多功能仿真電容筆的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多功能仿真電容筆，包括筆身（1）和筆頭（11），其特征在于：所述的筆頭（11）包括筆尖（10）、金屬箍（9）和連接桿（8），筆尖（10）通過金屬箍（9）固定在連接桿（8）的一端，通過連接桿（8）與筆身（1）的下部磁性相吸使得連接桿（8）插入筆身（1）下部的空腔內(nèi)固定。本發(fā)明的電容筆體積整體比真實的筆略小，出行時可以方便攜帶，筆柄較長，手感輕巧靈活，筆身的重量合適，久寫不累；筆尖的大小和屏幕的接觸面積是按屏幕的觸點來設(shè)計的，提升書寫的精度；能夠做到和真實的筆類似，使用起來和真實的筆差別不大；電容筆靈敏和流暢耐用不粘屏，能夠隨時更換筆頭，不同場合使用不同筆頭，使用范圍廣。
【專利說明】
多功能仿真電容筆

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能電子設(shè)備領(lǐng)域，尤其是指一種專門操作電容觸摸屏的筆，具體地說是一種便攜、筆頭易更換、適用范圍廣的多功能仿真電容筆。

【背景技術(shù)】
[0002]控屏是利用人體的電流感應(yīng)工作的。其是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO (即鍍膜導電玻璃)，最外層是一薄層矽土玻璃保護層。ITO涂層作為工作面，四個角上引出四個電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場、用戶和觸控屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸控屏四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置信息。
[0003]隨著智能電容屏觸控手機，平板電腦，桌面電腦一體機，智能電視的橫行，籠罩全球，對觸摸屏的需求增多，配件也跟著流行起來，市場潛力巨大，電容筆的出現(xiàn)是為了更好的輸入手機和平板電腦，使用者不需要長時間用手指來操作，避免了長時間娛樂工作所帶來的疲勞。比如說很多人用來畫畫，長時間用手指觸控的話就會有很多缺點體現(xiàn)出來，疲勞，觸控不精準，手指過粗，出汗等都會影響觸摸書寫。電容手寫筆的出現(xiàn)就解決了這一問題。電容手寫筆是用導體材料制作的具有導電特性、用來觸控電容式屏幕完成人機對話操作用的筆。用于觸控有電容式觸摸屏的手機、游戲機，電腦等電子設(shè)備。使用電容筆能減少手到屏幕的細菌交叉感染，也能免去因手指操作易留下指紋汗?jié)?，而為清潔屏幕的煩惱，還能帶來更好的體驗感。
[0004]電容式觸控原理在于手指或其它導電材質(zhì)觸控到面板時，面板會偵測表面的電容變化而產(chǎn)電子訊號，而判斷觸控位置。因此你可使用手指或其它導電材質(zhì)來操控；而一般傳統(tǒng)的塑膠電阻式觸控筆等無法導電的材質(zhì)則無法來操控。目前市場上的電容式觸控筆，主要采用的導電材質(zhì)有導電棉、橡膠(表面涂導電漆)、導電纖維，其原理都是在表面采用導電材質(zhì)。原理雖簡單，但實際上傳統(tǒng)電容筆會很容易出現(xiàn)筆畫斷筆，不靈敏的現(xiàn)象。還不如手指好用。電容屏的靈敏度很高，可以精確定位筆尖的位置，可以寫和我們平時書寫時相仿大小的字，在顯示屏上同步畫出對應(yīng)不同壓力值的筆跡的寬度和筆鋒，其書寫效果幾乎等同于紙筆的書寫。理論精度能達到1_2_，但由于手指或電容筆的筆頭較粗，實際不容易精確定位在1-2_的范圍，因為電容屏對手指和粗筆頭的電容筆的感知精度不高，所以在電容屏不容易寫出較小字體。電容屏也無壓力感應(yīng)功能，固不能形成原筆跡。且傳統(tǒng)電容筆主要由金屬筆桿和導電硅膠組成。市面上的電容筆筆身比較短小，手感不好不適合長時間書寫。傳統(tǒng)電容筆由于多是模擬手指的指腹觸感，采用半球型筆尖，所以一般電容筆的筆頭較粗，筆頭比較單一，書寫時由于筆頭過大無法直視筆頭的移動軌跡，筆跡比較粗略，精度不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種便攜、筆頭易更換、適用范圍廣的多功能仿真電容筆。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案解決的:
