CN217238768U - 用于电容笔的笔尖组件及电容笔 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于电容笔的笔尖组件及电容笔，其中，笔尖组件包括笔尖外罩、触点识别电极、第二电极和屏蔽电极，其中触点识别电极包括分体式设置的第一电极和导接件，且第一电极的前端固定于笔尖外罩内，屏蔽电极环绕设置于导接件的外壁面与第二电极的内壁面之间，并通过第一绝缘部和第二绝缘部使得导接件、第二电极和屏蔽电极组成一个一体化的电极组件。解决了笔尖组件内部导接件与第二电极之间的信号干扰问题，同时多个电极之间形成一体化的电极组件，提升了多个电极的结构强度，提升了笔尖组件的稳定性和牢固性。

Description

用于电容笔的笔尖组件及电容笔

技术领域

本申请涉及主动式电容笔技术领域，尤其是涉及一种用于电容笔的笔尖组件及电容笔。

背景技术

主动式电容笔是一种与带触控屏的电子设备进行交互的输入设备。主动式电容笔通过笔尖位置的电极向触控屏发射电信号，触控屏通过接收笔尖信号，识别笔尖在触控屏上的触点位置，并在反馈位置作出即时反馈。

然而，由于主动式电容笔在触控屏上进行交互时，会与触控屏形成不同角度。因此，为了增强用户的交互体验，触控屏不仅需要对电容笔的触点位置进行识别，还需要识别电容笔在触点位置与触控屏形成的角度，从而通过识别到的角度对反馈位置进行修正，以提升用户使用时的交互体验。

为了保证触控屏能够精准识别电容笔笔尖在触点位置与触控屏形成的角度，在电容笔在笔尖内部可设置多个定位电极，使得触控屏可以接收到多个定位电极的发出的电磁波信号，并通过算法可得到电容笔的触点位置以及电容笔与触控屏之间的角度，使触控屏根据电容笔的触点位置和角度在反馈位置作出即时反馈，提升交互体验。

然而，随着电极的增加，不同电极之间发射的电磁波信号容易出现干扰，影响触控屏对笔尖触点位置和角度的识别精度。

实用新型内容

本申请的目的在于解决现有技术中，多电极结构的电容笔笔尖存在的不同电极之间容易出现信号干扰的问题。因此，本申请提供了一种用于电容笔的笔尖组件及电容笔，在笔尖组件的不同电极之间设置屏蔽电极，并采用一体成型的工艺使得多个电极组成一个整体，进而，解决了笔尖组件内部的多个电极之间信号干扰的问题，同时增强了多个电极之间的结构强度，提升了电容笔笔尖组件的使用体验。

本申请实施例提供了一种用于电容笔的笔尖组件，包括笔尖外罩，笔尖外罩的前端形成笔尖。

触点识别电极，包括第一电极和导接件，第一电极的前端固定于笔尖的内壁面，第一电极的后端与导接件的前端接触并电连接。

第二电极，环绕设置于导接件的外周侧。

屏蔽电极，环绕设置于导接件的外壁面与第二电极的内壁面之间。其中，通过在屏蔽电极的内壁面与导接件的外壁面之间、以及屏蔽电极的外壁面与第二电极的内壁面之间填充绝缘材料，分别形成第一绝缘部和第二绝缘部，使得导接件、第一绝缘部、屏蔽电极、第二绝缘部和第二电极形成一个一体化的电极组件；且第一绝缘部用于将屏蔽电极与导接件电隔离，第二绝缘部用于将屏蔽电极与第二电极电隔离。电极组件的前端设置于笔尖外罩内侧，且导接件、屏蔽电极和第二电极的后端用于与主板组件电连接。

本申请的方案采用分体式的触点识别电极，使得触点识别电极的第一电极固定于笔尖的内壁面，从而在使用笔尖组件的过程中，第一电极能够与笔尖外罩同步拆卸更换。此外触点识别电极的导接件与第二电极之间设置有屏蔽电极，解决了导接件对第二电极造成的信号干扰的问题。同时导接件、屏蔽电极和第二电极之间通过填充绝缘材料形成第一绝缘部和第二绝缘部，使得导接件、第一绝缘部、屏蔽电极、第二绝缘部和第二电极形成一个一体化的电极组件。从而电极组件具有较高的结构强度，且不同电极之间不会相互错位偏离，具有良好的结构稳定性和结构强度。

在一些实施例中，第一电极为一体构件，包括构成第一电极前端的感应部和构成第一电极后端的连接部，感应部与笔尖的内壁面贴合的表面呈球面设置，连接部沿笔尖组件的轴线方向的投影位于感应部沿笔尖组件的轴线方向投影的边界内。

