本發(fā)明涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容筆及制造方法、筆尖組件和觸控裝置。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，諸如便攜式移動(dòng)設(shè)備的電子設(shè)備與人們的生活越發(fā)密切相關(guān)。這種便攜式移動(dòng)設(shè)備可以接收用戶的輸入，并根據(jù)該輸入來執(zhí)行用戶期望的功能。作為接收用戶輸入的輸入裝置，觸控裝置以其體積小、重量輕、易于操作的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。

電容筆與電容觸控屏配合使用，發(fā)送與電容觸控屏同步的高壓脈沖信號(hào)，以增強(qiáng)電容感應(yīng)，由此可以將筆尖做到很細(xì)，減小筆尖與電容觸控屏的接觸面積，增強(qiáng)用戶的書寫體驗(yàn)。

電容筆與電容觸控屏通過電容耦合進(jìn)行信息交互，電容筆筆尖為導(dǎo)電材料，與電容觸控屏接觸產(chǎn)生電容耦合引起電流變化，進(jìn)而獲得觸摸點(diǎn)的位置信息。

然而，現(xiàn)有的電容筆在一定程度上都存在不足。

例如，一種電容筆的筆尖是外部為導(dǎo)電材料，內(nèi)部為絕緣材料，筆尖在使用時(shí)露出電容筆外殼(由金屬制成)的部分較長(zhǎng)，從而使得筆尖有較長(zhǎng)一段沒有被屏蔽，造成筆尖在電容觸控屏上書寫時(shí)發(fā)送信號(hào)不集中，導(dǎo)致筆尖精度和線性度不夠理想。

還有一種電容筆的筆尖是由外部包裹絕緣材料的金屬探針構(gòu)成的。該金屬探針包括探針頭部和探針尾部。探針頭部的直徑為1mm并被絕緣材料包圍。探針尾部的直徑為0.2mm且長(zhǎng)度較短，使用時(shí)該探針尾部與筆尖電傳導(dǎo)部分的觸點(diǎn)接觸，電傳導(dǎo)部分外部包裹了一層金屬材料，使得筆尖電傳導(dǎo)部分屏蔽較多，只露出了探針頭部，發(fā)送信號(hào)較集中。但是，這種電容筆的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，加工成本較高，筆尖外觀尺寸較大，且筆尖與筆身是一體的，不易更換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一方面提供了一種電容筆，包括：筆桿；和與所述筆桿可拆卸地連接的筆尖組件，其中，所述筆桿內(nèi)部容納有筆尖連接單元，所述筆尖連接單元用于連接所述筆尖組件；所述筆尖組件包括：第一絕緣件，其具有桿狀的本體部和尖端部；第二絕緣件，其至少包覆所述第一絕緣件的所述本體部的一部分和所述尖端部；導(dǎo)電材料制成的天線元件，其設(shè)置在所述第一絕緣件與所述第二絕緣件之間，其中，所述天線元件的一端至少纏繞在所述第一絕緣件的部分所述尖端部上，另一端沿著所述第一絕緣件的所述本體部的外表面遠(yuǎn)離所述尖端部縱向延伸，其中，在所述筆尖組件與所述筆桿彼此連接的狀態(tài)下，所述天線元件的所述另一端電連接至所述筆尖連接單元，所述筆尖組件的一部分插入到所述筆桿內(nèi)，并且所述筆尖組件的與所述第一絕緣件的所述尖端部相對(duì)應(yīng)的部分露出所述筆桿的外部。

優(yōu)選地，所述天線元件的所述另一端在所述第一絕緣件的所述本體部的外表面上延伸到未被所述第二絕緣體包覆的區(qū)域。

優(yōu)選地，所述電容筆還包括容納在所述筆桿中的接收線圈和筆尖屏蔽單元，在所述筆尖組件與所述筆桿彼此連接的狀態(tài)下，所述筆尖組件的大部分插入在所述接收線圈中從而被屏蔽，所述筆尖組件的其他部分被所述筆尖屏蔽單元屏蔽。

優(yōu)選地，所述第一絕緣件的所述本體部的與所述尖端部相對(duì)的端部上設(shè)置有定位槽，所述天線元件的所述另一端在延伸到所述本體部的該端部后，經(jīng)所述定位槽折返，在所述本體部的另一側(cè)表面上朝向所述尖端部延伸到被所述第二絕緣體包覆的區(qū)域。

優(yōu)選地，所述天線元件是彈簧線圈，所述筆尖連接單元是銅管，并且在所述筆尖組件與所述筆桿彼此連接的狀態(tài)下，所述彈簧線圈的所述另一端與所述銅管的內(nèi)壁相接觸。

