本實(shí)用新型涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種主動(dòng)式觸控筆和觸控顯示裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電容屏主動(dòng)筆，需要額外的電池供電發(fā)射信號(hào)，并需要單獨(dú)的壓力傳感器測(cè)量書寫時(shí)筆頭收到的壓力，當(dāng)壓力不同時(shí)，壓力傳感器反饋給信號(hào)發(fā)射電路不同的信號(hào)，進(jìn)而信號(hào)發(fā)射電路會(huì)發(fā)射不同的訊號(hào)給電容觸摸屏，最終系統(tǒng)顯示為不同粗細(xì)的筆跡。現(xiàn)有的主動(dòng)筆需要采用壓力傳感器以及信號(hào)發(fā)射電路，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；另外現(xiàn)有主動(dòng)筆都需要額外的電池進(jìn)行供電，不能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種主動(dòng)式觸控筆和觸控顯示裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中需要額外的電池供電發(fā)射信號(hào)，需要采用壓力傳感器和信號(hào)發(fā)射電路，并需要采用額外的電池進(jìn)行供電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種主動(dòng)式觸控筆，包括由導(dǎo)電材料制成的筆頭、由導(dǎo)電材料制成的筆身、由絕緣材料制成的絕緣單元以及由壓電材料制成的壓電塊；

所述筆身包括一容納腔，所述筆頭設(shè)置于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電塊，包括相對(duì)設(shè)置的第一極化面和第二極化面，設(shè)置于所述筆身和所述筆頭之間，用于將所述壓電塊的第二極化面受到的壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)通過所述筆頭傳出；

所述第一極化面與所述筆身電連接，所述第二極化面與所述筆頭電連接；

所述絕緣單元，設(shè)置于所述筆頭和所述筆身之間，以使得所述筆頭和所述筆身絕緣。

實(shí)施時(shí)，所述壓電塊為壓電陶瓷塊。

實(shí)施時(shí)，所述壓電塊的第一極化面固定連接于所述筆身的容納腔的腔體末端。

實(shí)施時(shí)，所述筆頭具有相對(duì)設(shè)置的第一端與第二端，所述第一端為尖端，所述第二端為平面端；

所述筆頭的第二端設(shè)置于所述容納腔內(nèi)，所述壓電塊的第二極化面固定連接于所述筆頭的第二端。

實(shí)施時(shí)，所述第一極化面和所述第二極化面都為平面；所述第一極化面和所述第二極化面之間的角度小于預(yù)定角度。

實(shí)施時(shí)，所述筆頭的第二極化面受到的壓力的方向與所述第二極化面的平面方向相垂直。

實(shí)施時(shí)，所述第一極化面和所述第二極化面平行。

本實(shí)用新型還提供了一種觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板，還包括上述的主動(dòng)式觸控筆。

實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型所述的觸控顯示裝置還包括：觸控單元，用于接收所述筆頭傳出的電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)確定所述主動(dòng)式觸控筆在所述觸控顯示面板上的筆跡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的主動(dòng)式觸控筆和觸控顯示裝置節(jié)省了壓力傳感器以及信號(hào)發(fā)射電路，沒有單獨(dú)的壓力傳感器測(cè)量書寫時(shí)筆頭收到的壓力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；并且，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)式觸控筆不需額外采用電池供電，利用壓電效應(yīng)提供電能，能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)式觸控筆的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型所述的主動(dòng)式觸控筆的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本實(shí)用新型如圖2所示的主動(dòng)式觸控筆的具體實(shí)施例中的壓電陶瓷塊的壓電效應(yīng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)式觸控筆包括由導(dǎo)電材料制成的筆頭11、由導(dǎo)電材料制成的筆身12、由絕緣材料制成的絕緣單元13以及由壓電材料制成的壓電塊14；