在一些实施方式中，感应部呈半球状设置，连接部呈细杆状设置，且连接部的前端固定连接于感应部后端端面的中心位置。使得感应部能够朝球面方向发出均匀的电磁波信号，使得电容笔与带触控屏的电子设备进行交互的过程中，触控屏能够更精准地识别到触点位置，同时有利于减小连接部发出的电磁波信号对感应部发出的电磁波信号的干扰，提高触控屏对笔尖触点位置识别的精度。在一些实施例中，在笔尖组件的轴线方向上，屏蔽电极的前端伸出第二电极的前端。导接件的前端伸出屏蔽电极的前端或者与屏蔽电极的前端平齐。减少导接件伸出屏蔽电极的前端对第二电极前端发出的电信号的干扰，增强了屏蔽电极的屏蔽的效果。

在一些实施例中，在笔尖组件的轴线方向上，屏蔽电极后端位于导接件后端与第二电极后端之间，导接件的后端伸出屏蔽电极的后端，且电极组件的后端用于固定于外部构件。其中，外部构件可以为电容笔主体。

在一些实施例中，绝缘材料为塑料，第一绝缘部和第二绝缘部是通过注塑工艺形成的。

在一些实施例中，笔尖外罩包括形成笔尖的笔尖外层，以及设置于笔尖外层内壁面的安装件，安装件用于容纳电极组件的前端，且安装件用于固定并可拆卸地连接于外部构件。其中，外部构件可以为电容笔主体。当笔尖外罩的笔尖磨损或笔尖外罩损坏时，可以将笔尖外罩从外部构件上进行拆卸，并更换新的笔尖外罩，从而保证笔尖组件的能够正常使用，同时保持笔尖组件的最佳交互体验。

本申请提供了一种电容笔，包括电容笔主体和上述任一项实施例中的笔尖组件。具有笔尖组件发射的电磁波信号均匀且稳定，触控屏对笔尖触点位置和笔尖组件角度识别的精准高的优点。同时，笔尖组件内的电极组件具有强度高、稳定性好的优点。

在一些实施例中，电容笔主体包括壳体，以及设置于壳体内的主板组件和传动杆；

笔尖外罩的后端伸入壳体内部，并与传动杆固定并可拆卸连接，电极组件中导接件、屏蔽电极和第二电极的后端均伸入传动杆的内腔，并与传动杆的内壁面与传动杆固定连接；且导接件、屏蔽电极和第二电极的后端分别与主板组件电连接。

传动杆的后端设置有压力传感器，压力传感器与主板组件电连接，并用于检测由笔尖外罩传递至传动杆的作用力。使得电容笔不仅能够向触控屏发射电磁波信号从而确定笔尖的触点位置和笔尖组件的角度，同时能够检测到笔尖与触控屏之间作用力的大小，并向带触控屏的电子设备发送笔尖压力信息，同时触控屏即时作出压力反馈，从而增强电容笔与触控屏之间的交互体验。

在一些实施例中，电极组件伸入传动杆内腔的部分与传动杆的内壁面之间留有间隙，间隙内填充设置有流动胶，使得流动胶固化形成的胶体部将电极组件伸入传动杆内腔的部分固定于传动杆的内壁面，以增强电极组件与传动杆连接的稳定性，避免电极组件与传动杆之间产生晃动或松动。

附图说明

图1为本申请实施例的电容笔与触控屏进行交互时的结构示意图；

图2为本申请实施例的电容笔的局部结构剖视示意图；

图3为本申请实施例的笔尖组件的结构剖视示意图；

图4a为本申请实施例的电容笔与触控屏形成倾角使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的原理示意图；

图4b为本申请实施例的电容笔垂直于触控屏使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的原理示意图；

图5a为一种参考设计所提供的电容笔与触控屏形成倾角使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的结构示意图；

图5b为一种参考设计所提供的电容笔垂直于触控屏使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的结构示意图；

图6为本申请实施例的电容笔使用时触控屏对电容笔倾角识别的原理示意图。

附图标记说明：

1、电容笔；

10、笔尖组件；101、笔尖；102、触点识别电极；103、电极组件；

11、笔尖外罩；111、笔尖外层；112、安装件；113、内螺纹；

12、第一电极；121、感应部；122、连接部；

13、导接件；131、前端；132、后端；

14、屏蔽电极；141、前端；142、后端；

15、第二电极；151、前端；152、后端；

16、第一绝缘部；

17、第二绝缘部；

20、电容笔主体；

21、壳体；211、开口；

22、传动杆；221、外螺纹；222、内腔；

23、胶体部；

24、导线；

3、触控屏；31、玻璃盖板；32、屏幕背板；

α、倾角；

A、第一感应位置；

B、第二感应位置；

C、电容值；

O、触点位置；

X、轴线。

参考设计中：

1’、电容笔；101’、笔尖；

12’、第一电极；

3’、触控屏；31’、玻璃盖板；32’、屏幕背板；

α’、倾角；

A’、第一感应位置；

C、电容值；

O’、触点位置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的优点及功效。虽然本申请的描述将结合一些实施例一起介绍，但这并不代表此申请的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作申请介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请的描述中，应理解，在本申请中“电连接”可理解为元器件物理接触并电导通；也可理解为线路构造中不同元器件之间通过印制电路板(printed circuit board，PCB)铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

