本實(shí)用新型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(shù):
隨著電子產(chǎn)品的進(jìn)步與發(fā)展,觸控筆的應(yīng)用越來越廣泛。目前有光學(xué)式觸控屏的觸控筆,還有攝像頭識(shí)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(fā)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(zhǔn)確的反應(yīng)書寫者本人的筆跡特征。
現(xiàn)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(yàn)感不好,實(shí)現(xiàn)方式復(fù)雜,成本高昂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述缺陷,本實(shí)用新型提供一種可變電容式壓力傳感器,可以適用光學(xué)式觸控感應(yīng)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(shè)置此壓力傳感器的觸控筆具有書寫壓力感應(yīng)的真筆跡效果。
在具體實(shí)施例中,本實(shí)用新型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(guān),測力柄;至少包括:傳感器外殼、復(fù)位彈簧;其中,可變電容包括絕緣介片和軟性導(dǎo)電片;其中,觸控開關(guān)包括兩個(gè)靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸片。
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(shè)的導(dǎo)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(zhì)面,離絕緣介質(zhì)面極小的間隔設(shè)置的軟性導(dǎo)電片構(gòu)成可變電容的第二電極,軟性導(dǎo)電片為可壓縮的導(dǎo)電泡沫,或可擠壓形變的導(dǎo)電橡膠,絕緣介片的絕緣介質(zhì)是可變電容第一電極與第二電極間的電容介質(zhì)。
所述可變電容式壓力傳感器可變電容的軟性導(dǎo)電片與可變電容介質(zhì)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。
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(dǎo)電片,測力柄受的觸碰力首先傳遞給軟性導(dǎo)電片,軟性導(dǎo)電片產(chǎn)生形變再接觸可變電容介質(zhì)面,傳遞給絕緣介片。
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(dǎo)電片變形越大,軟性導(dǎo)電片與絕緣介片間的擠壓形變越大,軟性導(dǎo)電片與可變電容介質(zhì)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。
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(xiàn)測力柄傳遞的不同壓力值,電容變化值信號(hào)輸出給外部電路,電容變化值信號(hào)供外部電路做信號(hào)采集或控制。
所述可變電容式壓力傳感器觸控開關(guān),可變電容第一電極是觸控開關(guān)的動(dòng)觸片,靜觸點(diǎn)設(shè)置在傳感器外殼上,絕緣介片與傳感器外殼之間設(shè)置復(fù)位彈簧,復(fù)位彈簧可以是金屬絲彈簧,可以是可恢復(fù)泡沫,可以是軟膠,絕緣介片受到測力柄的壓力產(chǎn)生位移并壓縮復(fù)位彈簧,觸控開關(guān)動(dòng)觸片觸碰短接設(shè)置在傳感器外殼的兩個(gè)靜觸點(diǎn),觸控開關(guān)兩靜觸點(diǎn)短接導(dǎo)通,測力柄的壓力消失復(fù)位復(fù)位彈簧復(fù)位,觸控開關(guān)動(dòng)觸片離開傳感器外殼的兩個(gè)靜觸點(diǎn),觸控開關(guān)兩靜觸點(diǎn)斷開。
所述可變電容式壓力傳感器觸控開關(guān)信號(hào)輸出給外部電路,供外部電路做控制信號(hào)。
本實(shí)用新型還涉及一種真筆跡觸控筆,包括真筆跡光學(xué)觸控筆,真筆跡電磁觸控筆;所述真筆跡光學(xué)觸控筆包括所述可變電容式壓力傳感器、筆系統(tǒng)電路和筆外殼;至少包括:電池、紅外發(fā)射頭和筆尖;其中,電池是標(biāo)準(zhǔn)可拆卸更換的一次性電池,或是重復(fù)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(fā)射頭包括紅外透鏡和紅外發(fā)射管,紅外發(fā)射管設(shè)置在紅外透鏡內(nèi),紅外透鏡設(shè)置在筆尖周圍,紅外透鏡將紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線向觸控筆的周圍均勻的發(fā)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(nèi)設(shè)置電池、筆系統(tǒng)電路;筆外殼前端內(nèi)設(shè)置可變電容式壓力傳感器和紅外發(fā)射頭。