優(yōu)選地，所述第一絕緣件的所述本體部設(shè)置有至少一個(gè)支承單元，所述至少一個(gè)支承單元用于在所述二次注塑成型中防止所述第一絕緣件變形。

優(yōu)選地，所述第一絕緣件由聚碳酸酯PC材料注塑成型，所述第二絕緣件由聚甲醛樹脂POM材料在所述第一絕緣件上二次注塑成型。

本發(fā)明的第二方面提供了一種電容筆的制造方法，包括以下步驟：形成筆桿；形成筆尖組件；將所述筆尖組件與所述筆桿可拆卸地連接，以形成所述電容筆，其中，所述筆桿內(nèi)部容納有筆尖連接單元，所述筆尖連接單元用于連接所述筆尖組件，所述形成筆尖組件的步驟包括：注塑成型第一絕緣件，所述第一絕緣件具有桿狀的本體部和尖端部；在所述第一絕緣件上形成導(dǎo)電材料制成的天線元件，其中，所述天線元件包括至少纏繞在所述第一絕緣件的部分所述尖端部上的第一部分和與所述第一部分相連并沿著所述第一絕緣件的所述本體部的外表面縱向延伸的第二部分；通過二次注塑成型，在形成有所述天線元件的所述第一絕緣件上形成第二絕緣件，所述第二絕緣件至少包覆所述第一絕緣件的所述本體部的一部分和所述尖端部。

本發(fā)明的第三方面提供了一種電容筆的筆尖組件，包括：第一絕緣件，其具有桿狀的本體部和尖端部；第二絕緣件，其至少包覆所述第一絕緣件的所述本體部的一部分和所述尖端部；導(dǎo)電材料制成的天線元件，其設(shè)置在所述第一絕緣件與所述第二絕緣件之間，其中，所述天線元件的一端至少纏繞在部分所述尖端部上，另一端沿著所述本體部的外表面遠(yuǎn)離所述尖端部縱向延伸。

本發(fā)明的第四方面提供了一種包括彼此通信的電容筆和電容觸控屏的電容觸控裝置，所述電容筆包括：筆桿；和與所述筆桿可拆卸地連接的筆尖組件，其中，所述筆桿內(nèi)部容納有筆尖連接單元，所述筆尖連接單元用于連接所述筆尖組件；所述筆尖組件包括：第一絕緣件，其具有桿狀的本體部和尖端部；第二絕緣件，其至少包覆所述第一絕緣件的所述本體部的一部分和所述尖端部；導(dǎo)電材料制成的天線元件，其設(shè)置在所述第一絕緣件與所述第二絕緣件之間，其中，所述天線元件的一端至少纏繞在所述第一絕緣件的部分所述尖端部上，另一端沿著所述第一絕緣件的所述本體部的外表面遠(yuǎn)離所述尖端部縱向延伸，其中，

在所述筆尖組件與所述筆桿彼此連接的狀態(tài)下，所述天線元件的所述另一端電連接至所述筆尖連接單元，所述筆尖組件的一部分插入到所述筆桿內(nèi)，并且所述筆尖組件的與所述第一絕緣件的所述尖端部相對(duì)應(yīng)的部分露出所述筆桿的外部。

在本發(fā)明的電容筆中，由于筆尖組件中第一絕緣件的尖端部(用作筆尖的部分)處天線元件的面積遠(yuǎn)大于第一絕緣件的本體部上天線元件的面積，進(jìn)一步，當(dāng)筆尖組件與筆桿處于連接狀態(tài)時(shí)，位于筆桿內(nèi)部的第一絕緣件本體部上的導(dǎo)電材料的天線元件絕大部分被接收線圈所屏蔽，其他部分被筆尖屏蔽單元所屏蔽，因而發(fā)射信號(hào)會(huì)集中于筆尖組件的露出在筆桿外部的尖端部附近，從而提高了筆尖精度和線性度。

另外，本發(fā)明的電容筆的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本較低，而且筆尖組件能夠以可拆卸的方式與筆桿連接，因此更換極為方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電容筆的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的電容筆的筆尖組件的立體圖。

圖3是本發(fā)明的筆尖組件的第一絕緣件的示意圖。

圖4是本發(fā)明的安裝了天線元件的第一絕緣件的示意圖。

圖5是本發(fā)明的安裝了天線元件的第一絕緣件的尖端部的放大圖。

圖6是本發(fā)明的電容筆的制造工藝的流程圖。

圖7a和圖7b是本發(fā)明的筆尖組件的制造過程的狀態(tài)示意圖。

圖8是本發(fā)明的觸控裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明提供的電容筆進(jìn)行詳細(xì)描述。在這些附圖中，對(duì)于相同或者相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素，標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)。以下僅為本發(fā)明的電容筆的筆尖組件及其制造方法的最佳實(shí)施方式，本發(fā)明并不僅限于下述結(jié)構(gòu)。