为了便于描述，将电容笔中各部件靠近笔尖的一端定义为前端，远离笔尖的一端定义为后端。

请参见图1，图1为本申请实施例的电容笔与触控屏进行交互时的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供了一种电容笔1，用于与电子设备的触控屏3进行交互，其中电子设备可以为平板电脑、手机、笔记本、车机等。当电容笔1在触控屏3上进行点击、滑动等操作过程中，触控屏3能够在电容笔1的笔尖101位置处作出即时的反馈，例如，当电容笔1点击触控屏3所显示的软件时，触控屏3即时地打开对应的软件。或者当电容笔1在触控屏3上进行书写、绘画时，触控屏3能对电容笔1笔尖101的笔迹进行实时显示。

请参阅图2和图3，图2为本申请实施例的电容笔的局部结构剖视示意图，图3为本申请实施例的笔尖组件的结构剖视示意图。如图2和图3所示，并结合图1予以理解，电容笔1包括笔尖组件10和电容笔主体20。其中，笔尖组件10的外轮廓呈圆锥状设置，电容笔主体20的外轮廓呈圆柱形笔杆状设置，使得电容笔1能够模拟圆珠笔或铅笔等传统书写笔的结构，当使用者使用电容笔1在触控屏3上进行书写时，电容笔1能够模拟出使用者使用圆珠笔或铅笔等传统书写笔进行书写时的握持感。本领域技术人员可以理解的是，电容笔1外形结构是模拟钢笔、圆珠笔或铅笔等传统书写笔的结构。其目的在于，便于使用者握持电容笔1进行输入。因此，在其他实施方案中，电容笔1也可以采用其他可以握持的结构，例如，笔尖组件10的外轮廓可以呈多棱锥状，电容笔主体20的外轮廓可以呈多棱柱状，以使得电容笔1不易在平面上发生滚动，从而减小电容笔1从桌面等其他表面滚落的风险。

如图1-图2所示，电容笔主体20包括构成电容笔主体20外轮廓的壳体21，以及设置于壳体21内部的传动杆22和主板组件25。主板组件25可以包括主板(图中未示出)及布置在主板上的器件(图中未示出)，其中器件包括能发出电信号(该电信号可以为电压信号)的控制电路和能够与触控屏3进行通信的通信模块(该通信模块可以为蓝牙模块)，以及参考地(图中未示出)。壳体21的前端具有供笔尖组件10穿过的开口211，使得笔尖组件10的部分能够穿过壳体21前端的开口211伸入壳体21内，并与壳体21内的传动杆22固定并可拆卸连接。需要说明的是，在图2中，主板组件25的结构以及所在的物理位置，仅是示意，并不代表实际的结构和所在的物理位置。

如图2-图3所示，笔尖组件10包括笔尖外罩11、触点识别电极102、第二电极15和屏蔽电极14。其中，笔尖外罩11的前端形成笔尖101，触点识别电极102可以包括分体式的第一电极12和导接件13。第一电极12的前端固定于笔尖101的内壁面，第一电极12的后端与导接件13的前端131接触并电连接。

第二电极15呈管状设置并环绕于导接件13的外周侧，屏蔽电极14呈管状设置并环绕于导接件13的外壁面与第二电极15的内壁面之间。使得导接件13、屏蔽电极14和第二电极15由内至外相互嵌套。

通过在屏蔽电极14的内壁面与导接件13的外壁面之间，以及屏蔽电极14的外壁面与第二电极15的内壁面之间填充绝缘材料(例如塑料、橡胶等)，分别形成第一绝缘部16和第二绝缘部17，使得导接件13、第一绝缘部16、屏蔽电极14、第二绝缘部17和第二电极15形成一个一体化的电极组件103。且第一绝缘部16能够将屏蔽电极14与导接件13电隔离，第二绝缘部17能够将屏蔽电极14与第二电极15电隔离。或可理解为，屏蔽电极14的内壁面与导接件13的外壁面之间形成间隙并设置有第一绝缘部16，屏蔽电极14的外壁面与第二电极15的内壁面之间形成间隙并设置有第二绝缘部17。这样使得导接件13、屏蔽电极14和第二电极15之间能够通过第一绝缘部16和第二绝缘部17稳固配合，提升了一体化的电极组件103结构的强度和稳定性，且屏蔽电极14能够屏蔽导接件13发出电磁波信号，从而隔离导接件13与第二电极15之间的信号，进而避免导接件13发出的电磁波信号对第二电极15发出的电磁波信号产生干扰。