其中,筆系統(tǒng)電路包括射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路,驅(qū)動(dòng)器電路,電源控制與延遲關(guān)斷電路、電源電壓轉(zhuǎn)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。
筆系統(tǒng)電路電源控制與延遲關(guān)斷電路連接觸控開關(guān)短接導(dǎo)通信號(hào),筆系統(tǒng)電路射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路連接可變電容式壓力傳感器的電容變化值信號(hào)。
筆系統(tǒng)電路的電源控制與延遲關(guān)斷電路設(shè)置有電源輸入口、電源輸出口、電源充電控制口、筆觸開關(guān)信號(hào)控制口;筆觸開關(guān)信號(hào)控制口連接電容式壓力傳感器內(nèi)的觸控開關(guān),電源控制與延遲關(guān)斷電路在關(guān)機(jī)狀態(tài)如收到可變電容式壓力傳感器連接觸控開關(guān)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口與電源輸出口之間將導(dǎo)通,筆系統(tǒng)電路將進(jìn)入工作狀態(tài);在工作狀態(tài)如長時(shí)間未收到連接觸控開關(guān)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口與電源輸出口之間會(huì)斷開,系統(tǒng)電路將進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài);在任何工作狀態(tài)接入充電模式,本電路電源輸入口與電源輸出口之間會(huì)斷開,筆系統(tǒng)電路將鎖定在關(guān)機(jī)狀態(tài),并維持處于充電模式。
系統(tǒng)電路的射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路接收到可變電容式壓力傳感器的電容變化值信號(hào)經(jīng)采集編碼后調(diào)制成射頻發(fā)射到外設(shè),外設(shè)可以是光學(xué)式觸控感應(yīng)器,可以是電腦或手機(jī),外設(shè)接收到筆射頻信號(hào)將解調(diào)出的電容變化值信號(hào)并對應(yīng)轉(zhuǎn)換成觸控筆書寫壓力值信號(hào)。
系統(tǒng)電路的驅(qū)動(dòng)電路在系統(tǒng)電路工作狀態(tài)下,驅(qū)動(dòng)電路將向紅外發(fā)射頭不斷送出驅(qū)動(dòng)信號(hào),紅外發(fā)射頭將持續(xù)發(fā)出紅外線光,光學(xué)觸控感應(yīng)器把筆尖處不斷發(fā)射紅外信號(hào)的紅外發(fā)射頭所在的位置識(shí)別成當(dāng)前筆尖在書寫區(qū)的書寫軌跡位置。
可變電容式壓力傳感器的觸控開關(guān)觸發(fā)喚醒筆系統(tǒng)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(fā)射頭在光學(xué)觸控感應(yīng)器書寫區(qū)的位置是觸控筆書寫軌跡所在的位置。
本實(shí)用新型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(tǒng)電路和筆外殼;至少包括:電池、電磁信號(hào)輸出線圈和筆尖;其中,電池是標(biāo)準(zhǔn)可拆卸更換的一次性電池,或是重復(fù)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(hào)輸出線圈是用表面絕緣的金屬導(dǎo)線最少一層多圈密繞而成,設(shè)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(nèi)設(shè)置電池、筆系統(tǒng)電路;筆外殼前端內(nèi)設(shè)置可變電容式壓力傳感器和電磁信號(hào)輸出線圈。
其中,筆系統(tǒng)電路包括LC有源振蕩器電路,電源控制與延遲關(guān)斷電路、電源電壓轉(zhuǎn)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。
筆系統(tǒng)電路電源控制與延遲關(guān)斷電路連接可變電容式壓力傳感器的觸控開關(guān),可變電容式壓力傳感器的可變電容并聯(lián)在筆系統(tǒng)電路LC有源振蕩器電路的LC諧振回路。
