电容笔、笔尖组件和触控装置的制作方法

本实用新型涉及触控技术领域，尤其涉及一种电容笔、笔尖组件和触控装置。

背景技术：

随着信息技术的发展，诸如便携式移动设备的电子设备与人们的生活越发密切相关。这种便携式移动设备可以接收用户的输入，并根据该输入来执行用户期望的功能。作为接收用户输入的输入装置，触控装置以其体积小、重量轻、易于操作的优点而被广泛使用。

电容笔与电容触控屏配合使用，发送与电容触控屏同步的高压脉冲信号，以增强电容感应，由此可以将笔尖做到很细，减小笔尖与电容触控屏的接触面积，增强用户的书写体验。

电容笔与电容触控屏通过电容耦合进行信息交互，电容笔笔尖为导电材料，与电容触控屏接触产生电容耦合引起电流电话，进而获得触摸点的位置信息。

然而，现有的电容笔在一定程度上都存在不足。

例如，一种电容笔的笔尖是外部为导电材料，内部为绝缘材料，笔尖在使用时露出电容笔外壳（由金属制成）的部分较长，从而使得笔尖有较长一段没有被屏蔽，造成笔尖在电容触控屏上书写时发送信号不集中，导致笔尖精度和线性度不够理想。

另一种电容笔的笔尖是由外部包裹绝缘材料的金属探针构成的。该金属探针包括探针头部和探针尾部。探针头部的直径为1 mm并被绝缘材料包围。探针尾部的直径为0.2 mm且长度较短，使用时该探针尾部与笔尖电传导部分的触点接触，电传导部分外部包裹了一层金属材料，使得笔尖电传导部分屏蔽较多，只露出了探针头部，发送信号较集中。但是，这种电容笔的生产工艺复杂，加工成本较高，笔尖外观尺寸较大，且笔尖与笔身是一体的，不易更换。

技术实现要素：

本实用新型的第一方面提供了一种电容笔，包括：笔杆；和与所述笔杆可拆卸地连接的笔尖组件，其中，所述笔杆内部容纳有笔尖连接单元，所述笔尖连接单元用于连接所述笔尖组件；所述笔尖组件包括：第一绝缘件，其具有杆状的本体部和尖端部；第二绝缘件，其至少包覆所述第一绝缘件的所述本体部的一部分和所述尖端部；导电涂层，其设置在所述第一绝缘件与所述第二绝缘件之间，其中，所述导电涂层包括形成在所述第一绝缘件的所述尖端部上的第一导电涂层部分和与所述第一导电涂层部分相连并沿着所述第一绝缘件的所述本体部的外表面纵向延伸的第二导电涂层部分，其中，所述第一导电涂层的面积远大于所述第二导电涂层的面积，其中，在所述笔尖组件与所述笔杆彼此连接的状态下，所述导电涂层的所述第二导电涂层部分连接至所述笔尖连接单元，所述笔尖组件的一部分插入到所述笔杆内，所述笔尖组件的与所述导电涂层的所述第一导电涂层部分相对应的部分露出所述笔杆的外部。

本实用新型的第二方面提供了一种电容笔的笔尖组件，包括：第一绝缘件，其具有杆状的本体部和尖端部；第二绝缘件，其至少包覆所述第一绝缘件的所述本体部的一部分和所述尖端部；导电涂层，其设置在所述第一绝缘件与所述第二绝缘件之间，其中，所述导电涂层包括形成在所述第一绝缘件的所述尖端部上的第一导电涂层部分和与所述第一导电涂层部分相连并沿着所述第一绝缘件的所述本体部的外表面纵向延伸的第二导电涂层部分，其中，所述第一导电涂层部分的面积远大于所述第二导电涂层部分的面积。

本实用新型的第三方面提供了一种包括彼此通信的电容笔和电容触控屏的电容触控装置，所述电容笔包括：笔杆；和与所述笔杆可拆卸地连接的笔尖组件，其中，所述笔杆内部容纳有笔尖连接单元，所述笔尖连接单元用于连接所述笔尖组件；所述笔尖组件包括：第一绝缘件，其具有杆状的本体部和尖端部；第二绝缘件，其至少包覆所述第一绝缘件的所述本体部的一部分和所述尖端部；导电涂层，其设置在所述第一绝缘件与所述第二绝缘件之间，其中，所述导电涂层包括形成在所述第一绝缘件的所述尖端部上的第一导电涂层部分和与所述第一导电涂层部分相连并沿着所述第一绝缘件的所述本体部的外表面纵向延伸的第二导电涂层部分，其中，所述第一导电涂层部分的面积远大于所述第二导电涂层部分的面积。