在一个实施方式中，第一绝缘部16的两端分别与屏蔽电极14的两端平齐，第二绝缘部17的两端分别与第二电极15的两端平齐。在其他可替代的实施方式中，第一绝缘部16的两端与屏蔽电极14的两端也可以不平齐，第二绝缘部17的两端与第二电极15的两端也可以不平齐。

在一个实施方式中，第一电极12、导接件13、屏蔽电极14和第二电极15可以采用导电材料(例如金属)制成。

在一个实施方式中，形成第一绝缘部16和第二绝缘部17的绝缘材料可以为塑料，并且导接件13、屏蔽电极14和第二电极15之间可以通过注塑工艺填充该塑料，以形成第一绝缘部16和第二绝缘部17。

本领域技术人员可以理解的是，第一绝缘部16和第二绝缘部17的作用在于对导接件13、屏蔽电极14和第二电极15之间进行电隔离，且将导接件13、屏蔽电极14和第二电极15稳固地结合成一体。因此，在其他可替代的实施方式中，第一绝缘部16和第二绝缘部17的材质也可以为绝缘胶，并且导接件13、屏蔽电极14和第二电极15之间也可以通过灌注绝缘胶，以形成第一绝缘部16和第二绝缘部17。

在一个实施方式中，电极组件103还可以包括环绕设置于第二电极15的后端152的外周侧的第三电极(图中未示出)，且第二电极15的外壁面与第三电极的内壁面之间设置有第三绝缘部(图中未示出)，以使得第二电极15与第三电极电隔离。第三电极可以用于接收触控屏3向电容笔1发出的信号，从而增加电容笔1与触控屏3之间交互方式，提升电容笔1与触控屏3之间交互的灵活度。

当然，本领域技术人员可以理解的是，在其他可替代的实施方式中，第三电极还可以采用其他设置方式，比如，第三电极与第二电极15在电容笔的轴线X方向上间隔设置，且第三电极环绕导接件13的外周侧设置，导接件13的外壁面与第三电极的内壁面之间设置有第三绝缘部，以使得导接件13与第三电极电隔离。

在一个实施方式中，导接件13的前端131、屏蔽电极14的前端141和第二电极15的前端151均容纳于笔尖外罩11内侧。在电容笔1的轴线X方向上，屏蔽电极14的前端141位于导接件13的前端131和第二电极15的前端151之间，且导接件13的前端131伸出于屏蔽电极14的前端141，使得导接件13、屏蔽电极14和第二电极15的前端呈阶梯状设置。此时，导接件13的前端131构成电极组件103的前端。

本领域人员可以理解的是，屏蔽电极14的作用在于屏蔽导接件13对第二电极15的信号干扰，因此仅需屏蔽电极14前端141伸出或平齐于第二电极15的前端151，且导接件13的前端131能够与第一电极12的后端接触并电连接。因此，在其他可替代的实施方式中，导接件13的前端131、屏蔽电极14的前端141和第二电极15的前端151也可以采用其他的相对位置关系，例如，屏蔽电极14的前端141与第二电极15的前端151呈平齐设置，导接件13的前端131伸出屏蔽电极14的前端141，并与第一电极12的后端接触并电连接。或者，导接件13的前端131与屏蔽电极14的前端141呈平齐设置，屏蔽电极14的前端141伸出第二电极15的前端151，且使得导接件13的前端131与第一电极12的后端接触并电连接。

同时，在电容笔1的轴线X方向上，屏蔽电极14的后端142位于导接件13的后端132和第二电极15的后端152之间，且导接件13的后端132伸出于屏蔽电极14的后端142，使得导接件13、屏蔽电极14和第二电极15的后端同样呈阶梯状设置。此时，导接件13的后端132构成电极组件103的后端。在其他实施方式中，导接件13、屏蔽电极14和第二电极15的后端也可以采用其他的相对位置关系，例如导接件13、屏蔽电极14和第二电极15的后端呈平齐设置，此时，导接件13、屏蔽电极14和第二电极15的后端共同构成电极组件103的后端。

在一个实施方式中，电极组件103中的导接件13后端132、屏蔽电极14后端142和第二电极15后端152均伸入传动杆22的内腔222中，且电极组件103的外壁面与传动杆22的内壁面之间形成有间隙，该间隙中灌注有流动胶，使得流动胶固化形成的胶体部23将电极组件103的后端固定于传动杆22的内壁面。由于电极组件103的各个电极的后端均伸入传动杆22的内腔222中，并与传动杆22的内壁面之间粘接固定，从而提升了电极组件103与传动杆22内壁面之间的粘接面积和粘接长度。从而使得电极组件103与传动杆22的内壁面之间不易产生松动或者脱离，且电极组件103不易偏离电容笔1的轴线X产生晃动或者产生弯曲变形。避免使用电容笔1时，电极组件103出现松动或晃动，影响使用者的输入体验。在其他可替代的实施方式中，电极组件103也可以采用其他固定方式与传动杆22固定连接，例如焊接固定，也可以仅将导接件13后端132和屏蔽电极14后端142伸入传动杆22的内腔222中，或仅将导接件13后端132伸入传动杆22的内腔222中。