【電容筆】

下面參照?qǐng)D1簡(jiǎn)要說明包括本發(fā)明的筆尖組件1的電容筆。

本發(fā)明的電容筆包括筆桿和與筆桿可拆卸地連接的筆尖組件1。為了便于說明筆桿內(nèi)部結(jié)構(gòu)與筆尖組件1的連接關(guān)系，圖1中用虛線示出了筆桿。

筆桿內(nèi)部容納有控制單元20和筆尖連接單元24?？刂茊卧?0用于根據(jù)接收線圈22接收到的信號(hào)生成高壓信號(hào)，該高壓信號(hào)通過與控制單元20電連接的導(dǎo)體26傳送給筆尖連接單元24后，再經(jīng)筆尖組件1發(fā)送給電容觸控屏，以使電容觸控屏獲取電容筆的觸控信息。其中，導(dǎo)體26可以為彈簧等導(dǎo)電材料。筆尖連接單元24用于連接筆尖組件1。另外，接收線圈22用于接收電容觸控屏發(fā)送的信號(hào)。由于接收線圈22是金屬制成的，所以對(duì)穿過其內(nèi)部的筆尖組件1的一部分產(chǎn)生了屏蔽作用。雖然圖中未示出，但是筆桿的靠近筆尖的部分處設(shè)置有筆尖屏蔽單元，用于對(duì)接收線圈無法屏蔽的部分進(jìn)行屏蔽，從而進(jìn)一步提高屏蔽效果。

為了便于說明，在此詳細(xì)描述筆尖組件1的結(jié)構(gòu)。

【筆尖組件】

參照?qǐng)D2，本發(fā)明的用于電容筆的筆尖組件1的一個(gè)實(shí)施方式包括第一絕緣件10和第二絕緣件11。第二絕緣件11是通過二次注塑包覆在第一絕緣件10上的。第一絕緣件10可以插入到電容筆(圖中未示出)的筆桿中，第二絕緣件11的尖端部分用作筆尖，與電容觸控板進(jìn)行通信。

下面參照?qǐng)D3-5對(duì)本發(fā)明的筆尖組件1進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖3所示，在該實(shí)施方式中，本發(fā)明的筆尖組件1的第一絕緣件10具有桿狀的本體部102和尖端部104。

在該實(shí)施方式中，第一絕緣件10由聚碳酸酯PC材料注塑成型。優(yōu)選地，為防止第一絕緣件10在二次注塑成型中變形，在第一絕緣件10的本體部102上設(shè)置有至少一個(gè)支承單元。在圖3中，設(shè)置了與本體部102同心的兩個(gè)凸緣106和108。

應(yīng)該理解的是，支承單元的數(shù)量和形狀不限于圖3所示，可以根據(jù)需要適當(dāng)選擇。

另外，在將筆尖組件1連接至筆桿時(shí)，圖3中的凸緣106還起到限位的作用，稍后會(huì)對(duì)此進(jìn)行說明。

如圖4和圖5所示，本發(fā)明的筆尖組件1的第一絕緣件10上設(shè)置有導(dǎo)電材料制成的天線元件。天線元件包括纏繞在第一絕緣件10的尖端部104上的第一部分122和與第一部分122相連并沿著第一絕緣件10的本體部102的外表面縱向延伸的第二部分124。

在圖4所示的實(shí)施方式中，天線元件為彈簧線圈，該彈簧線圈的形狀被設(shè)置為與尖端部104相一致，一端纏繞在尖端部104上，形成第一部分122。彈簧線圈的另一端拉出，鋪設(shè)在本體部102上，形成第二部分124。

例如，彈簧線圈的彈簧絲的直徑可以為0.1mm。因?yàn)樵诩舛瞬?04處，彈簧線圈的面積遠(yuǎn)大于彈簧絲的面積，當(dāng)筆尖組件與筆桿處于連接狀態(tài)時(shí)，位于第一絕緣件本體部上的彈簧絲的絕大部分被接收線圈所屏蔽，所以本發(fā)明的筆尖組件的發(fā)送信號(hào)會(huì)集中于尖端部104附近，從而提高了筆尖精度和線性度。