一種多功能仿真電容筆，包括筆身和筆頭，其特征在于:所述的筆頭包括筆尖、金屬箍和連接桿，筆尖通過金屬箍固定在連接桿的一端，通過連接桿與筆身的下部磁性相吸使得連接桿插入筆身下部的空腔內(nèi)固定。
[0007]所述筆身的下部設(shè)有開口槽，該開口槽用于容納連接桿上相對應(yīng)的凸出塊。
[0008]所述的連接桿帶有磁性且筆身的下部設(shè)有能與磁性吸合的金屬。
[0009]所述的筆身內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括活動桿，活動桿的端部和活動桿的桿身上分別設(shè)有上限位片和下限位片且活動桿的另一端設(shè)有第一磁片，上限位片和下限位片分別位于筆身內(nèi)設(shè)置的上擋片和下?lián)跗纳戏?，且下限位片和上擋片之間設(shè)有套置在活動桿上的彈簧，該活動桿分別依次穿過上擋片和下?lián)跗笫沟玫谝淮牌c連接桿端部的第二磁片相吸從而固定連接桿。
[0010]所述筆尖的形狀包括表面涂滿納米銀的硅膠制成的錐形針狀、導電硅膠制成的半球狀、導電硅膠制成的鋼筆筆尖狀、表面涂滿納米銀的硅膠制成的圓柱狀、導電纖維材料制成的毛發(fā)狀、美工筆狀以及導電硅膠制成的水滴狀。
[0011]錐形針狀的筆尖分為三層，最底層的筆尖直徑設(shè)計在1.2mm?2.2mm、中間層的筆尖直徑2.4mm?3.4mm、上層的筆尖直徑3.2 mm,筆尖的層與層之間落差間距設(shè)在0.5mm?Imm0
[0012]美工筆狀的筆尖由下至上是直徑由細變粗、硬度由軟變硬且中間保持彎曲的狀態(tài)。
[0013]所述的筆身伸縮式。
[0014]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點:
本發(fā)明的電容筆筆身可采用木質(zhì)筆桿也可采用金屬材料，以滿足不同的手感，便于大量生產(chǎn)。
[0015]本發(fā)明的電容筆體積整體比真實的筆略小，出行時可以方便攜帶，筆柄較長，手感輕巧靈活，筆身的重量合適，久寫不累；筆尖的大小和屏幕的接觸面積是按屏幕的觸點來設(shè)計的，提升書寫的精度；能夠做到和真實的筆類似，使用起來和真實的筆差別不大。
[0016]本發(fā)明的電容筆使用了活動桿和彈簧，書寫時用力過度，可以起到緩沖作用，對屏幕起到了保護作用，延長了屏幕和筆的使用壽命，而且提高了書寫的舒適度。
[0017]本發(fā)明的電容筆靈敏和流暢耐用不粘屏，非普通的電容筆可以相比的；能夠隨時更換筆頭，不同場合，使用不同筆頭，使用范圍廣，用戶可以根據(jù)不同的需要自己動手制作筆頭，或者進行定制。
[0018]本發(fā)明的電容筆筆尖的接觸面積控制夠小，使得精度較高精確觸控，運筆流暢；仿生學原理，還原真實手指應(yīng)用環(huán)境；筆頭潤滑，實用壽命延伸；注重觸感工藝于筆腔體內(nèi)，觸控精度好于手指或一般電容筆；筆頭表面設(shè)有軟性保護層，減小摩擦力；不僅運筆流暢，而且書寫時保護了電容屏，也不會在屏幕保護膜上產(chǎn)生劃痕，還能抵御非正常外力的損害。
[0019]本發(fā)明的電容筆使用者能夠隨時隨地進行創(chuàng)作，不僅讓用戶的手寫習慣得到了保留，而且不僅是一支筆，能剪切，編輯，涂鴉，畫畫，能夠在智能設(shè)備上做專業(yè)的美工操作。
[0020]本發(fā)明的電容筆性價比高，適用于多種電容式觸摸屏，可以獲得更高的觸摸精度，有效避免使用手指操作時造成的輸入錯誤(特別適合手指較粗，指甲較長及手指多汗者使用)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
