一種可變電容式壓力傳感器和真筆跡觸控筆的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及可變電容式壓力傳感器;尤其涉及一種真筆跡觸控筆。
【背景技術】
[0002] 隨著電子產品的進步與發展，觸控筆的應用越來越廣泛。目前有光學式觸控屏的 觸控筆，還有攝像頭識別的電子白板的觸控筆，這類觸控筆一般是用手指或木棒或任意物 體或紅外線發光棒做觸控筆，這類觸控筆雖然使用快捷，操作方便，但不足的是無壓感功 能，不能準確的反應書寫者本人的筆跡特征。
[0003] 現有的觸控筆雖然有筆壓力檢測功能，但檢測壓力的行程大，書寫體驗感不好，實 現方式復雜，成本高昂。

【發明內容】

[0004] 為了克服上述缺陷，本發明提供一種可變電容式壓力傳感器，可以適用光學式觸 控感應器的觸控筆，或攝像頭式電子白板的觸控筆，或電磁式感觸控筆和電容式觸控筆，設 置此壓力傳感器的觸控筆具有書寫壓力感應的真筆跡效果。
[0005] 在具體實施例中，本發明公開了一種可變電容式壓力傳感器，包括可變電容、觸控 開關，測力柄;至少包括:傳感器外殼、復位彈簧;其中，可變電容包括絕緣介片和軟性導電 片;其中，觸控開關包括兩個靜觸點和動觸片。
[0006] 所述可變電容式壓力傳感器可變電容的絕緣介片第一面敷設的導電體，是可變電 容的第一電極，絕緣介片第二面是可變電容的絕緣介質面，離絕緣介質面極小的間隔設置 的軟性導電片構成可變電容的第二電極，軟性導電片為可壓縮的導電泡沫，或可擠壓形變 的導電橡膠，絕緣介片的絕緣介質是可變電容第一電極與第二電極間的電容介質。
[0007] 所述可變電容式壓力傳感器可變電容的軟性導電片與可變電容介質相對的一面， 表面是三角形的凸線條，是中間凸的弧面，是均勻分布的任意凸起形狀。
[0008] 所述可變電容式壓力傳感器的可變電容測力柄直接接觸軟性導電片，測力柄受的 觸碰力首先傳遞給軟性導電片，軟性導電片產生形變再接觸可變電容介質面，傳遞給絕緣 介片。
[0009] 所述可變電容式壓力傳感器的可變電容測力柄受的觸碰力越大軟性導電片變形 越大，軟性導電片與絕緣介片間的擠壓形變越大，軟性導電片與可變電容介質面之間的擠 壓接觸面積越大，可變電容第一電極與第二電極間的相對面積越大，可變電容第一電極與 第二電極間的電容值越大。
[0010] 所述可變電容式壓力傳感器可變電容第一電極與第二電極間的不同電容變化值 體現測力柄傳遞的不同壓力值，電容變化值信號輸出給外部電路，電容變化值信號供外部 電路做信號采集或控制。
[0011] 所述可變電容式壓力傳感器觸控開關，可變電容第一電極是觸控開關的動觸片， 靜觸點設置在傳感器外殼上，絕緣介片與傳感器外殼之間設置復位彈簧，復位彈簧可以是 金屬絲彈簧，可以是可恢復泡沫，可以是軟膠，絕緣介片受到測力柄的壓力產生位移并壓縮 復位彈簧，觸控開關動觸片觸碰短接設置在傳感器外殼的兩個靜觸點，觸控開關兩靜觸點 短接導通，測力柄的壓力消失復位復位彈簧復位，觸控開關動觸片離開傳感器外殼的兩個 靜觸點，觸控開關兩靜觸點斷開。
[0012] 所述可變電容式壓力傳感器可變電容還包括，絕緣介片固定在傳感器外殼。
[0013] 所述可變電容式壓力傳感器觸控開關還包括一個靜觸點，一個動觸片，軟性導電 片是觸控開關靜觸點和可變電容第二電極，動觸點固定于測力柄的上端，可變電容測力柄 受力測力柄上端的動觸片會接觸軟性導電片，觸控開關導通，測力柄受力消失，測力柄上端 的動觸片離開軟性導電片，觸控開關斷開，可變電容測力柄受力測力柄上端的動觸片接觸 軟性導電片，軟性導電片產生形變再接觸可變電容介質面，傳遞給絕緣介片。
[0014] 所述可變電容式壓力傳感器觸控開關信號輸出給外部電路，供外部電路做控制信 號。
[0015] 本發明還涉及一種真筆跡觸控筆，包括真筆跡光學觸控筆，真筆跡電磁觸控筆;所 述真筆跡光學觸控筆包括所述可變電容式壓力傳感器、筆系統電路和筆外殼;至少包括:電 池、紅外發射頭和筆尖;其中，電池是標準可拆卸更換的一次性電池，或是重復充電使用的 充電電池;其中，可變電容式壓力傳感器的測力柄兼觸控筆筆尖，其中，紅外發射頭包括紅 外透鏡和紅外發射管，紅外發射管設置在紅外透鏡內，紅外透鏡設置在筆尖周圍，紅外透鏡 將紅外發射管發射的紅外線向觸控筆的周圍均勻的發射;其中，筆外殼包括筆外殼前端和 筆外殼后端;筆外殼后端內設置電池、筆系統電路;筆外殼前端內設置可變電容式壓力傳感 器和紅外發射頭。
