一种可变电容式压力传感器和真笔迹触控笔的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可变电容式压力传感器;尤其涉及一种真笔迹触控笔。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品的进步与发展，触控笔的应用越来越广泛。目前有光学式触控屏的 触控笔，还有摄像头识别的电子白板的触控笔，这类触控笔一般是用手指或木棒或任意物 体或红外线发光棒做触控笔，这类触控笔虽然使用快捷，操作方便，但不足的是无压感功 能，不能准确的反应书写者本人的笔迹特征。
[0003] 现有的触控笔虽然有笔压力检测功能，但检测压力的行程大，书写体验感不好，实 现方式复杂，成本高昂。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述缺陷，本发明提供一种可变电容式压力传感器，可以适用光学式触 控感应器的触控笔，或摄像头式电子白板的触控笔，或电磁式感触控笔和电容式触控笔，设 置此压力传感器的触控笔具有书写压力感应的真笔迹效果。
[0005] 在具体实施例中，本发明公开了一种可变电容式压力传感器，包括可变电容、触控 开关，测力柄;至少包括:传感器外壳、复位弹簧;其中，可变电容包括绝缘介片和软性导电 片;其中，触控开关包括两个静触点和动触片。
[0006] 所述可变电容式压力传感器可变电容的绝缘介片第一面敷设的导电体，是可变电 容的第一电极，绝缘介片第二面是可变电容的绝缘介质面，离绝缘介质面极小的间隔设置 的软性导电片构成可变电容的第二电极，软性导电片为可压缩的导电泡沫，或可挤压形变 的导电橡胶，绝缘介片的绝缘介质是可变电容第一电极与第二电极间的电容介质。
[0007] 所述可变电容式压力传感器可变电容的软性导电片与可变电容介质相对的一面， 表面是三角形的凸线条，是中间凸的弧面，是均匀分布的任意凸起形状。
[0008] 所述可变电容式压力传感器的可变电容测力柄直接接触软性导电片，测力柄受的 触碰力首先传递给软性导电片，软性导电片产生形变再接触可变电容介质面，传递给绝缘 介片。
[0009] 所述可变电容式压力传感器的可变电容测力柄受的触碰力越大软性导电片变形 越大，软性导电片与绝缘介片间的挤压形变越大，软性导电片与可变电容介质面之间的挤 压接触面积越大，可变电容第一电极与第二电极间的相对面积越大，可变电容第一电极与 第二电极间的电容值越大。
[0010] 所述可变电容式压力传感器可变电容第一电极与第二电极间的不同电容变化值 体现测力柄传递的不同压力值，电容变化值信号输出给外部电路，电容变化值信号供外部 电路做信号采集或控制。
[0011] 所述可变电容式压力传感器触控开关，可变电容第一电极是触控开关的动触片， 静触点设置在传感器外壳上，绝缘介片与传感器外壳之间设置复位弹簧，复位弹簧可以是 金属丝弹簧，可以是可恢复泡沫，可以是软胶，绝缘介片受到测力柄的压力产生位移并压缩 复位弹簧，触控开关动触片触碰短接设置在传感器外壳的两个静触点，触控开关两静触点 短接导通，测力柄的压力消失复位复位弹簧复位，触控开关动触片离开传感器外壳的两个 静触点，触控开关两静触点断开。
[0012] 所述可变电容式压力传感器可变电容还包括，绝缘介片固定在传感器外壳。
[0013] 所述可变电容式压力传感器触控开关还包括一个静触点，一个动触片，软性导电 片是触控开关静触点和可变电容第二电极，动触点固定于测力柄的上端，可变电容测力柄 受力测力柄上端的动触片会接触软性导电片，触控开关导通，测力柄受力消失，测力柄上端 的动触片离开软性导电片，触控开关断开，可变电容测力柄受力测力柄上端的动触片接触 软性导电片，软性导电片产生形变再接触可变电容介质面，传递给绝缘介片。
[0014] 所述可变电容式压力传感器触控开关信号输出给外部电路，供外部电路做控制信 号。