筆系統(tǒng)電路的電源控制與延遲關(guān)斷電路設(shè)置有電源輸入口、電源輸出口、電源充電控制口、筆觸開關(guān)信號(hào)控制口;筆觸開關(guān)信號(hào)控制口連接電容式壓力傳感器內(nèi)的觸控開關(guān),電源控制與延遲關(guān)斷電路在關(guān)機(jī)狀態(tài)如收到可變電容式壓力傳感器連接觸控開關(guān)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口與電源輸出口之間將導(dǎo)通,筆系統(tǒng)電路將進(jìn)入工作狀態(tài);在工作狀態(tài)如長時(shí)間未收到連接觸控開關(guān)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口與電源輸出口之間會(huì)斷開,系統(tǒng)電路將進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài);在任何工作狀態(tài)接入充電模式,本電路電源輸入口與電源輸出口之間會(huì)斷開,筆系統(tǒng)電路將鎖定在關(guān)機(jī)狀態(tài),并維持處于充電模式。
筆系統(tǒng)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(hào)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(nèi)的可變電容并聯(lián)在LC諧振回路,按鍵與電容串聯(lián)并聯(lián)在LC諧振回路,其它調(diào)整電容并聯(lián)在LC諧振回路,LC諧振回路包括電磁信號(hào)輸出線圈,壓力傳感器內(nèi)的可變電容,與按鍵串聯(lián)的電容和其它調(diào)整電容,如壓力傳感器內(nèi)的可變電容改變,或按鍵按下接入串聯(lián)的電容,或改變其它調(diào)整電容LC有源振蕩器的震蕩頻率會(huì)對應(yīng)改變。
LC有源振蕩器電路的諧振電感兼磁信號(hào)輸出線圈輸出交變電磁信號(hào),交變電磁信號(hào)包含筆書寫的壓感信號(hào)和按鍵信號(hào),輸出信號(hào)可由其它調(diào)整電容微調(diào)校準(zhǔn)。
附圖說明
附圖1是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器基本構(gòu)成示意圖。
附圖2.1和圖2.2是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器實(shí)施方案示意圖。
附圖3是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器絕緣介片示意圖。
附圖4.1是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器三角形凸線條面軟性導(dǎo)電片示意圖。
附圖4.2是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器中間凸弧面軟性導(dǎo)電片示意圖。
附圖5.1是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器三角形凸線條面軟性導(dǎo)電片與可變電容介質(zhì)面之間擠壓力越大接觸面積越大示意圖。
附圖5.2是本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器中間凸弧面軟性導(dǎo)電片與可變電容介質(zhì)面之間擠壓力越大接觸面積越大示意圖。
附圖6.1-圖6.4是本實(shí)用新型真筆跡光學(xué)觸控筆示意圖。
附圖7.1-圖7.4是本實(shí)用新型真筆跡光學(xué)觸控筆示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題,技術(shù)方案以及有益的技術(shù)效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例,對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)該理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
圖1示出了本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器,可變電容式壓力傳感器由可變電容(301)、觸控開關(guān)(302),測力柄(303)構(gòu)成。