可以理解的是，天線線圈也可以是彈簧線圈以外的其他形式。例如，天線線圈可以是沒有彈性的導(dǎo)線。導(dǎo)線的一端纏繞在尖端部104上，形成第一部分122。導(dǎo)線的另一端鋪設(shè)在本體部102上，形成第二部分124。

從圖2和圖3可以看出，第二絕緣件11至少包覆第一絕緣件10的本體部102的一部分和尖端部104。例如，第二絕緣件11由聚甲醛樹脂POM材料在第一絕緣件10上二次注塑成型。

再參照?qǐng)D4和圖5，第一絕緣件10的本體部102的與尖端部104相對(duì)的端部上設(shè)置有定位槽105，天線元件的第二部分124在經(jīng)過凸緣108和106之后，延伸到本體部的該端部，然后經(jīng)所述定位槽105折返，在本體部102的另一側(cè)表面上朝向尖端部延伸到被第二絕緣體11包覆的區(qū)域，如圖7a和圖7b所示。

如圖4所示，當(dāng)天線元件的第二部分124經(jīng)過凸緣108和106時(shí)，其經(jīng)由分別設(shè)置在凸緣108和106上的貫穿槽109和107穿過凸緣108和106。

另外，可選的是，凸緣106和108的底部設(shè)置有供天線元件的第二部分124穿過的洞。

另外，在凸緣106上形成有凹部110，用于在二次注射成型時(shí)防止第一絕緣體件10發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

再返回圖1。圖1中示出了筆尖組件1與筆桿彼此連接的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，筆尖組件1的天線元件的第二部分124連接至筆尖連接單元24(圖中為銅管)。在圖1中，筆尖組件1穿過接收線圈22連接至筆尖連接單元24，筆尖連接單元24套在筆尖組件1的上端部(與筆尖方向相反的一端)，與天線元件的第二部分124電連接。

筆尖組件1的一部分插入到筆桿內(nèi)，并且筆尖組件1的與第一絕緣件10的尖端部104相對(duì)應(yīng)的部分露出筆桿的外部。

在工作時(shí)，接收線圈22屏蔽了筆尖組件1中天線線圈的第二部分124的大部分面積。而其他部分被筆尖屏蔽單元所屏蔽。因此，參照?qǐng)D5，實(shí)際上，可以近似認(rèn)為，影響天線元件的發(fā)射信號(hào)的性能的只有尖端部104處的第一部分122。

如上所述，在尖端部104處，第一部分122的面積遠(yuǎn)大于第二部分124的面積。因此，本發(fā)明的電容筆由于采用了上述設(shè)計(jì)的筆尖組件1，發(fā)射信號(hào)會(huì)集中于筆尖組件1的下端部附近，從而提高了筆尖精度和線性度。

另外，筆尖組件1可以方便地進(jìn)行拆卸，在圖1的實(shí)施方式中，通過簡(jiǎn)單的插拔動(dòng)作即可完成筆尖組件1的更換。

以上對(duì)本發(fā)明的電容筆和用于電容筆的筆尖組件1進(jìn)行了詳細(xì)說明。下面對(duì)本發(fā)明的電容筆的制造方法進(jìn)行說明。

【電容筆的制造方法】

下面結(jié)合圖6和圖7a以及圖7b說明本發(fā)明的電容筆的制造方法。

圖6是本發(fā)明的電容筆的制造工藝的流程圖。圖7a和圖7b是本發(fā)明的筆尖組件1的制造過程的狀態(tài)示意圖。

參照?qǐng)D6，本發(fā)明的電容筆的制造方法包括：步驟S600，形成筆桿；步驟S602，注塑成型第一絕緣件10；步驟S604，在第一絕緣件上形成天線元件；步驟S606，在第一絕緣件上二次注塑成型第二絕緣件，由此形成筆尖組件；S608，將筆尖組件與筆桿可拆卸地連接起來。

由于形成筆桿的步驟并非本發(fā)明的重點(diǎn)，因此下面主要說明形成筆尖組件的步驟S602至步驟S606。

具體來講，參照?qǐng)D7a，在步驟S602中，注塑成型第一絕緣件10。第一絕緣件10是由聚碳酸酯PC材料注塑成型的。第一絕緣件10具有桿狀的本體部102和尖端部104。優(yōu)選地，為了防止第一絕緣件10在二次注塑成型中變形，在第一絕緣件10的本體部102上設(shè)置有至少一個(gè)支承單元。例如，如圖7a所示，在注塑過程中一體地形成了與本體部102同心的兩個(gè)凸緣106和108。

