本發(fā)明涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種主動式觸控筆和觸控顯示裝置。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的電容屏主動筆，需要額外的電池供電發(fā)射信號，并需要單獨的壓力傳感器測量書寫時筆頭收到的壓力，當壓力不同時，壓力傳感器反饋給信號發(fā)射電路不同的信號，進而信號發(fā)射電路會發(fā)射不同的訊號給電容觸摸屏，最終系統(tǒng)顯示為不同粗細的筆跡?，F(xiàn)有的主動筆需要采用壓力傳感器以及信號發(fā)射電路，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；另外現(xiàn)有主動筆都需要額外的電池進行供電，不能達到節(jié)能環(huán)保的作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種主動式觸控筆和觸控顯示裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中需要額外的電池供電發(fā)射信號，需要采用壓力傳感器和信號發(fā)射電路，并需要采用額外的電池進行供電，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不能達到節(jié)能環(huán)保的作用的問題。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種主動式觸控筆，包括由導(dǎo)電材料制成的筆頭、由導(dǎo)電材料制成的筆身、由絕緣材料制成的絕緣單元以及由壓電材料制成的壓電塊；

所述筆身包括一容納腔，所述筆頭設(shè)置于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電塊，包括相對設(shè)置的第一極化面和第二極化面，設(shè)置于所述筆身和所述筆頭之間，用于將所述壓電塊的第二極化面受到的壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號，并將該電壓信號通過所述筆頭傳出；

所述第一極化面與所述筆身電連接，所述第二極化面與所述筆頭電連接；

所述絕緣單元，設(shè)置于所述筆頭和所述筆身之間，以使得所述筆頭和所述筆身絕緣。

實施時，所述壓電塊為壓電陶瓷塊。

實施時，所述壓電塊的第一極化面固定連接于所述筆身的容納腔的腔體末端。

實施時，所述筆頭具有相對設(shè)置的第一端與第二端，所述第一端為尖端，所述第二端為平面端；

所述筆頭的第二端設(shè)置于所述容納腔內(nèi)，所述壓電塊的第二極化面固定連接于所述筆頭的第二端。

實施時，所述第一極化面和所述第二極化面都為平面；所述第一極化面和所述第二極化面之間的角度小于預(yù)定角度。

實施時，所述筆頭的第二極化面受到的壓力的方向與所述第二極化面的平面方向相垂直。

實施時，所述第一極化面和所述第二極化面平行。

本發(fā)明還提供了一種觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板，還包括上述的主動式觸控筆。

實施時，本發(fā)明所述的觸控顯示裝置還包括：觸控單元，用于接收所述筆頭傳出的電壓信號，根據(jù)該電壓信號確定所述主動式觸控筆在所述觸控顯示面板上的筆跡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的主動式觸控筆和觸控顯示裝置節(jié)省了壓力傳感器以及信號發(fā)射電路，沒有單獨的壓力傳感器測量書寫時筆頭收到的壓力，結(jié)構(gòu)簡單，成本低；并且，本發(fā)明實施例所述的主動式觸控筆不需額外采用電池供電，利用壓電效應(yīng)提供電能，能夠達到節(jié)能環(huán)保的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所述的主動式觸控筆的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明所述的主動式觸控筆的一具體實施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明如圖2所示的主動式觸控筆的具體實施例中的壓電陶瓷塊的壓電效應(yīng)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明實施例所述的主動式觸控筆包括由導(dǎo)電材料制成的筆頭11、由導(dǎo)電材料制成的筆身12、由絕緣材料制成的絕緣單元13以及由壓電材料制成的壓電塊14；

所述筆身12包括一容納腔，所述筆頭11設(shè)置于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電塊14，包括相對設(shè)置的第一極化面141和第二極化面142，設(shè)置于所述筆身12和所述筆頭11之間，用于將所述壓電塊14的第二極化面142受到的壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號，并將該電壓信號通過所述筆頭11傳出；

所述第一極化面141與所述筆身12電連接，所述第二極化面142與所述筆頭11電連接；

所述絕緣單元13，設(shè)置于所述筆頭11和所述筆身12之間，以使得所述筆頭11和所述筆身12絕緣。

在如圖1所示的實施例中，所述壓電塊14的第一極化面141與所述筆身12電連接，所述壓電塊14的第二極化面142與所述筆頭11電連接，所述筆頭11和所述筆身12都是由導(dǎo)電材料制成的，以使得在所述壓電塊14受到擠壓時產(chǎn)生極化，第一極化面141和第二極化面142之間形成電勢差；所述筆頭11受到壓力的大小決定了壓電塊14產(chǎn)生的電勢差的大小，通過電容屏感應(yīng)到信號強度的差異衡量書寫力度的大小。

在圖1所示的實施例中，所述絕緣單元13用于使得筆頭11和筆身12絕緣，從而避免由于導(dǎo)電的筆頭11和筆身12接觸從而使得所述壓電塊14受到壓力而產(chǎn)生的電勢差被抵消。

本發(fā)明實施例所述的主動式觸控筆相比較現(xiàn)有的主動觸控筆來說節(jié)省了壓力傳感器以及信號發(fā)射電路，沒有采用單獨的壓力傳感器測量書寫時筆頭收到的壓力，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。