进一步地，导接件13和第二电极15的后端通过导线24分别与主板组件25的控制电路电连接，使得主板组件25的控制电路能够分别向导接件13和第二电极15发射第一电信号和第二电信号。屏蔽电极14的后端142通过导线24与主板组件25的参考地电连接，从而起到屏蔽信号干扰的作用。在其他可替代的实施方式中，导接件13、屏蔽电极14和第二电极15的后端也可以通过其他方式与主板组件25电连接，例如，采用端口连接。

在使用电容笔1进行输入的过程中，主板组件25的控制电路能够持续向触点识别电极102的导接件13和第二电极15分别发出第一电信号和第二电信号，同时导接件13将第一电信号传输至位于笔尖101内壁面的第一电极12。此时，第一电极12和第二电极15能够持续向外分别发出电磁波信号。

在一个实施方式中，笔尖外罩11、第一电极12、导接件13、第二电极15和屏蔽电极14的中心线，均沿电容笔1的轴线X设置。在其他可替代的实施方式中，笔尖外罩11、第一电极12、导接件13、第二电极15和屏蔽电极14的中心线也可以偏离轴线X。

请参阅图4a和图4b，图4a为本申请实施例的电容笔与触控屏形成倾角使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的原理示意图，图4b为本申请实施例的电容笔垂直于触控屏使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的原理示意图。且图4a和图4b中仅示出了与触点位置识别原理直接相关的结构。

如图4a和图4b所示，触控屏3包括屏幕背板32和玻璃盖板31，当电容笔1的笔尖101靠近或接触触控屏3的表面时，笔尖101内的第一电极12与屏幕背板32之间存在绝缘物质(包括空气、笔尖外层111和玻璃盖板31等)。使得第一电极12、屏幕背板32和绝缘物质构成一个小电容。从而，笔尖101内的第一电极12和第一电极12发出的电磁波信号能够共同引起触控屏3的电容值变化，且触控屏3设置有感应装置(图中未示出)，该感应装置能够检测触控屏3上的电容值，从而获得电容量变化的曲线，如图4a和图4b中的电容坐标图所示，坐标图的曲线表示屏幕背板32不同位置的电容大小。且第一电极12与触控屏3的相对位置越近，则屏幕背板32感应到的电容值越大。因此，屏幕背板32中电容峰值的位置与第一电极12的相对位置最为接近。从而触控屏3将屏幕背板32中响应第一电极12发出的电磁波信号所产生的电容峰值的位置确定为第一感应位置A。

因此，触控屏3能够通过识别第一感应位置A间接识别到第一电极12与触控屏3的相对位置。且由于第一电极12设置于笔尖101的内壁面上，从而使得触控屏3感应到的第一感应位置A接近笔尖101的触点位置O。

同时，当电容笔1的笔尖101在不同倾角α下进行输入时，笔尖101与触控屏3的触点位置O位于玻璃盖板31的上表面，而触控屏3确定的第一感应位置A位于屏幕背板32的上表面，且第一感应位置A在玻璃盖板31的上表面上的投影与触点位置O接近甚至重合。此时，第一感应位置A均能够与笔尖101在不同倾角α下的触点位置O保持相对应的位置关系。进一步地，使得触控屏3能够根据倾角α的变化对第一感应位置A进行调整，得到具有最佳交互体验的显示位置，从而使得用户能够获得最佳的显示反馈，提升用户的交互体验。

在一个实施方式中，笔尖101内壁面的第一电极12为一体构件，包括构成第一电极12前端的感应部121和构成第一电极12后端的连接部122，其中感应部121呈半球状设置，且感应部121与笔尖101内壁面贴合的表面呈球面设置，感应部121与连接部122相接的表面呈平面设置，使得感应部121前端朝向各个方向发出的电磁波信号的强度较为均匀，从而使得屏幕背板32感应到的电容值变化曲线具有明显的峰值，有利于快速准确识别到第一感应位置A，且感应部121在各个角度下发出的电磁波信号，触控屏3识别到的第一感应位置A与感应部121的相对位置保持不变或基本保持不变，从而使得触控屏3能够根据倾角α的变化对第一感应位置A进行调整，得到具有最佳交互体验的显示位置。连接部122呈圆柱体杆状设置，并使得连接部122沿轴线X方向的投影位于感应部121沿轴线X方向投影的边界内。以使得连接部122的体积减小。从而减小连接部122发出的电磁波信号对感应部121发出的均匀强度的电磁波信号的干扰。提升感应部121发出的电磁波信号的稳定性，使得屏幕背板32感应到的电容值变化曲线保持稳定，提高触控屏3识别第一感应位置A的准确性和稳定性。