所述筆身12包括一容納腔，所述筆頭11設(shè)置于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電塊14，包括相對(duì)設(shè)置的第一極化面141和第二極化面142，設(shè)置于所述筆身12和所述筆頭11之間，用于將所述壓電塊14的第二極化面142受到的壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)通過所述筆頭11傳出；

所述第一極化面141與所述筆身12電連接，所述第二極化面142與所述筆頭11電連接；

所述絕緣單元13，設(shè)置于所述筆頭11和所述筆身12之間，以使得所述筆頭11和所述筆身12絕緣。

在如圖1所示的實(shí)施例中，所述壓電塊14的第一極化面141與所述筆身12電連接，所述壓電塊14的第二極化面142與所述筆頭11電連接，所述筆頭11和所述筆身12都是由導(dǎo)電材料制成的，以使得在所述壓電塊14受到擠壓時(shí)產(chǎn)生極化，第一極化面141和第二極化面142之間形成電勢(shì)差；所述筆頭11受到壓力的大小決定了壓電塊14產(chǎn)生的電勢(shì)差的大小，通過電容屏感應(yīng)到信號(hào)強(qiáng)度的差異衡量書寫力度的大小。

在圖1所示的實(shí)施例中，所述絕緣單元13用于使得筆頭11和筆身12絕緣，從而避免由于導(dǎo)電的筆頭11和筆身12接觸從而使得所述壓電塊14受到壓力而產(chǎn)生的電勢(shì)差被抵消。

本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)式觸控筆相比較現(xiàn)有的主動(dòng)觸控筆來說節(jié)省了壓力傳感器以及信號(hào)發(fā)射電路，沒有采用單獨(dú)的壓力傳感器測(cè)量書寫時(shí)筆頭收到的壓力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。

本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)式觸控筆利用書寫時(shí)筆尖傳遞的壓力引發(fā)壓電塊的壓電效應(yīng)，以產(chǎn)生電勢(shì)差，根據(jù)該電勢(shì)差相應(yīng)發(fā)射信號(hào)；并且利用不同書寫力度下產(chǎn)生電勢(shì)差不同，發(fā)射信號(hào)的強(qiáng)度有差異，從而實(shí)現(xiàn)力度感知功能，控制書寫筆跡粗細(xì)。

本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)觸控筆相當(dāng)于一個(gè)加強(qiáng)信號(hào)的細(xì)手指，成本低；并且，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)式觸控筆不需額外采用電池供電，利用壓電效應(yīng)提供電能，能夠達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

在實(shí)際操作時(shí)，所述壓電塊可以為任何具有壓電效應(yīng)的由壓電材料的塊狀體。

在優(yōu)選情況下，由于壓電陶瓷塊的壓電效應(yīng)比較強(qiáng)，并且硬度比較高，所述壓電塊優(yōu)選為壓電陶瓷塊。

在具體實(shí)施時(shí)，在如圖1所示的主動(dòng)觸控筆的實(shí)施例中，所述壓電塊的第一極化面可以固定連接于所述筆身的容納腔的腔體末端，這樣壓電塊和筆身就固定連接在一起，使用時(shí)的穩(wěn)定性好。

根據(jù)一種具體實(shí)施方式，所述筆頭具有相對(duì)設(shè)置的第一端與第二端，所述第一端為尖端，所述第二端為平面端；

所述筆頭的第二端設(shè)置于所述容納腔內(nèi)，所述壓電塊的第二極化面固定連接于所述筆頭的第二端，這樣壓電塊和筆頭也固定連接在一起，進(jìn)一步加強(qiáng)主動(dòng)觸控筆使用時(shí)的穩(wěn)定性。

在實(shí)際操作時(shí)，所述第一極化面和所述第二極化面可以都為平面；所述第一極化面和所述第二極化面之間的角度小于預(yù)定角度。

在最優(yōu)選的情況下，第一極化面和第二極化面平行，此時(shí)壓電塊的壓電效應(yīng)最強(qiáng)，但是實(shí)際制造時(shí)可能不會(huì)做到兩極化面完全平行，因此本實(shí)用新型實(shí)施例所述的主動(dòng)觸控筆限定第一極化面和第二極化面之間的角度小于預(yù)定角度，可以保證壓感準(zhǔn)確性。在實(shí)際操作時(shí)，所述預(yù)定角度可以為179°至181°。

