压阻应变片的电阻值的变化，再通过高分辨率的模拟
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数字转换器（ADC）进行采样和转换，输出比如4096分级的笔迹。
[0004]前述的电阻应变式方案的应力传递结构，结构设计相对比较复杂，例如，公开号为CN114201063A的专利申请公开的压感组件及触控笔，设置弹片、主轴、支架以及应变式传感器，主轴与笔尖刚性连接，并穿过支架而抵接到弹片的抵持体位置，应变式传感器贴在弹片的贴附体位置，抵持体位置与贴附体位置间隔开并通过一个中间连接体进行连接。由此，当笔尖受到屏幕的压力后，主轴会移动，从而推动抵持体朝远离贴设体的方向运动，而由于贴设体与支架相对固定，此时贴设体会产生形变，应变式传感器的输出信号会随贴设体的形变量的不同而改变，从而实现书写压力的检测。
[0005]应当看到，在采用电阻应变式方式的笔尖压感设计中，压阻应变片被应用进行应力测量的一个基本前提在于：弹性体的存在（例如前述CN114201063A中使用的弹片中的贴附体），也即将压阻应变片封装在特殊材料和结构制作的刚性结构上，进而在应变产生后能够完全恢复。换言之，在触控笔的笔尖结构中，压感应变片方案因为弹性体的缺失，导致其长期（频繁）受力或过载之后，很难在较短的时间内完全恢复，因而极易产生蠕变、疲劳乃至结构损伤，测量稳定性不佳。同时，在狭窄的触控笔空间内，装配2组或4组微型压阻应变片装配难度较大，装配精度将会极大的影响笔尖压感的测量精度，进而影响压感分级的效果。

技术实现思路

[0006]鉴于现有技术存在的缺陷，根据本专利技术目的的第一方面，提出一种静电容式触控笔的压感分级感应装置，所述静电容式触控笔具有笔身部以及从笔身部的前端伸出的笔尖部，所述压感分级感应装置包括：沿着笔身部的纵长轴线方向布置的曲轴，具有本体以及位于本体两端的第一轴端与第二轴端；所述曲轴的第一轴端与所述笔尖部连接并能够与笔尖部同步运动，所述曲轴相对的第二轴端可滑动地套入在一第一支撑部的中心孔内，所述第一支撑部位于笔身部内部并位于尾部位置；弹性限位机构，设置位于所述曲轴的本体与所述第一支撑部之间，被设置成在所
述笔尖部受压而使曲轴朝向第一支撑部运动时进行蓄力，以在所述受压减弱或者解除时使所述曲轴朝向初始位置运动；第二支撑部，与所述笔身部保持位置固定关系，并位于所述曲轴的本体所形成的空腔内；第一极板与第二极板，平行设置于所述第二支撑部与所述空腔一内壁面之间，其中一个极板固定在第二支撑部的表面，另一极板固定在所述内壁面的表面；电容测量部，与所述的第一极板与第二极板连接，用于检测所述第一极板与第二极板在不同极板间距下的静电容；笔尖压感测量部，与所述电容测量部电连接，被设置为基于电容测量部输出的静电容的值，获得对应的笔尖应力。
[0007]在一些实施方式中，所述第一支撑部、第二支撑部被构造为笔身部的一部分，并且相对于笔身部保持相对静止状态。
[0008]在一些实施方式中，所述第一支撑部、第二支撑部被构造为固定到笔身部的独立构件，并且二者相对于笔身部保持相对静止状态。
[0009]在一些实施方式中，所述第一支撑部、第二支撑部均为垂直于笔身部的纵长轴线方向的块状构件。
[0010]在一些实施方式中，所述曲轴的本体所形成的空腔构造为U形空腔，其沿着笔身部的纵长轴线方向两个内壁面中的其中一者的表面用于安装第一极板或者第二极板。尤其是，所述两个内壁面中的其中另一者的表面配置有导向部，所述本体被设置能够沿着导向部运动。
[0011]在一些实施方式中，所述弹性限位机构包括至少一个弹簧，例如螺旋弹簧，套设在所述第二轴端的外周表面。
[0012]在一些实施方式中，所述笔身部、笔尖部、曲轴的第一轴端与第二轴端、第一支撑部、第二支撑部、弹性限位机构共中心轴线地布置。
[0013]根据本专利技术目的的第二方面，还提出一种基于前述静电容式触控笔的压感分级感应装置的压感感应方法，所述方法包括以下步骤：所述笔尖部在书写介质表面滑动，基于所述书写施加的力而使得笔尖部朝向笔身部内部回缩运动，并使所述曲轴同步运动；基于所述曲轴运动所引起的第一极板与第二极板之间的极板间距变化，所述电容测量部检测不同极板间距下的静电容；以及所述笔尖压感测量部根据电容测量部输出的静电容的值，获得对应极板间距下的笔尖应力。
[0014]根据本专利技术目的的第三方面，还提出一种使用前述压感分级感应装置的静电容式触控笔。
[0015]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0016]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面
