主动式电容屏压力感应触控笔的制作方法

本实用新型涉及一种触控笔，更具体地说，涉及一种主动式电容屏压力感应触控笔。

背景技术：

随着智能手机，平板电脑的爆发式增长，越来越多的应用软件需要更高精度的触控，例绘画软件等，由此手写笔的使用越来越广泛，对于手写笔的性能要求越来越高。纵观现有的手写笔市场，分为主动式电容笔与被动式电容笔，而现有的主动式电容笔只能是简单的触控点击与普通的书写，在电容屏书写时线条没有笔迹的粗细，对于一些专业人士在使用时，无法满足其对书写的高标准要求，如绘画、设计、写作等。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种主动式电容屏压力感应触控笔，其在电容屏书写时可显示笔迹的粗细，并可用书写力度的变化来改变笔迹的粗细，从而达到优异的用户体验效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种主动式电容屏压力感应触控笔，包括笔尖、笔管和笔盖帽，所述笔管内设有主控PCBA,所述笔尖通过连接器与主控PCBA连接，所述主控PCBA与供电电路连接，所述笔尖还包括用于检测笔尖压力的压力传感器和用于感应触摸屏发出信号的感应线圈。

所述主控PCBA包括中央处理器、压力信号整形比较单元、信号整形比较单元和高压驱动放大单元；所述信号整形比较单元用于接收感应线圈的信号并放大，整形输出有效的数字信号给中央处理器；所述压力信号放大整形单元用于将压力传感器的信号放大，整形输入给中央处理器；所述高压驱动控制器用于提供高压信号给触摸屏上的电极。

所述主控PCBA包括LCD显示单元。

所述供电电路为可充电电池电路或干电池电路或无线充电电路或USB充电电路。

所述笔管内设有电源充电管理控制器及无线充电单元，所述电源充电管理控制器与主控PCBA连接，所述无线充电单元与电源充电管理控制器连接。

所述笔管内设有无线通信单元，所述无线通信单元与主控PCBA连接，用于接收中央处理器发出的数据并传输数据给触摸屏主机建立通信。

所述笔管对应主控PCBA部分为透明。

所述笔管形状为圆柱形或方柱形或棱柱形。

本实用新型由于采用了上述结构，具有以下有益效果：

本实用新型针对现有的电容式触摸屏的硬件而设计，主动式电容屏压力感应触控笔自身相当于信号发射源，触摸屏的传感器接收电容笔发出的信号并测算出X、Y、Z坐标，在笔尖位置加入压力传感器，可以使触控笔感测到用户书写的力度变化，从而可以用书写力度的变化来改变笔迹的粗细，达到优异用户体验效果，且精度高，成本低，适用于现有普通电容屏主机(如平板电脑、智能手机等)，其优异的使用效果可以以更经济的方式取代市场上大品牌电容屏主机配备的触控笔(如苹果公司产品配套的手写笔)，从而可替用户节约使用成本。

在结合附图阅读本实用新型的实施方式的详细描述后，本实用新型的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的电路原理图。

图中：1、笔尖；2、压力传感器；3、连接器；4、电容；5、信号放大器；6、中央处理器；7、LCD显示单元；8、按键；9、供电电路；10、无线充电单元；11、无线通信单元；12、USB充电接口；13、感应线圈；14、笔盖帽；15、压力信号整形比较单元；16、高压驱动放大单元；17、信号整形比较单元；18、高压驱动控制器；19、电源充电管理控制器；20、笔管；21、主控PCBA。

具体实施方式

下面以一个实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，但应当说明，本实用新型的保护范围不仅仅限于此。

如图1所示，一种主动式电容屏压力感应触控笔，包括笔尖1、笔管20和笔盖帽14，所述笔管20内设有主控PCBA21、电源充电管理控制器19、无线充电单元10和无线通信单元11,所述笔尖1包括用于检测笔尖压力的压力传感器2和用于感应触摸屏发出信号的感应线圈13，所述笔尖1通过连接器3与主控PCBA21连接，所述主控PCBA21上设有电容4、信号放大器5、中央处理器6、压力信号整形比较单元15、信号整形比较单元17、高压驱动放大单元16、高压驱动控制器18、LCD显示单元7及按键8；所述主控PCBA21与电源充电管理控制器19、无线充电单元10、无线通信单元11以及供电电路9连接，所述供电电路9连接USB充电接口12。

如图2所示，本实用新型电路部分主要包括，

电源充电管理控制器19：主要用于接收中央处理器6发出的控制信号指令，从而控制电池与充电电路模块，选择充电模式与充电状态。

无线充电单元10：提供无线充电电路。

无线通信单元11：用于接收中央处理器6发出的指令，与主机(手机，平板电脑等)建立通信，传输压感数据和附加功能数据。

中央处理器6：使用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，接收分析压力传感器数据，侦测功能按键的状态，驱动显示状态，控制通讯模块，传送与主机(手机，平板电脑等)握手协议，传输压感数据和附加功能数据；产生电容触控笔激进信号，电源模式管理切换。

压力传感器2：用于检测笔尖1的压力。

压力信号整形比较单元15：用于将压力传感器2的微信号放大，整形输入给中央处理器6。

高压驱动控制器18：提供高压信号，触摸屏上的电极接收此信号，用来计算出笔尖的具体位置。

信号整形比较单元17：该单元的作用是通过笔尖感应线圈13接收触摸屏发出的微弱信号，经放大整形输出有效的数字信号给中央处理器6。

本实用新型的电路工作原理如下：

笔尖感应线圈13接收触摸屏发出的微弱信号经电容C2耦合到信号整形比较单元17，经信号整形比较单元17放大整形比较后输入到中央处理器6的动态存储器，笔尖压力传感器2将笔尖1的压力值通过C1传入压力信号整形比较单元15进行微信号放大、整形，比较后输入给中央处理器6的动态存储器，中央处理器6经计算处理，经过运算后输出控制信号驱动高压驱动器18，通过C3控制触摸屏，以实现笔尖的压力转换，实现书写力度的感应。从而可以用书写力度的变化来改变笔迹的粗细，达到优异用户效果体验。同时通过中央处理器的控制，实现人机对话，和主机的通信功能，增加触控笔的一些附加功能，使之使用更加方便与人性化。

本实用新型的笔管20对应主控PCBA21的部分设置为透明材质(如玻璃、透明塑胶等)，用户可以从笔管外部直接透视到内部的电路板元器件，以增加科技感观效果。另外，笔管形状可设计为各种不同形状，如圆柱形、方柱形、棱柱形等。

本实用新型产品特别适用于现有利用普通平板电脑从事美术设计、动漫设计人群，本实用新型具备压力感应功能，美术设计者、动漫设计者可设计出线条粗细不一的动感作品；且特别适用于现有的银行系统、保险业系统的电子签名，在不更换现有的电子签名系统的条件下，因本实用新型技术具备压力感应能力，每个人签名的笔迹轻重不一，笔迹就有粗有细，更真实的反应签名人的真实笔迹，以防假冒，实现电子签名的安全性，推行无纸化进程。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本实用新型的权利要求所描述的保护范围，都应当在本实用新型的保护范围之内。