本领域技术人员可以理解的是，第一电极12的作用在于产生强度均匀的电磁波信号，使得触控屏3识别到的第一感应信号A的位置相对于触点位置O保持不变或基本不变。因此，在其他实施方式中，第一电极12也可以采用其他结构，例如，水滴状、球状等结构。

请参阅图5a和图5b，图5a为一种参考设计所提供的电容笔与触控屏形成倾角使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的结构示意图，图5b为一种参考设计所提供的电容笔垂直于触控屏使用时触控屏对电容笔笔尖的触点位置识别的结构示意图。如图5a和图5b所示，在参考设计中电容笔1’的第一电极12’呈圆台状并设置于笔尖101’的内壁面上，且第一电极12’前端的横截面积小于后端的横截面积，使得第一电极12’产生的电磁波信号的强度不均匀。此时，屏幕背板32’对第一电极12’感应的电容值变化曲线，如图5a和图5b中的电容坐标图所示。当电容笔1’垂直于触控屏3’使用时，屏幕背板32’能够识别到的电容曲线具有明显的峰值，使得触控屏3’能稳定识别到第一感应位置A’，且第一感应位置A’与笔尖101’的实际触点位置O’相互对应。然而当电容笔1’与触控屏3’形成倾角α’使用时，此时屏幕背板32’感应到的电容曲线较为平缓，难以快速准确识别到电容的峰值位置(即第一感应位置A’)，同时，此时的第一感应位置A’与笔尖101’的实际触点位置O’相互错位，说明此时第一感应位置A’与笔尖101’垂直时的第一感应位置A’之间产生了偏移，导致笔尖101’在相同触点位置O’，处于不同倾角α’时的第一感应位置A’偏移较大，从而使得触控屏3’难以根据第一感应位置A’并结合电容笔1’的倾角α’，去获得具有最佳交互体验的显示位置，从而降低了用户的交互体验。

请参阅图6，图6为本申请实施例的电容笔使用时触控屏对电容笔倾角识别的原理示意图，图6中仅示出了与电容笔倾角识别原理直接相关的结构。如图6所示，在电容笔1的使用过程中，电容笔1内的第二电极15和第二电极15发出的电磁波信号同样能够引起触控屏3的电容值变化，且触控屏3设置的感应装置(图中未示出)能够识别到触控屏3响应第二电极15所产生的电容量变化的曲线，如图6中的电容坐标图所示。因此，将屏幕背板32中响应第二电极15发出的电磁波信号所产生的电容峰值的位置确定为第二感应位置B。

当第二电极15发出的电磁波信号强度保持稳定时，第二电极15与屏幕背板32之间的距离能够影响第二感应位置B处的电容大小。而当第二电极15在电容笔1上的位置相对固定时，第二电极15与屏幕背板32之间的距离会随着电容笔1倾角α的变化而变化。同时，第二感应位置B的位置也会随着电容峰值的位置的变化而改变。从而通过构建电容笔1不同倾角α下对应的第二感应位置B处的电容值C的数据库。使得触控屏3能够通过识别到第二感应位置B处的电容值C，并在数据库进行匹配得到电容笔1的倾角α。在其他实施方式中，也可以通过计算得到电容笔1倾角α与第二感应位置B处的电容值C之间的函数关系，从而使得触控屏3能够通过识别第二感应位置B处的电容值C，并利用该函数关系计算得到电容笔1的倾角α。

请再次参阅图2，并结合图1予以理解，设置于壳体21内部的传动杆22采用管状结构，并且传动杆22的前端位于靠近壳体21开口211的位置，以便于与笔尖组件10伸入壳体21内的部分进行连接。传动杆22的后端(图中未示出)通过支撑件(图中未示出)稳固地将传动杆22固定于壳体21内壁面上，使得传动杆22与壳体21保持相对固定。并使传动杆22和壳体21的中心线均沿电容笔1的轴线X设置。从而当壳体21沿轴线X转动时，避免传动杆22发生偏心转动，降低传动杆22的稳定性。在其他实施方案中，传动杆22的中心线也可以偏离电容笔1的轴线X。

此外，传动杆22的后端设置有压力传感器(图中未示出)，压力传感器与主板组件25的通信模块电连接，用于对笔尖组件10传递至传动杆22的作用力(即笔尖101与触控屏3之间的压力值)进行检测，并将该压力值传递至主板组件25的通信模块，由主板组件25的通信模块向触控屏3发送压力值信息，使得触控屏3能够根据压力值即时作出压力反馈，改变触控屏3在第一感应位置A(如图4a所示)的显示效果，例如当压力值较大时，触控屏3可以显示的线条加粗或颜色加深的效果，当压力值较小时，触控屏3可以显示较细的线条或较浅的颜色。此种设计能够提供良好的压力反馈，增强电容笔1与触控屏3之间的交互体验。