圖2.1-圖2.2和圖3和圖4.1-圖4.2和圖5.1-圖5.2示出了本實(shí)用新型可變電容式壓力傳感器實(shí)施方案一,實(shí)施方案一由傳感器外殼(602)、復(fù)位彈簧(304)、可變電容包括絕緣介片(305)、軟性導(dǎo)電片(306)、觸控開關(guān)(302)構(gòu)成;可變電容絕緣介片(305)第一面敷設(shè)導(dǎo)電體,是可變電容的第一電極,可變電容絕緣介片(305)第二面是可變電容的絕緣介質(zhì)面,離絕緣介質(zhì)面極小的間隔設(shè)置軟性導(dǎo)電片(306)構(gòu)成可變電容的第二電極,軟性導(dǎo)電片(306)為可壓縮的導(dǎo)電泡沫,或可擠壓形變的導(dǎo)電橡膠,絕緣介片(305)第二面的絕緣介質(zhì)是可變電容第一電極與第二電極間的電容介質(zhì)。軟性導(dǎo)電片(306)與可變電容介質(zhì)相對的一面,表面是三角形的凸線條。軟性導(dǎo)電片(307)與可變電容介質(zhì)相對的一面,是中間凸弧面,軟性導(dǎo)電片也可以是均勻分布的任意凸起形狀,可變電容測力柄(303)直接接觸軟性導(dǎo)電片(306),測力柄受的觸碰力(603)首先傳遞給軟性導(dǎo)電片(306),軟性導(dǎo)電片(306)產(chǎn)生形變再接觸可變電容介質(zhì)面,即傳遞給絕緣介片??勺冸娙轀y力柄(303)受的觸碰力(603)越大軟性導(dǎo)電片(306)變形越大,軟性導(dǎo)電片(306)與絕緣介片第二面間的擠壓形變越大,軟性導(dǎo)電片(306)與可變電容介質(zhì)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;附圖5.1示出了三角形凸線條面軟性導(dǎo)電片(306)與可變電容介質(zhì)面之間擠壓力與接觸面積的關(guān)系,圖中0的擠壓力最小陰影總面積最小,4擠壓力最大陰影總面積最大,附圖5.2示出了中間凸弧面軟性導(dǎo)電片(307)與可變電容介質(zhì)面之間擠壓力與接觸面積的關(guān)系,圖中0的擠壓力最小陰影總面積最小,4擠壓力最大陰影總面積最大。可變電容第一電極與第二電極間的不同電容變化值體現(xiàn)測力柄傳遞的不同壓力值,電容變化值信號(hào)輸出給外部電路,電容變化值信號(hào)供外部電路做信號(hào)采集或控制。可變電容第一電極即絕緣介片第一面是觸控開關(guān)(302)的動(dòng)觸片(302b),靜觸點(diǎn)(302a)設(shè)置在傳感器外殼(602)上,絕緣介片(305)與傳感器外殼(602)之間設(shè)置復(fù)位彈簧(304),復(fù)位彈簧(304)可以是金屬絲彈簧,可以是可恢復(fù)泡沫,可以是軟膠,絕緣介片(306)受到測力柄(303)的壓力(603)產(chǎn)生位移并壓縮彈簧,觸控開關(guān)(302)動(dòng)觸片(302b)觸碰短接設(shè)置在傳感器外殼(602)的兩個(gè)靜觸點(diǎn)(302a),觸控開關(guān)(302)兩靜觸點(diǎn)(302a)短接導(dǎo)通,測力柄(303)的壓力(603)消失彈復(fù)位彈簧(304)復(fù)位,觸控開關(guān)(302)動(dòng)觸片(302b)離開傳感器外殼(602)的兩個(gè)靜觸點(diǎn)(302a),觸控開關(guān)(302)兩靜觸點(diǎn)(302a)斷開,觸控開關(guān)信號(hào)(204)輸出給外部電路,供外部電路做控制信號(hào)。
本實(shí)用新型的真筆跡觸控筆,提出了一種真筆跡光學(xué)觸控筆和一種真筆跡電磁觸控筆。
圖6.1-圖6.4示出了本實(shí)用新型真筆跡光學(xué)觸控筆,真筆跡光學(xué)觸控筆由可變電容式壓力傳感器(300)、筆系統(tǒng)電路(100)和筆外殼構(gòu)成。筆外殼由筆外殼前端(602)和筆外殼后端(601)。筆外殼后端(601)內(nèi)設(shè)置電池(501)、筆系統(tǒng)電路(100)、筆外殼前端(602)內(nèi)設(shè)置可變電容式壓力傳感器(300)、紅外發(fā)射頭(401)。
電池(501)是標(biāo)準(zhǔn)可拆卸更換的一次性電池,也可以是重復(fù)充電使用的充電電池;可變電容式壓力傳感器(300)的測力柄(303)兼觸控筆筆尖(303),紅外發(fā)射頭(401)包括紅外透鏡和紅外發(fā)射管,紅外發(fā)射管設(shè)置在紅外透鏡內(nèi),紅外透鏡設(shè)置在筆尖(303)周圍,紅外透鏡將紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外線向觸控筆的周圍均勻的發(fā)射。
筆系統(tǒng)電路(100)包括射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路(105),驅(qū)動(dòng)器電路(106),電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)、電源電壓轉(zhuǎn)換(103)和功能按鍵(104),如是充電電池還包括充電電路(101),充電電路(101)可以是接觸式有線充電電路,可以是非接觸式無線充電電路。
筆系統(tǒng)電路(100)電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)連接觸控開關(guān)短接導(dǎo)通信號(hào)(204),射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路(105)連接可變電容式壓力傳感器的電容變化值信號(hào)(205)。