[0015] 本发明还涉及一种真笔迹触控笔，包括真笔迹光学触控笔，真笔迹电磁触控笔;所 述真笔迹光学触控笔包括所述可变电容式压力传感器、笔系统电路和笔外壳;至少包括:电 池、红外发射头和笔尖;其中，电池是标准可拆卸更换的一次性电池，或是重复充电使用的 充电电池;其中，可变电容式压力传感器的测力柄兼触控笔笔尖，其中，红外发射头包括红 外透镜和红外发射管，红外发射管设置在红外透镜内，红外透镜设置在笔尖周围，红外透镜 将红外发射管发射的红外线向触控笔的周围均匀的发射;其中，笔外壳包括笔外壳前端和 笔外壳后端;笔外壳后端内设置电池、笔系统电路;笔外壳前端内设置可变电容式压力传感 器和红外发射头。
[0016] 其中，笔系统电路包括射频调制与射频发射电路，驱动器电路，电源控制与延迟关 断电路、电源电压转换和功能按键，如是充电电池还包括充电电路，充电电路可以是接触式 有线充电电路，或是非接触式无线充电电路。
[0017] 笔系统电路电源控制与延迟关断电路连接触控开关短接导通信号，笔系统电路射 频调制与射频发射电路连接可变电容式压力传感器的电容变化值信号。
[0018] 笔系统电路的电源控制与延迟关断电路设置有电源输入口、电源输出口、电源充 电控制口、笔触开关信号控制口；笔触开关信号控制口连接电容式压力传感器内的触控开 关，电源控制与延迟关断电路在关机状态如收到可变电容式压力传感器连接触控开关短接 导通信号，本电路电源输入口与电源输出口之间将导通，笔系统电路将进入工作状态;在工 作状态如长时间未收到连接触控开关短接导通信号，本电路电源输入口与电源输出口之间 会断开，系统电路将进入关机状态;在任何工作状态接入充电模式，本电路电源输入口与电 源输出口之间会断开，笔系统电路将锁定在关机状态，并维持处于充电模式。
[0019] 系统电路的射频调制与射频发射电路接收到可变电容式压力传感器的电容变化 值信号经采集编码后调制成射频发射到外设，外设可以是光学式触控感应器，可以是电脑 或手机，外设接收到笔射频信号将解调出的电容变化值信号并对应转换成触控笔书写压力 值信号。
[0020] 系统电路的驱动电路在系统电路工作状态下，驱动电路将向红外发射头不断送出 驱动信号，红外发射头将持续发出红外线光，光学触控感应器把笔尖处不断发射红外信号 的红外发射头所在的位置识别成当前笔尖在书写区的书写轨迹位置。
[0021] 可变电容式压力传感器的触控开关触发唤醒笔系统电路工作，可变电容式压力传 感器的可变电容变化量是触控笔书写压力，红外发射头在光学触控感应器书写区的位置是 触控笔书写轨迹所在的位置。
[0022] 本发明还涉及一种真笔迹电磁式触控笔包括所述可变电容式压力传感器、笔系统 电路和笔外壳;至少包括:电池、电磁信号输出线圈和笔尖;其中，电池是标准可拆卸更换的 一次性电池，或是重复充电使用的充电电池;其中，可变电容式压力传感器的测力柄兼触控 笔笔尖，其中，电磁信号输出线圈是用表面绝缘的金属导线最少一层多圈密绕而成，设置在 笔尖周围；其中，笔外壳包括笔外壳前端和笔外壳后端，笔外壳前端是绝缘材料;笔外壳后 端内设置电池、笔系统电路;笔外壳前端内设置可变电容式压力传感器和电磁信号输出线 圈。
[0023] 其中，笔系统电路包括LC有源振荡器电路，电源控制与延迟关断电路、电源电压转 换和功能按键，如是充电电池还包括充电电路，充电电路可以是接触式充电电路，也可以是 非接触式无线充电电路。
[0024] 笔系统电路电源控制与延迟关断电路连接可变电容式压力传感器的触控开关，可 变电容式压力传感器的可变电容并联在笔系统电路LC有源振荡器电路的LC谐振回路。
[0025] 笔系统电路的电源控制与延迟关断电路设置有电源输入口、电源输出口、电源充 电控制口、笔触开关信号控制口；笔触开关信号控制口连接电容式压力传感器内的触控开 关，电源控制与延迟关断电路在关机状态如收到可变电容式压力传感器连接触控开关短接 导通信号，本电路电源输入口与电源输出口之间将导通，笔系统电路将进入工作状态;在工 作状态如长时间未收到连接触控开关短接导通信号，本电路电源输入口与电源输出口之间 会断开，系统电路将进入关机状态;在任何工作状态接入充电模式，本电路电源输入口与电 源输出口之间会断开，笔系统电路将锁定在关机状态，并维持处于充电模式。
[0026]笔系统电路的LC有源振荡器电路包括其它电路，LC谐振回路，电磁信号输出线圈 是LC谐振回路的谐振电感，可变电容式压力传感器内的可变电容并联在LC谐振回路，按键 与电容串联并联在LC谐振回路