應(yīng)該理解的是，支承單元的數(shù)量和形狀不限于圖7a所示，可以根據(jù)需要適當(dāng)選擇。

仍然參照?qǐng)D7a，在步驟S604中，在第一絕緣件10上形成天線元件。天線元件可以包括纏繞在第一絕緣件10的尖端部104上的第一部分122和與第一部分122相連并沿著第一絕緣件10的本體部102的外表面縱向延伸的第二部分124。

另外，雖然圖7a中未示出，第一絕緣件10的本體部102的與尖端部104相對(duì)的端部上設(shè)置有定位槽(可參見圖4的標(biāo)號(hào)105)，天線元件的第二部分124在延伸到本體部102的該端部后，經(jīng)定位槽折返，在本體部102的另一側(cè)表面上朝向尖端部104延伸到要被第二絕緣體包覆的區(qū)域。

當(dāng)天線元件的第二部分124經(jīng)過凸緣106時(shí)，其經(jīng)由設(shè)置在凸緣106上的貫穿槽(圖中未示出)穿過凸緣106。

在圖7a所示的實(shí)施方式中，天線元件為彈簧線圈，該彈簧線圈的形狀被設(shè)置為與尖端部104相一致，并套在尖端部104上，形成第一部分122。彈簧線圈的尾部拉出，鋪設(shè)在本體部102上，形成第二部分124。

例如，彈簧線圈的彈簧絲的直徑可以為0.1mm。因?yàn)榧舛瞬?04處彈簧線圈的面積遠(yuǎn)大于本體部102上彈簧絲的面積，所以本發(fā)明的筆尖組件的發(fā)送信號(hào)會(huì)集中于尖端部104附近，從而提高了筆尖精度和線性度。

可以理解的是，天線線圈也可以是彈簧線圈以外的其他形式。例如，天線線圈可以是沒有彈性的導(dǎo)線。導(dǎo)線的一端纏繞在尖端部104上，形成第一部分122。導(dǎo)線的另一端鋪設(shè)在本體部102上，形成第二部分124。

在步驟S606，在第一絕緣件上二次注塑成型第二絕緣件。如圖7b所示，第二絕緣件11至少包覆第一絕緣件10的本體部102的一部分和尖端部104。例如，第二絕緣件11是由聚甲醛樹脂POM材料在第一絕緣件10上二次注塑成型的。

至此，制造完成本發(fā)明的筆尖組件1。

【觸控裝置】

下面參照?qǐng)D8說明本發(fā)明的觸控裝置。

本發(fā)明的觸控裝置包括電容筆100和電容觸控屏200。電容筆100包括筆桿和筆尖組件1。電容筆100的結(jié)構(gòu)如圖1所示，筆尖組件1的結(jié)構(gòu)如以上參照?qǐng)D2-5所述，此處不再重復(fù)。

當(dāng)電容筆100與電容觸控屏200進(jìn)行彼此通信時(shí)，電容筆100的控制單元20通過筆尖組件1的天線單元的第一部分122向電容觸控屏200發(fā)送信號(hào)，參照以上結(jié)合圖2至圖5所述，由于尖端部104處彈簧線圈的面積遠(yuǎn)大于本體部102上彈簧絲的面積，并且位于第一絕緣件本體部上的彈簧絲的絕大部分被接收線圈所屏蔽，而其他部分被筆尖屏蔽單元所屏蔽，所以本發(fā)明的電容筆的發(fā)射信號(hào)集中在筆尖組件1的尖端處，從而相比現(xiàn)有技術(shù)的電容筆提供了更高的筆尖精度和線性度。

另外，在筆尖組件1出現(xiàn)故障時(shí)，通過簡(jiǎn)單的插拔動(dòng)作即可將其與筆桿分離，因此更換十分方便。而且，電容筆100的制造工藝簡(jiǎn)單、成本效益突出，相比現(xiàn)有技術(shù)的電容筆優(yōu)勢(shì)明顯。

以上參照附圖對(duì)本發(fā)明的電容筆及制造方法、筆尖組件、觸控裝置進(jìn)行了詳細(xì)說明。

在本發(fā)明的電容筆中，由于筆尖組件中第一絕緣件的尖端部(用作筆尖的部分)處天線元件的面積遠(yuǎn)大于第一絕緣件的本體部上天線原件的面積，而筆尖組件1的容納在筆桿中的部分被最大程度地屏蔽，因而發(fā)射信號(hào)會(huì)集中于筆尖組件1的下端部附近，從而提高了筆尖精度和線性度。

另外，本發(fā)明的筆尖組件1生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本較低，而且能夠以可拆卸的方式與筆殼連接，因此更換極為方便。

以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)。這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。