筆系統(tǒng)電路(100)的電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)設(shè)置有電源輸入口(VIN)、電源輸出口(VOUT)、電源充電控制口(CC)、觸開關(guān)信號(hào)控制口(PC)。觸開關(guān)信號(hào)控制口(PC)連接可變電容式壓力傳感器(300)內(nèi)的觸控開關(guān)(302),電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)在關(guān)機(jī)狀態(tài)如收到可變電容式壓力傳感器(300)觸控開關(guān)(302)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口(VIN)與電源輸出口(VOUT)之間將導(dǎo)通,筆系統(tǒng)電路(100)將進(jìn)入工作狀態(tài);在工作狀態(tài)如長時(shí)間未收到連接觸控開關(guān)(302)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口(VIN)與電源輸出口(VOUT)之間會(huì)斷開,系統(tǒng)電路(100)將進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài);在任何工作狀態(tài)接入充電模式,本電路電源輸入口(VIN)與電源輸出口(VOUT)之間會(huì)斷開,筆系統(tǒng)電路(100)將鎖定在關(guān)機(jī)狀態(tài),并維持處于充電模式,射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路(105)接收到可變電容式壓力傳感器(300)的電容變化值信號(hào)(205)經(jīng)采集編碼后調(diào)制成射頻發(fā)射到外設(shè),射頻調(diào)制與射頻發(fā)射電路(105)可以是藍(lán)牙,WiFi,一般2.4GHz或其它頻段的射頻電路,外設(shè)可以是光學(xué)式觸控感應(yīng)器(403),可以是電腦或手機(jī),外設(shè)接收到筆射頻信號(hào)將解調(diào)出的電容變化值信號(hào)并對應(yīng)轉(zhuǎn)換成觸控筆書寫壓力值信號(hào)。筆系統(tǒng)電路(100)的驅(qū)動(dòng)電路(106)在筆系統(tǒng)電路工作狀態(tài)下,驅(qū)動(dòng)電路(106)將向紅外發(fā)射頭不斷送出驅(qū)動(dòng)信號(hào),紅外發(fā)射頭(401)將持續(xù)發(fā)出紅外線光,光學(xué)觸控感應(yīng)器(403)把筆尖(303)處不斷發(fā)射紅外信號(hào)(402)的紅外發(fā)射頭(401)所在的位置識(shí)別成當(dāng)前筆尖在書寫區(qū)的書寫軌跡位置??勺冸娙菔綁毫鞲衅?300)的觸控開關(guān)(302)觸發(fā)喚醒筆系統(tǒng)電路(100)工作,可變電容式壓力傳感器(300)的可變電容(301)變化量是觸控筆書寫壓力,紅外發(fā)射頭(401)在光學(xué)觸控感應(yīng)器(403)書寫區(qū)的位置是觸控筆書寫軌跡所在的位置。
圖7.1-圖7.4示出了本實(shí)用新型真筆跡電磁觸控筆,真筆跡電磁觸控筆由可變電容式壓力傳感器(300)、筆系統(tǒng)電路(100)和筆外殼構(gòu)成。筆外殼由筆外殼前端(602)和筆外殼后端(601)。筆外殼后端(601)內(nèi)設(shè)置電池(501)、筆系統(tǒng)電路(100)、筆外殼前端(601)內(nèi)設(shè)可變電容式壓力傳感器(300)、電磁信號(hào)輸出線圈(L)。
電池(501)是標(biāo)準(zhǔn)可拆卸更換的一次性電池,也可以是重復(fù)充電使用的充電電池;可變電容式壓力傳感器(300)的測力柄(303)兼觸控筆筆尖(303),電磁信號(hào)輸出線圈(L)是用表面絕緣的金屬導(dǎo)線最少一層多圈密繞而成,設(shè)置在筆尖(303)周圍;筆外殼前(602)端是絕緣材料。
筆系統(tǒng)電路(100)包括LC有源振蕩器電路(105),電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)、電源電壓轉(zhuǎn)換(103)和功能按鍵(104),如是充電電池還包括充電電路(101),充電電路(101)可以是接觸式充電電路,也可以是非接觸式無線充電電路,電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)連接可變電容式壓力傳感器(300)的觸控開關(guān)(302),可變電容式壓力傳感器(300)的可變電容(301)并聯(lián)在筆系統(tǒng)電路(100)LC有源振蕩器電路(105)的LC諧振回路(包括:C、C1、C2、C△即301和L)。