本领域技术人员可以理解的是，传动杆22的主要作用在于连接笔尖组件10并传递笔尖组件10与触控屏3之间的作用力。因此，在其他实施方式中，传动杆22也可以采用其他具有足够强度并可以连接笔尖组件10的结构。例如，传动杆22可以为筒状结构，且传动杆22的开口处为传动杆22的前端，以便于与笔尖组件10伸入壳体21内的部分进行连接。

请再次参阅图3，并结合图2予以理解，笔尖外罩11的前端形成有球面状的笔尖101，以使得笔尖101在触控屏3上滑动时，保持顺滑的滑动手感，提升使用者的输入体验。在其他实施方式中，笔尖101也可以采用其他形状，例如弧面状。笔尖外罩11包括构成笔尖组件10外轮廓的笔尖外层111和设置于笔尖外层111内壁面的安装件112。其中，笔尖外层111前端的外壁面构成笔尖外罩11的前端，以使得笔尖外层111的前端形成笔尖101，且笔尖外层111可由不同材质的绝缘材料(例如橡胶、塑料)制造，使得由不同材质制成的笔尖外层111在触控屏3上进行滑动、输入时，能够产生不同的滑动、输入的手感(例如，笔尖101在触控屏3上滑动时的阻尼感，笔尖101与触控屏3碰撞时的点击感)。使得使用者仅需更换设置有不同材质笔尖外层111的笔尖外罩11，就能体验电容笔1多种不同的输入手感，以满足不同使用人员个性化的使用需求。

在一个实施方式中，安装件112中与笔尖外层111固定连接的部分为安装件112的前半段，安装件112中伸出笔尖外层111的部分为后半段。其中，安装件112的前半段的外壁面周向设置于笔尖外层111内壁面上，并与笔尖外层111一体成型设置，且安装件112前半段的内壁面周向围成圆台形的内腔，以使得电极组件103中的导接件13前端131、第二电极15前端151和屏蔽电极14前端141均容纳于安装件112前半段的内腔中。安装件112后半段的内壁面周向围成圆柱形的内腔。使得安装件112后半段的后端能够包裹传动杆22的外壁面，并与传动杆22固定并可拆卸连接。

本领域技术人员可以理解的是，安装件112作用在于形成内腔以容纳电极组件103的全部或部分，并且用于与传动杆22固定并可拆卸连接。因此，在其他可替代的实施方式中，安装件112也可以采用其他结构，同时，安装件112前半段的内腔也可以仅容纳电极组件103中的导接件13前端131。

进一步地，安装件112后端的内壁面设置有内螺纹113，传动杆22前端的外壁面具有与该内螺纹113相适配的外螺纹221，使得安装件112后端能通过螺纹连接固定并可拆卸地安装于传动杆22的前端。在其他实施方式中，安装件112后端也可以通过卡扣连接等其他连接方式与传动杆22的前端固定并可拆卸连接。

在使用过程中，由于笔尖外层111的笔尖101处经常与触控屏3发生摩擦，因此笔尖外层111的笔尖101处容易磨损，从而影响输入手感；或者电容笔1的笔尖101处受到冲击而损坏(如电容笔1跌落撞击笔尖101等情形)，导致不能正常书写。因此，笔尖外罩11属于耗材需要频繁更换，而笔尖外罩11与传动杆22固定并可拆卸连接的方式，使得使用者可以方便快捷地对笔尖外罩11自行进行更换。

此外，笔尖外罩11与传动杆22之间可拆卸固定连接的方式还能够便于使用者通过更换由不同材质的笔尖外层111制成的笔尖外罩11，使电容笔1能够实现多种不同手感的输入体验，从而满足使用人员在不同用途过程中的使用需求。例如，使用者在书写、绘画过程中采用质地较软的笔尖外层111制成的笔尖外罩11，以满足舒适的输入手感；或者使用者携带电容笔1外出使用时，采用质地较硬且耐磨的笔尖外层111制成的笔尖外罩11，以更好的保护笔尖外罩11，以免笔尖外罩11受损。

笔尖外罩11前端的内壁面还设置有第一电极12，其中第一电极12的前端嵌设于笔尖外层111前端的内壁面，第一电极12后端的侧壁面固定于安装件112前端的内壁面，且第一电极12后端的端面与导接件13的前端接触形成电连接。在一个实施方式中，第一电极12与笔尖外罩11通过注塑工艺一体成型设置。在其他可替代的实施方式中，第一电极12也可以通过粘接固定的方式固定于笔尖外罩11前端的内壁面中。

当笔尖外层111和第一电极12同时被严重磨损时，可以对笔尖外罩11和嵌入笔尖外罩11内的第一电极12同步更换。保证更换笔尖外罩11和第一电极12后的电容笔1能够获得最佳的输入体验。