在優(yōu)選情況下，所述筆頭的第二極化面受到的壓力的方向與所述第二極化面的平面方向相垂直，這樣壓感準(zhǔn)確度高。

優(yōu)選的，所述第一極化面和所述第二極化面平行，以提高壓感效應(yīng)效果。

下面通過一具體實(shí)施例來說明本實(shí)用新型所述的主動(dòng)觸控筆。

如圖2所示，本實(shí)用新型所述的主動(dòng)式觸控筆的一具體實(shí)施例包括由導(dǎo)電材料制成的筆頭21、由導(dǎo)電材料制成的筆身22、由絕緣材料制成的絕緣套23以及由壓電材料制成的壓電陶瓷塊24；

所述筆身22包括一容納腔，所述筆頭21設(shè)置于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電陶瓷塊24，包括相對(duì)設(shè)置的相互平行的第一極化面241和第二極化面242，設(shè)置于所述筆身22和所述筆頭21之間，用于將所述壓力陶瓷塊24的第二極化面242受到的壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)通過所述筆頭21傳出；

所述第一極化面241與所述筆身22電連接，所述第二極化面242與所述筆頭21電連接；

所述絕緣套23，設(shè)置于所述筆頭21和所述筆身22之間，以使得所述筆頭21和所述筆身22絕緣。

在圖2所示的主動(dòng)式觸控筆的具體實(shí)施例中，所述筆身22具有一個(gè)用于裝配絕緣套23、壓電陶瓷塊24以及筆頭21的容納腔；所述絕緣套23緊貼筆身22容納腔內(nèi)部裝配，將筆身22與筆頭21隔絕接觸；

所述壓電陶瓷塊24具有兩個(gè)與極化方向垂直的粘貼面，其中一粘貼面與筆頭21的平面末端粘貼牢固，另一粘貼面與筆身22的容納腔的腔體末端粘貼連接。

如圖3所示，當(dāng)用戶使用如圖3所示的主動(dòng)式觸控筆進(jìn)行書寫時(shí)，筆頭21將受到的壓力F傳遞給壓電陶瓷塊24，壓電陶瓷塊24受到擠壓產(chǎn)生極化，壓電陶瓷極化后接觸面聚集與極化相反極性的電荷，在第一極化面241和第二極化面242之間形成電勢(shì)差。

所述筆頭21受到壓力的大小決定壓電陶瓷塊24產(chǎn)生的電勢(shì)差的大小，通過電容屏感應(yīng)到信號(hào)強(qiáng)度的差異衡量書寫力度的大小。

如圖3所示，壓電陶瓷塊24的極化方向的壓電常數(shù)為d₃₃，根據(jù)壓電陶瓷塊的壓電效應(yīng)公式：d₃₃×F＝K×U，K為比例常數(shù)，可知書寫時(shí)的壓力F與產(chǎn)生的電勢(shì)差U成正比關(guān)系，當(dāng)書寫力越大時(shí)筆頭與電容屏之間的電勢(shì)差越大，這樣電容屏感應(yīng)到的信號(hào)變化量越大，借此可以衡量書寫的力度，進(jìn)而改變屏幕顯示筆跡的粗細(xì)。

本實(shí)用新型實(shí)施例所述的觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板，還包括上述的主動(dòng)式觸控筆。

具體的，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的觸控顯示裝置還包括：觸控單元，用于接收所述筆頭傳出的電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)確定所述主動(dòng)式觸控筆在所述觸控顯示面板上的筆跡；由觸控單元接收筆頭傳出的電壓信號(hào)，以決定顯示面板上筆跡的粗細(xì)。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。