在本实用新型的电容笔中，由于笔尖组件中位于第一绝缘件的尖端部上的第一导电涂层的面积远大于位于本体部上的第二导电涂层的面积，而且，当笔尖组件与笔杆处于连接状态时，位于本体部上的第二导电涂层的绝大部分被接收线圈所屏蔽，其他部分被笔尖屏蔽单元所屏蔽，因而发射信号会集中于笔尖组件的尖端部附近，从而提高了笔尖精度和线性度。

另外，本实用新型的电容笔结构简单、成本较低，而且笔尖组件能够以可拆卸的方式与笔杆连接，因此更换极为方便。

附图说明

图1是本实用新型的电容笔的结构示意图。

图2是本实用新型的电容笔的笔尖组件的立体图。

图3是本实用新型的涂覆了导电涂层的第一绝缘件的示意图。

图4是本实用新型的涂覆了导电涂层的第一绝缘件的尖端部的放大图。

图5是本实用新型的第二绝缘件的示意图。

图6是本实用新型的电容笔的制造工艺的流程图。

图7a至图7c是本实用新型的笔尖组件的制造过程的状态示意图。

图8是本实用新型的电容触控装置的示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型提供的电容笔的笔尖组件进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本实用新型的电容笔的笔尖组件的最佳实施方式，本实用新型并不仅限于下述结构。

【电容笔】

下面参照图1简要说明包括本实用新型的笔尖组件1的电容笔。

本实用新型的电容笔包括笔杆和与笔杆可拆卸地连接的笔尖组件1。为了便于说明笔杆内部结构与笔尖组件1的连接关系，图1中用虚线示出了笔杆。

笔杆内部容纳有控制单元20和笔尖连接单元24。控制单元20用于根据接收线圈22接收到的信号生成高压信号，该高压信号通过导体26和笔尖连接单元24发送给笔尖组件1，最后通过笔尖组件1发送给电容触控屏，以使电容触控屏获取电容笔的触控信息。其中，导体26可以是弹簧等导电材料。笔尖连接单元24用于连接笔尖组件1。另外，接收线圈22用于接收电容触控屏发送的信号。由于接收线圈22是金属制成的，所以对穿过其内部的笔尖组件1的一部分产生了屏蔽作用。虽然图中未示出，但是笔杆的靠近笔尖的部分处设置有笔尖屏蔽单元，用于对接收线圈无法屏蔽的部分进行屏蔽，从而进一步提高屏蔽效果。

为了便于说明，在此详细说明笔尖组件1的结构。

【笔尖组件】

参照图2，本实用新型的用于电容笔的笔尖组件1的一个实施方式包括第一绝缘件10和第二绝缘件11。第二绝缘件11通过二次注塑包覆在第一绝缘件10上。第一绝缘件10可以插入到电容笔（图2中未示出）的笔杆中，第二绝缘件11的尖端部分用作笔尖，与电容触控板（未示出）进行通信。

下面参照图3-图5对本实用新型的笔尖组件1进行详细说明。

如图3所示，在该实施方式中，本实用新型的笔尖组件1的第一绝缘件10具有杆状的本体部102和尖端部104。

在该实施方式中，第一绝缘件10由聚碳酸酯PC材料注塑成型。优选地，第一绝缘件10的本体部102设置有至少一个定位单元，定位单元用于在二次注塑成型中防止第一绝缘件10相对于第二绝缘件11发生移位。在图3中，采用通孔作为定位单元，在本实施方式中形成有三个通孔106、107、108。

应该理解的是，定位单元的数量和形状不限于图3所示，可以根据需要适当选择。

如图3所示，本实用新型的笔尖组件1的第一绝缘件10上设置有导电涂层。导电涂层包括第一导电涂层部分122和第二导电涂层部分124。第一导电涂层部分122形成在第一绝缘件10的尖端部104上。第二导电涂层部分124与第一导电涂层部分122相连并沿着第一绝缘件10的本体部102的外表面纵向延伸。