的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0017]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例。
[0018]图1是本专利技术实施例的静电容式触控笔的结构示意图。
[0019]图2是图1实施例的静电容式触控笔正视图，其中笔身部的内部结构被部分地示例。
[0020]图3是图1实施例的静电容式触控笔的剖视图，其中展示了压感分级感应机构的示例。
[0021]图4是本专利技术实施例的静电容式触控笔的曲轴的结构示意图。
[0022]图5是本专利技术实施例的静电容式触控笔的曲轴与两个支撑部的配合结构示意图。
[0023]图6是本专利技术实施例的静电容式触控笔的压感分级感应装置的示意图。
[0024]附图标记含义如下：100
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静电容式触控笔； 10
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笔身部；20
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笔尖部；30
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曲轴；31
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本体；32
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第一轴端；33
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第二轴端；35
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空腔；36
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导向部；40...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电容式触控笔的压感分级感应装置，所述静电容式触控笔具有笔身部（10）以及从笔身部（10）的前端伸出的笔尖部（20），其特征在于，所述压感分级感应装置包括：沿着笔身部（10）的纵长轴线方向布置的曲轴（30），具有本体（31）以及位于本体（31）两端的第一轴端（32）与第二轴端（33）；所述曲轴（30）的第一轴端（32）与所述笔尖部（20）连接并能够与笔尖部（20）同步运动，所述曲轴（30）相对的第二轴端（33）可滑动地套入在一第一支撑部（40）的中心孔（41）内，所述第一支撑部（40）位于笔身部（10）内部并位于尾部位置；弹性限位机构（50），设置位于所述曲轴（30）的本体（31）与所述第一支撑部（40）之间，被设置成在所述笔尖部（20）受压而使曲轴（30）朝向第一支撑部（40）运动时进行蓄力，以在所述受压减弱或者解除时使所述曲轴（30）朝向初始位置运动；第二支撑部（60），与所述笔身部（10）保持位置固定关系，并位于所述曲轴（30）的本体（31）所形成的空腔（35）内；第一极板（101）与第二极板（102），平行设置于所述第二支撑部（60）与所述空腔（35）一内壁面之间；电容测量部（200），与所述的第一极板（101）与第二极板（102）连接，用于检测所述第一极板（101）与第二极板（102）在不同极板间距下的静电容；笔尖压感测量部（300），与所述电容测量部（200）电连接，被设置为基于电容测量部（200）输出的静电容的值，获得对应的笔尖应力。2.根据权利要求1所述的静电容式触控笔的压感分级感应装置，其特征在于，所述第一支撑部（40）、第二支撑部（60）被构造为笔身部（10）的一部分，并且相对于笔身部（10）保持相对静止状态。3.根据权利要求1所述的静电容式触控笔的压感分级感应装置，其特征在于，所述第一支撑部（40）、第二支撑部（60）被构造为固定到笔身部（10）的独立构件，并且二者相对于笔身部（10）保持相对静止状态。4.根据权利要求2或3所述的静电容式触控笔的压感分级感应装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄孙峰，吴敏，王进，
申请(专利权)人：南京湃睿半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：