附圖2為附圖1的筆身結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為附圖1的筆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之二；
附圖5為附圖4的筆身結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖6為附圖4的筆頭結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖7為附圖4的調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖8為本發(fā)明的伸縮型筆身結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖9為附圖6中的筆頭所帶的錐形針狀筆尖結(jié)構(gòu)放大示意圖；
附圖10為本發(fā)明的半球狀筆尖結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖11為本發(fā)明的鋼筆筆尖狀筆尖結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖12為本發(fā)明的圓柱狀筆尖結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖13為本發(fā)明的毛發(fā)狀筆尖結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖14為本發(fā)明的美工筆狀筆尖結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖15為本發(fā)明的水滴狀筆尖結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中:1 一筆身；2—上擋片；21—上限位片；3—下?lián)跗?1—下限位片；4一開口槽；41一凸出塊；5—活動桿；6—第一磁片；61—第二磁片；7—彈簧；8—連接桿；9一金屬箍；10—筆尖；11 一筆頭。

【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0024]如圖1-15所示:一種多功能仿真電容筆，包括筆身I和筆頭11，筆身I能夠根據(jù)需要確定是否做成伸縮式的筆身，以減小電容筆整體的長度和體積便于攜帶，筆頭11包括筆尖10、金屬箍9和連接桿8，筆尖10通過金屬箍9固定在連接桿8的一端，通過連接桿8與筆身I的下部磁性相吸使得連接桿8插入筆身I下部的空腔內(nèi)固定；為了防止筆頭在使用過程中旋轉(zhuǎn)打滑，在筆身I的下部設(shè)有開口槽4，該開口槽4用于容納連接桿8上相對應(yīng)的凸出塊41,凸出塊41與開口槽4相互咬合,且開口槽4和凸出塊41 一般都兩兩或兩兩以上成對設(shè)置。具體來說，上述簡化版的電容筆的連接桿8固定方式是通過下述方式實現(xiàn)的:該連接桿8自身帶有磁性且筆身I的下部設(shè)有能與磁性吸合的金屬，通過連接桿8和筆身I的相互吸引，起到固定作用的同時也方便快速更換筆頭11 ;解決了傳統(tǒng)使用的電容筆蛇形螺旋進行旋轉(zhuǎn)安裝，安裝處比較薄容易開裂，而且安裝繁瑣整體筆身比較粗的問題。
[0025]另外為了電容筆能夠在使用時自動調(diào)節(jié)用力大小，提升書寫手感并保護電容屏，在筆身I內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括活動桿5，活動桿5的端部和活動桿5的桿身上分別設(shè)有上限位片21和下限位片31且活動桿5的另一端設(shè)有第一磁片6，上限位片21和下限位片31分別位于筆身I內(nèi)設(shè)置的上擋片2和下?lián)跗?的上方，且下限位片31和上擋片2之間設(shè)有套置在活動桿5上的彈簧7，該活動桿5分別依次穿過上擋片2和下?lián)跗?后使得第一磁片6與連接桿8端部的第二磁片61相吸從而固定連接桿8，該種方式是通過連接桿8端部的第二磁片61和活動桿5端部的第一磁片6相互吸引，起到固定筆頭11作用的同時也方便快速更換筆頭11。