本领域技术人员可以理解的是，第一电极12仅需设置于笔尖外罩11前端靠近笔尖101的位置，其目的在于，使得触控屏3识别到第一电极12的第一感应位置A(如图4a所示)更接近于笔尖101的实际位置，且使得第一电极12能够与笔尖外罩11同步地进行拆卸更换。因此，在其他实施方式中，第一电极12也可以采用其他与笔尖外罩11前端固定的方式，例如第一电极12的前端和侧壁均嵌入笔尖外层111的固定方式。

在其他可替代的实施方式中，为了保证笔尖外罩11内第一电极12与导接件13前端之间保持良好的接触。导接件13可以包括接触件(图中未示出)、弹性件(图中未示出)和导接件主体(图中未示出)，其中接触件构成导接件13前端，且接触件的后端嵌入导接件主体的内部并通过弹性件与导接件主体连接，使得弹性件对接触件施加一个朝向第一电极12方向的弹性力，从而保证接触件能够时刻与第一电极12接触形成电连接，避免导接件13前端与第一电极12之间分离而影响电容笔1的正常使用。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变形而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变形属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变形在内。

Claims (10)

1.一种用于电容笔的笔尖组件，其特征在于，包括：

笔尖外罩，所述笔尖外罩的前端形成笔尖；

触点识别电极，包括第一电极和导接件，所述第一电极的前端固定于所述笔尖的内壁面，所述第一电极的后端与所述导接件的前端接触并电连接；

第二电极，环绕设置于所述导接件的外周侧；

屏蔽电极，环绕设置于所述导接件的外壁面与所述第二电极的内壁面之间；其中，

通过在所述屏蔽电极的内壁面与所述导接件的外壁面之间、以及所述屏蔽电极的外壁面与所述第二电极的内壁面之间填充绝缘材料，分别形成第一绝缘部和第二绝缘部，使得所述导接件、所述第一绝缘部、所述屏蔽电极、所述第二绝缘部和所述第二电极形成一个一体化的电极组件；且所述第一绝缘部用于将所述屏蔽电极与所述导接件电隔离，所述第二绝缘部用于将所述屏蔽电极与所述第二电极电隔离；

所述电极组件的前端设置于所述笔尖外罩内侧，且所述导接件、所述屏蔽电极和所述第二电极的后端用于与主板组件电连接。

2.如权利要求1所述的笔尖组件，其特征在于，所述第一电极为一体构件，包括构成所述第一电极前端的感应部和构成所述第一电极后端的连接部，所述感应部与所述笔尖的内壁面贴合的表面呈球面设置，所述连接部沿笔尖组件的轴线方向的投影位于所述感应部沿笔尖组件的轴线方向投影的边界内。

3.如权利要求2所述的笔尖组件，其特征在于，所述感应部呈半球状设置，所述连接部呈杆状设置，且所述连接部的前端位于所述感应部后端端面的中心位置。

4.如权利要求1所述的笔尖组件，其特征在于，在笔尖组件的轴线方向上，所述屏蔽电极的前端伸出所述第二电极的前端；所述导接件的前端伸出所述屏蔽电极的前端或者与所述屏蔽电极的前端平齐。

5.如权利要求1所述的笔尖组件，其特征在于，在笔尖组件的轴线方向上，所述屏蔽电极的后端位于所述导接件的后端与所述第二电极的后端之间，且所述导接件的后端伸出所述屏蔽电极的后端，且所述电极组件的后端用于固定于外部构件。

6.如权利要求1所述的笔尖组件，其特征在于，所述绝缘材料为塑料，且所述第一绝缘部和所述第二绝缘部是通过注塑工艺形成的。

7.如权利要求1～6任一项所述的笔尖组件，其特征在于，所述笔尖外罩包括形成所述笔尖的笔尖外层，以及设置于所述笔尖外层内壁面的安装件，所述安装件的内侧用于容纳所述电极组件的前端，且所述安装件用于固定并可拆卸地连接于外部构件。

8.一种电容笔，包括电容笔主体，其特征在于，还包括权利要求1～7中任一项所述的笔尖组件。

9.如权利要求8所述的电容笔，其特征在于，所述电容笔主体包括壳体，以及设置于所述壳体内的主板组件和传动杆；

所述笔尖外罩的后端伸入所述壳体内部，并与所述传动杆固定并可拆卸连接，所述电极组件中所述导接件、所述屏蔽电极和所述第二电极的后端均伸入所述传动杆的内腔，并与所述传动杆的内壁面固定连接；且所述导接件、所述屏蔽电极和所述第二电极的后端分别与所述主板组件电连接；

所述传动杆的后端设置有压力传感器，所述压力传感器与所述主板组件电连接，并用于检测由所述笔尖外罩传递至所述传动杆的作用力。

10.如权利要求9所述的电容笔，其特征在于，所述电极组件伸入所述传动杆内腔的部分与所述传动杆的内壁面之间留有间隙，所述间隙内填充设置有流动胶，使得所述流动胶固化形成的胶体部将所述电极组件伸入所述传动杆内腔的部分固定于所述传动杆的内壁面。

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