在本实用新型的笔尖组件1中，在第一绝缘件10的尖端部104处，第一导电涂层部分122的面积远大于位于本体部102上第二导电涂层部分124的面积。例如，第二导电涂层部分124在与导电涂层的延伸方向垂直的方向上的宽度可以为0.2 mm。

参照图4，图4是本实用新型的涂覆了导电涂层的第一绝缘件的尖端部的放大图。

从图4可以看出，第一导电涂层部分122形成在尖端部104的靠近尖端处，第二导电涂层部分124从第一导电涂层部分122延伸，且形状为细长状。

因为尖端部104处，靠近尖端处的导电涂层的面积远大于位于本体部102上的导电涂层的面积，且当该笔尖组件安装在电容笔中时，位于本体部102上的导电涂层绝大部分被接收线圈所屏蔽，其他部分被笔尖屏蔽单元所屏蔽，所以本实用新型的笔尖组件1的发送信号会集中于尖端部104附近，从而提高了笔尖精度和线性度。

另外，在图3中，第二导电涂层部分124延伸到第一绝缘件10的另一端并覆盖该另一端的整个表面，并在笔尖组件1连接至电容笔（未示出）时与笔尖连接单元电连接。

在本实用新型中，第一导电涂层部分122和第二导电涂层部分124可以通过在第一绝缘件10的整个表面上电镀金属层，然后去除一部分金属层，保留如图3所示的一部分金属层而形成。例如，可以通过镭雕来进行去除。也就是说，第一导电涂层122部分和第二导电涂层部分124可以在同一工艺步骤中形成。

优选地，第一绝缘件10的远离尖端部104的另一端还形成有定位孔109，用于在笔尖组件1连接至电容笔（未示出）时进行定位。

下面参照图5，图5是本实用新型的第二绝缘件的示意图。

第二绝缘件11的形状与第一绝缘件10的形状基本一致。结合图2所示，第二绝缘件11至少包覆第一绝缘件10的本体部102的一部分和尖端部104。例如，第二绝缘件11是由聚甲醛树脂POM材料在第一绝缘件10上二次注塑成型的。

以上对本实用新型的用于电容笔的笔尖组件1进行了详细说明。在本实用新型的笔尖组件1中，由于笔尖组件1的尖端部（用作笔尖的部分）中，靠近尖端处的导电涂层面积远大于位于本体部上的导电涂层面积，且当该笔尖组件安装在电容笔中时，位于本体部102上的导电涂层绝大部分被金属制成的接收线圈所屏蔽，其他部分被笔尖屏蔽单元所屏蔽，因而发射信号会集中于笔尖组件1的尖端部附近，从而提高了笔尖精度和线性度。

再次参照图1。图1中示出了笔尖组件1与笔杆彼此连接的状态。在该状态下，结合图1和图3可知，笔尖组件1的第二导电涂层部分124连接至笔尖连接单元24（图1中为铜管）。在图1中，笔尖组件1穿过接收线圈22连接至笔尖连接单元24，笔尖连接单元24套在笔尖组件1的上端部（与笔尖相反的一端），与第二导电涂层部分124电连接。

笔尖组件1的一部分插入到笔杆内，并且笔尖组件1的与尖端部104相对应的部分露出笔杆的外部。

本实用新型的电容笔，由于采用了上述设计的笔尖组件1，发射信号会集中于笔尖组件1的下端部附近，从而提高了笔尖精度和线性度。

另外，笔尖组件1可以方便地进行拆卸，在图1的实施方式中，通过简单的插拔动作即可完成笔尖组件1的更换。

【电容笔的制造方法】

下面结合图6和图7a至图7c说明本实用新型的电容笔的制造方法。

图6是本实用新型的电容笔的制造工艺的流程图。图7a至图7c是本实用新型的笔尖组件1的制造过程的状态示意图。

参照图6，本实用新型的电容笔的制造方法包括：步骤S600，形成笔杆；步骤S602，注塑成型第一绝缘件10；步骤S604，在第一绝缘件上形成导电涂层；步骤S606，在第一绝缘件上二次注塑成型第二绝缘件，由此形成笔尖组件；S608，将笔尖组件与笔杆可拆卸地连接起来。