[0026]為配合本發(fā)明所提供的電容筆，現(xiàn)設(shè)計了七種不同專業(yè)用途的筆頭11，筆頭11端部的筆尖10的形狀包括表面涂滿納米銀的硅膠制成的錐形針狀、導電硅膠制成的半球狀、導電硅膠制成的鋼筆筆尖狀、表面涂滿納米銀的硅膠制成的圓柱狀、導電纖維材料制成的毛發(fā)狀、美工筆狀以及導電硅膠制成的水滴狀。
[0027]第一種筆頭11把筆尖10做成了錐形針狀(見附圖6和附圖9)，該種筆尖10能夠提高書寫時的可視角度，和傳統(tǒng)書寫保持一致。由于電容屏沒壓力感知的功能，所以無法隨意的畫出對應(yīng)不同壓力值的筆跡的寬度和筆鋒。因此把錐形針狀的筆尖10分為三層，最底層的筆尖10直徑設(shè)計在1.2mm?2.2mm (電容屏的理論精度能達到l_2mm)，能夠使筆畫的寬度最小化；中間層的筆尖10直徑2.4mm?3.4mm ;上層的筆尖10直徑3.2 mm ;筆尖10的層與層之間落差間距設(shè)在0.5mm?1mm。筆尖10材料選用質(zhì)地柔軟的表面涂滿納米銀(銀是一種導電性能極佳的金屬)的硅膠，并在筆尖10上加一層透明的導電涂層，增加書寫時的流暢度和耐用性。書寫時會因為書寫力度變大，使得底層筆尖10向上(硅膠是柔軟的有彈性的材料)，中間層和上層筆尖10部分向下接觸電容屏，從而改變了對電容屏幕的接觸面積。給筆尖10施加壓力，通過改變筆尖10與電容屏接觸面積的變化來反映筆尖10壓力的變化，形成原筆跡。當需要快速記錄(如會議記錄)、原筆跡(如文件簽批)、精確操作(如繪畫)時則可以使用這個電容筆的筆頭11來完成。不用力書寫時筆跡的寬度控制在
1.2_，輕度用力書寫時筆跡的寬度控制在1.8 mm?2.4_，中度用力書寫時筆跡的寬度控制在2.8 mm?3.2 _。如果通過對軟件的開發(fā)和優(yōu)化,可以進一步提高書寫的精確。該種筆頭11的優(yōu)點是:提高了電容屏的觸控靈敏度，書寫精度和流暢度，減小了電容筆的筆頭直徑，提高了書寫時的可視角度。膠材質(zhì)電容筆均采用此廉價的材料。導電膠柔軟，但是牢固耐用在硅膠頭上經(jīng)過了特殊的處理，加了一層肉眼看不到的特殊涂層。比普通的筆在流暢度上要好。筆頭11是可以拆卸的，筆頭11出現(xiàn)了意外，更換一個筆頭11又可以用。精度靈敏度大小都合適。提高電容屏的觸控靈敏度，減小電容筆的筆頭11直徑。
[0028]第二種筆頭11是把筆尖10做成半球型(見附圖10)，主要是模擬手指的指腹觸感，提高了使用角度范圍，所以筆尖10較粗大，書寫時可視角比較小，精度不高字體粗大，傳統(tǒng)的電容筆多采用這種形狀。如將傳統(tǒng)的半球型筆尖改成水滴型(見附圖15)，摩擦力減小書寫更流暢，書寫可視角大大的提高。該種筆頭11的優(yōu)點是:材料大部分采用導電硅膠，此材料比較廉價。
[0029]第三種筆頭11是把筆尖10做成鋼筆形狀，筆尖10是一個1.2mm直徑的球形體(見附圖11)，兩邊是金屬箍9將連接筆尖10的銜片固定住。球形體選用耐用的柔軟的導電硅膠，和球形體相連接的銜片部分則硬度提升。主要適用小字號的書寫，幾何作圖，機械作圖，相對線寬較細線寬沒有明顯變化的作業(yè)。該種筆頭11的優(yōu)點是:可以把和電容屏的接觸面積控制在最小I平面毫米左右，筆跡的寬度Imm左右固定不變。
[0030]第四種筆頭11是把筆尖10做成直徑3毫米的圓柱形(見附圖12)，采用硬度適中表面涂滿納米銀的硅膠，做成磨砂質(zhì)感，制造幾條隨機的豎條凹坑，用金屬箍9固定；寫出來的字中間自然生成鏤空感，字體比較粗有種水彩筆的感覺。該種筆頭11的優(yōu)點是:比較適合孩子涂鴉、娛樂。
[0031]第5種筆頭11是把筆尖10采用筆直的導電纖維材料(如毛發(fā)狀)按照中間長兩邊短的方式進行安裝(見附圖13)，做成一支會導電的毛筆。通過軟件的優(yōu)化實現(xiàn)在電容屏上書寫毛筆字。該種筆頭11的優(yōu)點是:筆尖10采用纖維材質(zhì)，能自動保持筆直的狀態(tài)所有纖維向中心靠攏，這種材質(zhì)在電容筆上采用的較少，但是流暢度比硅膠要好許多，作畫，寫字都很細膩，流暢。