筆系統(tǒng)電路(100)的電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)設(shè)置有電源輸入口(VIN)、電源輸出口(VOUT)、電源充電控制口(CC)、觸開關(guān)信號(hào)控制口(PC);觸開關(guān)信號(hào)控制口(PC)連接可變電容式壓力傳感器(300)內(nèi)的觸控開關(guān)(302),電源控制與延遲關(guān)斷電路(102)在關(guān)機(jī)狀態(tài)如收到可變電容式壓力傳感器(300)觸控開關(guān)(302)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口(VIN)與電源輸出口(VOUT)之間將導(dǎo)通,筆系統(tǒng)電路(100)將進(jìn)入工作狀態(tài);在工作狀態(tài)如長時(shí)間未收到連接觸控開關(guān)(302)短接導(dǎo)通信號(hào),本電路電源輸入口(VIN)與電源輸出口(VOUT)之間會(huì)斷開,系統(tǒng)電路(100)將進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài);在任何工作狀態(tài)接入充電模式,本電路電源輸入口(VIN)與電源輸出口(VOUT)之間會(huì)斷開,筆系統(tǒng)電路(100)將鎖定在關(guān)機(jī)狀態(tài),并維持處于充電模式。
筆系統(tǒng)電路(100)的LC有源振蕩器電路包括其它電路(701),LC諧振回路,電磁信號(hào)輸出線圈(L)是LC諧振回路的諧振電感,可變電容式壓力傳感器內(nèi)的可變電容(C△即301)并聯(lián)在LC諧振回路,功能按鍵(104)與電容(C1和C2)串聯(lián)并聯(lián)在LC諧振回路,其它調(diào)整電容(C)并聯(lián)在LC諧振回路,LC諧振回路包括電磁信號(hào)輸出線圈(L),壓力傳感器內(nèi)的可變電容(C△即301),與功能按鍵(104)串聯(lián)的電容(C1和C2)和其它調(diào)整電容(C),LC有源振蕩器電路(105)的工作頻率f由此公式?jīng)Q定:由上公式可知如壓力傳感器(300)內(nèi)的可變電容(C△即301)改變,或按鍵按下接入串聯(lián)的電容(C1和C2),或改變其它調(diào)整電容(C),LC有源振蕩器(105)的震蕩頻率f會(huì)對應(yīng)改變。
LC有源振蕩器(105)電路的諧振電感兼磁信號(hào)輸出線圈(L)輸出交變電磁信號(hào)(402),交變電磁信號(hào)(402)包含筆書寫的壓感信號(hào)和功能按鍵信號(hào),輸出信號(hào)可由其它調(diào)整電容(C)微調(diào)校準(zhǔn)。
筆尖可以是絕緣材料,也可以是導(dǎo)電材料,如是導(dǎo)電材料筆尖107可以連接電場輸出信號(hào)402以直接取代電場信號(hào)輻射天線114;或與電場信號(hào)輻射天線114連接在一起做電場信號(hào)輻射天線,來增強(qiáng)電場信號(hào)的輻射強(qiáng)度,增強(qiáng)電容模式觸控筆的書寫靈敏度。
為了更好實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的真筆跡觸控筆的高精度、真筆跡書寫功能,本發(fā)明公開了一種專用筆尖。筆尖處使用摻雜了Mo、Ti、Na和Cr的鋯鈦酸鉛PZT壓電陶瓷,可以是用來感受應(yīng)力,并且可以作為輻射天線輸出電場信號(hào)。PZT包括的組分及各組分重量比為:Mo:3.0~6.6wt%、優(yōu)選為4.0%~5.6%;Ti:0.01~0.1wt%,優(yōu)選0.05~0.1%;Na:0.01~0.1wt%,優(yōu)選0.03%~0.05%;Cr:2~5wt%,優(yōu)選3~3.4%。
摻雜后材料的d33和Kp值升高,硬度增加,壓電感應(yīng)靈敏,當(dāng)作為天線時(shí)可以輸出較強(qiáng)的電場信號(hào)。
摻雜的PZT材料先通過N2和Ar氣氛中燒結(jié),然后在H2氣氛中燒結(jié),在O2氣氛中進(jìn)行相同條件的燒結(jié),三次燒結(jié)的作用不僅僅是單純?nèi)螣Y(jié)效果的疊加,摻雜的PZT壓電陶瓷有更多的空隙,在N2和Ar氣氛中會(huì)使得N2進(jìn)入陶瓷氣孔中,在H2氣氛中使得進(jìn)入空隙的N2更為活躍,最后在O2氣氛中能使得O2替換掉N2,而氧分子容易通過晶格中的氧離子置換而排除。這樣燒結(jié)的摻雜材料結(jié)構(gòu)更為致密。燒結(jié)在300-325MPa的壓力下進(jìn)行,一般的高壓燒結(jié)都在200MPa以下,但是本申請所采用的是四種材料燒結(jié)的壓電陶瓷,為了摻雜劑的作用更好的體現(xiàn)在陶瓷性能中,采用300-325MPa的壓力下進(jìn)行燒結(jié)最好。