由于形成笔杆的步骤并非本实用新型的重点，因此下面主要说明形成笔尖组件的步骤S602至步骤S606。

具体来讲，参照图7a，在步骤S602中，注塑成型第一绝缘件10。第一绝缘件10是由聚碳酸酯PC材料注塑成型的。第一绝缘件10具有杆状的本体部102和尖端部104。优选地，为了防止第一绝缘件10在二次注塑成型中相对于第二绝缘件移位，在第一绝缘件10的本体部102上设置有至少一个定位单元。例如，如图7a所示，在注塑过程中在本体部102上形成了三个定位孔106、107和108。

应该理解的是，定位单元的数量和形状不限于图7a所示，可以根据需要适当选择。

参照图7b，在步骤S604中，在第一绝缘件10上形成导电涂层12。导电涂层12覆盖了第一绝缘件10的整个表面，如图7b中粗线所示。例如，导电涂层12可以是电镀金属层。

然后，参照图7c，去除导电涂层12的一部分，使得在第一绝缘件10上留下如图7c所示的导电涂层。在图7c中，导电涂层包括形成在第一绝缘件10的尖端部104上的第一导电涂层部分122和与第一导电涂层部分122相连并沿着第一绝缘件10的本体部102的外表面纵向延伸的第二导电涂层部分124。从图中可以看出，第一导电涂层部分122的面积远大于第二导电涂层部分124的面积。

另外，为了与笔杆相连接，第一绝缘件10的另一端上保留了更多的导电涂层。

然后，在步骤S606，在第一绝缘件10上二次注塑成型第二绝缘件11，由此形成如图2所示的笔尖组件1。

至此，制造完成本实用新型的笔尖组件1。

参照图1和图7c，在本实用新型的笔尖组件1与笔杆彼此连接的状态下，第二导电涂层部分124连接至笔尖连接单元（图1中的笔尖连接单元24），笔尖组件1的一部分插入到笔杆内，笔尖组件1的与第一导电涂层部分122相对应的部分露出笔杆的外部，而其他导电涂层部分均被接收线圈22所屏蔽。

因此，本实用新型的笔尖组件的发送信号会集中于尖端部104附近，从而提高了笔尖精度和线性度。

【触控装置】

下面参照图8说明本实用新型的触控装置。

本实用新型的触控装置包括电容笔100和电容触控屏200。电容笔100包括笔杆和笔尖组件1。电容笔100的结构如图1所示，笔尖组件1的结构如以上参照图2-5所述，此处不再重复。

当电容笔100与电容触控屏200进行通信时，电容笔100的控制单元20通过笔尖组件1的导电涂层的第一导电涂层部分122向电容触控屏200发送信号。如上所述，由于笔尖组件1的尖端部（用作笔尖的部分）中，靠近尖端处的导电涂层面积远大于位于本体部上的导电涂层面积，且当该笔尖组件安装在电容笔中时，位于本体部102上的导电涂层绝大部分被接收线圈所屏蔽，其他部分被笔尖屏蔽单元所屏蔽，所以发射信号集中在笔尖组件1的尖端处，从而相比现有技术中的电容笔提供了更高的笔尖精度和线性度。

另外，在笔尖组件1出现故障时，通过简单的插拔动作即可将其与笔杆分离，因此更换十分方便。而且，电容笔100的制造工艺简单、成本效益突出，相比现有技术中的电容笔优势明显。

以上参照附图对本实用新型的电容笔、笔尖组件、电容触控专指进行了详细说明。

在本实用新型的电容笔中，由于笔尖组件中位于第一绝缘件的尖端部上的第一导电涂层的面积远大于位于本体部上的第二导电涂层的面积，且当该笔尖组件安装在电容笔中时，位于本体部102上的导电涂层绝大部分被接收线圈所屏蔽，其他部分被笔尖屏蔽单元所屏蔽，所以发射信号会集中于笔尖组件1的下端部附近，从而提高了笔尖精度和线性度。

另外，本实用新型的笔尖组件1生产工艺简单、成本较低，而且能够以可拆卸的方式与笔杆连接，因此更换极为方便。

以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。