本發(fā)明實施例所述的主動式觸控筆利用書寫時筆尖傳遞的壓力引發(fā)壓電塊的壓電效應(yīng)，以產(chǎn)生電勢差，根據(jù)該電勢差相應(yīng)發(fā)射信號；并且利用不同書寫力度下產(chǎn)生電勢差不同，發(fā)射信號的強度有差異，從而實現(xiàn)力度感知功能，控制書寫筆跡粗細。

本發(fā)明實施例所述的主動觸控筆相當于一個加強信號的細手指，成本低；并且，本發(fā)明實施例所述的主動式觸控筆不需額外采用電池供電，利用壓電效應(yīng)提供電能，能夠達到節(jié)能環(huán)保的效果。

在實際操作時，所述壓電塊可以為任何具有壓電效應(yīng)的由壓電材料的塊狀體。

在優(yōu)選情況下，由于壓電陶瓷塊的壓電效應(yīng)比較強，并且硬度比較高，所述壓電塊優(yōu)選為壓電陶瓷塊。

在具體實施時，在如圖1所示的主動觸控筆的實施例中，所述壓電塊的第一極化面可以固定連接于所述筆身的容納腔的腔體末端，這樣壓電塊和筆身就固定連接在一起，使用時的穩(wěn)定性好。

根據(jù)一種具體實施方式，所述筆頭具有相對設(shè)置的第一端與第二端，所述第一端為尖端，所述第二端為平面端；

所述筆頭的第二端設(shè)置于所述容納腔內(nèi)，所述壓電塊的第二極化面固定連接于所述筆頭的第二端，這樣壓電塊和筆頭也固定連接在一起，進一步加強主動觸控筆使用時的穩(wěn)定性。

在實際操作時，所述第一極化面和所述第二極化面可以都為平面；所述第一極化面和所述第二極化面之間的角度小于預(yù)定角度。

在最優(yōu)選的情況下，第一極化面和第二極化面平行，此時壓電塊的壓電效應(yīng)最強，但是實際制造時可能不會做到兩極化面完全平行，因此本發(fā)明實施例所述的主動觸控筆限定第一極化面和第二極化面之間的角度小于預(yù)定角度，可以保證壓感準確性。在實際操作時，所述預(yù)定角度可以為179°至181°。

在優(yōu)選情況下，所述筆頭的第二極化面受到的壓力的方向與所述第二極化面的平面方向相垂直，這樣壓感準確度高。

優(yōu)選的，所述第一極化面和所述第二極化面平行，以提高壓感效應(yīng)效果。

下面通過一具體實施例來說明本發(fā)明所述的主動觸控筆。

如圖2所示，本發(fā)明所述的主動式觸控筆的一具體實施例包括由導(dǎo)電材料制成的筆頭21、由導(dǎo)電材料制成的筆身22、由絕緣材料制成的絕緣套23以及由壓電材料制成的壓電陶瓷塊24；

所述筆身22包括一容納腔，所述筆頭21設(shè)置于所述容納腔內(nèi)；

所述壓電陶瓷塊24，包括相對設(shè)置的相互平行的第一極化面241和第二極化面242，設(shè)置于所述筆身22和所述筆頭21之間，用于將所述壓力陶瓷塊24的第二極化面242受到的壓力轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號，并將該電壓信號通過所述筆頭21傳出；

所述第一極化面241與所述筆身22電連接，所述第二極化面242與所述筆頭21電連接；

所述絕緣套23，設(shè)置于所述筆頭21和所述筆身22之間，以使得所述筆頭21和所述筆身22絕緣。

在圖2所示的主動式觸控筆的具體實施例中，所述筆身22具有一個用于裝配絕緣套23、壓電陶瓷塊24以及筆頭21的容納腔；所述絕緣套23緊貼筆身22容納腔內(nèi)部裝配，將筆身22與筆頭21隔絕接觸；

所述壓電陶瓷塊24具有兩個與極化方向垂直的粘貼面，其中一粘貼面與筆頭21的平面末端粘貼牢固，另一粘貼面與筆身22的容納腔的腔體末端粘貼連接。

如圖3所示，當用戶使用如圖3所示的主動式觸控筆進行書寫時，筆頭21將受到的壓力F傳遞給壓電陶瓷塊24，壓電陶瓷塊24受到擠壓產(chǎn)生極化，壓電陶瓷極化后接觸面聚集與極化相反極性的電荷，在第一極化面241和第二極化面242之間形成電勢差。

所述筆頭21受到壓力的大小決定壓電陶瓷塊24產(chǎn)生的電勢差的大小，通過電容屏感應(yīng)到信號強度的差異衡量書寫力度的大小。

如圖3所示，壓電陶瓷塊24的極化方向的壓電常數(shù)為d₃₃，根據(jù)壓電陶瓷塊的壓電效應(yīng)公式：d₃₃×F＝K×U，K為比例常數(shù)，可知書寫時的壓力F與產(chǎn)生的電勢差U成正比關(guān)系，當書寫力越大時筆頭與電容屏之間的電勢差越大，這樣電容屏感應(yīng)到的信號變化量越大，借此可以衡量書寫的力度，進而改變屏幕顯示筆跡的粗細。

本發(fā)明實施例所述的觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板，還包括上述的主動式觸控筆。

具體的，本發(fā)明實施例所述的觸控顯示裝置還包括：觸控單元，用于接收所述筆頭傳出的電壓信號，根據(jù)該電壓信號確定所述主動式觸控筆在所述觸控顯示面板上的筆跡；由觸控單元接收筆頭傳出的電壓信號，以決定顯示面板上筆跡的粗細。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。