[0032]第六種筆頭11是把筆尖10模擬美工筆的形狀設(shè)計，即筆尖10由下至上是直徑由細變粗、硬度由軟變硬且中間保持彎曲的狀態(tài)。這樣就能通過改變書寫角度就能實現(xiàn)，改變筆跡的寬度。當然也可以做成畫油畫的筆刷型筆頭，在電腦上模擬畫油畫的感覺一定很棒。用戶也可以自己動手做出自己所需的不同的筆頭或者制定，因為這是一支可以更換不同筆頭的電容筆。
[0033]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)；本發(fā)明未涉及的技術(shù)均可通過現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能仿真電容筆，包括筆身(I)和筆頭(11)，其特征在于:所述的筆頭(11)包括筆尖(10 )、金屬箍(9 )和連接桿(8 )，筆尖(10 )通過金屬箍(9 )固定在連接桿(8 )的一端，通過連接桿(8)與筆身(I)的下部磁性相吸使得連接桿(8)插入筆身(I)下部的空腔內(nèi)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:所述筆身(I)的下部設(shè)有開口槽(4)，該開口槽(4)用于容納連接桿(8)上相對應(yīng)的凸出塊(41)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:所述的連接桿(8)帶有磁性且筆身(I)的下部設(shè)有能與磁性吸合的金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:所述的筆身(I)內(nèi)設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置包括活動桿(5)，活動桿(5)的端部和活動桿(5)的桿身上分別設(shè)有上限位片(21)和下限位片(31)且活動桿(5)的另一端設(shè)有第一磁片(6)，上限位片(21)和下限位片(31)分別位于筆身(I)內(nèi)設(shè)置的上擋片(2)和下?lián)跗?3)的上方，且下限位片(31)和上擋片(2)之間設(shè)有套置在活動桿(5)上的彈簧(7)，該活動桿(5)分別依次穿過上擋片(2)和下?lián)跗?3)后使得第一磁片(6)與連接桿(8)端部的第二磁片(61)相吸從而固定連接桿(8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:所述筆尖(10)的形狀包括表面涂滿納米銀的硅膠制成的錐形針狀、導電硅膠制成的半球狀、導電硅膠制成的鋼筆筆尖狀、表面涂滿納米銀的硅膠制成的圓柱狀、導電纖維材料制成的毛發(fā)狀、美工筆狀以及導電硅膠制成的水滴狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:錐形針狀的筆尖(10)分為三層，最底層的筆尖(10)直徑設(shè)計在1.2mm?2.2mm、中間層的筆尖(10)直徑2.4mm?3.4mm、上層的筆尖(10)直徑3.2 mm,筆尖(10)的層與層之間落差間距設(shè)在0.5mm?1mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:美工筆狀的筆尖(10)由下至上是直徑由細變粗、硬度由軟變硬且中間保持彎曲的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能仿真電容筆，其特征在于:所述的筆身(I)為伸縮式。
【文檔編號】G06F3/0354GK104331176SQ201410574307
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】孫國成 申請人:無錫帝科電子材料科技有限公司