[0016] 其中，筆系統電路包括射頻調制與射頻發射電路，驅動器電路，電源控制與延遲關 斷電路、電源電壓轉換和功能按鍵，如是充電電池還包括充電電路，充電電路可以是接觸式 有線充電電路，或是非接觸式無線充電電路。
[0017] 筆系統電路電源控制與延遲關斷電路連接觸控開關短接導通信號，筆系統電路射 頻調制與射頻發射電路連接可變電容式壓力傳感器的電容變化值信號。
[0018] 筆系統電路的電源控制與延遲關斷電路設置有電源輸入口、電源輸出口、電源充 電控制口、筆觸開關信號控制口；筆觸開關信號控制口連接電容式壓力傳感器內的觸控開 關，電源控制與延遲關斷電路在關機狀態如收到可變電容式壓力傳感器連接觸控開關短接 導通信號，本電路電源輸入口與電源輸出口之間將導通，筆系統電路將進入工作狀態;在工 作狀態如長時間未收到連接觸控開關短接導通信號，本電路電源輸入口與電源輸出口之間 會斷開，系統電路將進入關機狀態;在任何工作狀態接入充電模式，本電路電源輸入口與電 源輸出口之間會斷開，筆系統電路將鎖定在關機狀態，并維持處于充電模式。
[0019] 系統電路的射頻調制與射頻發射電路接收到可變電容式壓力傳感器的電容變化 值信號經采集編碼后調制成射頻發射到外設，外設可以是光學式觸控感應器，可以是電腦 或手機，外設接收到筆射頻信號將解調出的電容變化值信號并對應轉換成觸控筆書寫壓力 值信號。
[0020] 系統電路的驅動電路在系統電路工作狀態下，驅動電路將向紅外發射頭不斷送出 驅動信號，紅外發射頭將持續發出紅外線光，光學觸控感應器把筆尖處不斷發射紅外信號 的紅外發射頭所在的位置識別成當前筆尖在書寫區的書寫軌跡位置。
[0021] 可變電容式壓力傳感器的觸控開關觸發喚醒筆系統電路工作，可變電容式壓力傳 感器的可變電容變化量是觸控筆書寫壓力，紅外發射頭在光學觸控感應器書寫區的位置是 觸控筆書寫軌跡所在的位置。
[0022] 本發明還涉及一種真筆跡電磁式觸控筆包括所述可變電容式壓力傳感器、筆系統 電路和筆外殼;至少包括:電池、電磁信號輸出線圈和筆尖;其中，電池是標準可拆卸更換的 一次性電池，或是重復充電使用的充電電池;其中，可變電容式壓力傳感器的測力柄兼觸控 筆筆尖，其中，電磁信號輸出線圈是用表面絕緣的金屬導線最少一層多圈密繞而成，設置在 筆尖周圍；其中，筆外殼包括筆外殼前端和筆外殼后端，筆外殼前端是絕緣材料;筆外殼后 端內設置電池、筆系統電路;筆外殼前端內設置可變電容式壓力傳感器和電磁信號輸出線 圈。
[0023] 其中，筆系統電路包括LC有源振蕩器電路，電源控制與延遲關斷電路、電源電壓轉 換和功能按鍵，如是充電電池還包括充電電路，充電電路可以是接觸式充電電路，也可以是 非接觸式無線充電電路。
[0024] 筆系統電路電源控制與延遲關斷電路連接可變電容式壓力傳感器的觸控開關，可 變電容式壓力傳感器的可變電容并聯在筆系統電路LC有源振蕩器電路的LC諧振回路。
[0025] 筆系統電路的電源控制與延遲關斷電路設置有電源輸入口、電源輸出口、電源充 電控制口、筆觸開關信號控制口；筆觸開關信號控制口連接電容式壓力傳感器內的觸控開 關，電源控制與延遲關斷電路在關機狀態如收到可變電容式壓力傳感器連接觸控開關短接 導通信號，本電路電源輸入口與電源輸出口之間將導通，筆系統電路將進入工作狀態;在工 作狀態如長時間未收到連接觸控開關短接導通信號，本電路電源輸入口與電源輸出口之間 會斷開，系統電路將進入關機狀態;在任何工作狀態接入充電模式，本電路電源輸入口與電 源輸出口之間會斷開，筆系統電路將鎖定在關機狀態，并維持處于充電模式。
[0026]筆系統電路的LC有源振蕩器電路包括其它電路，LC諧振回路，電磁信號輸出線圈 是LC諧振回路的諧振電感，可變電容式壓力傳感器內的可變電容并聯在LC諧振回路，按鍵 與電容串聯并聯在LC諧振回路