[发明专利]主动式电容笔

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容笔，更具体的涉及一种主动式电容笔。

背景技术

电容式触摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人体的电流感应进行工作的。电容屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物)，最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层用作工作面，四个角引出四个电极，内层ITO为屏层以保证工作环境。当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指吸收走一个很小的电流，这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，得出位置。此方法可以达到99％的精确度，具备小于3ms的响应速度。

随着电容式触摸屏的普及，开始出现了电容笔，即利用导体材料模仿人体(通常是手指)完成人机对话的一种辅助装置。当前，已存在各种电容笔技术，如2012年6月Atmel公司发布的主动式电容笔方案等，主动式电容笔内部有传感器，会主动探测电容屏内信号，从而给出反应信号，其笔尖可以很细，就像示波器的探头一样，将信号耦合到电容笔内部的处理单元。然而现有的主动式电容笔需要人手直接接触笔体，在寒冷天气时，若用户佩戴手套，则不能实现对触摸屏的操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动式电容笔，以在人手没有直接接触笔体时仍能实现对触摸屏的操作。

为实现上述目的，本发明提供了一种主动式电容笔，包括笔壳、电池、电路板以及触控笔头，所述电池及所述触控笔头均与所述电路板连接，所述电路板和所述电池设置于所述笔壳内，其中所述电路板上设置有相互连接的天线接收单元和信号处理单元，所述天线接收单元接收周边电子设备的干扰信号并输入至所述信号处理单元，所述信号处理单元对所述干扰信号进行处理后生成与所述干扰信号对应的驱动信号，所述触控笔头将所述驱动信号耦合至所述电子设备的电容屏以干扰所述电容屏从而确定触控位置。

与现有技术相比，本发明主动式电容笔通过天线接收单元接收周边电子设备的干扰信号，然后信号处理单元对干扰信号进行处理后生成与干扰信号对应的驱动信号，之后触控笔头将驱动信号耦合至电子设备的电容屏来干扰电容屏从而可以确定触控位置，由于主动式电容笔是通过天线接收电子设备的干扰信号的，从而在人手没有直接接触电容笔(如在寒冷天气人手戴着手套使用主动式电容笔)时，仍然可以实现对电容屏的触控操作。

较佳地，所述信号处理单元包括比较放大器U1、U2、电阻R1、R2以及电容C1、C2、C3、C4，所述比较放大器U1的反相输入端与所述电容C1及电容C2的一端连接，所述比较放大器U1的反相输入端和输出端之间连接有所述电容C3，所述比较放大器U1的输出端通过所述电阻R1与所述比较放大器U2的反相输入端连接，所述比较放大器U2的反相输入端和输出端之间连接有所述电阻R2，所述比较放大器U2的输出端通过所述电容C4与所述C2的另一端连接，所述比较放大器U1和所述比较放大器U2的同相输入端接地。

较佳地，所述天线接收单元包括至少两接收天线，且所述接收天线中的至少一者与所述比较放大器U1的反相输入端连接。

较佳地，所述天线接收单元包括开关按键Key和两接收天线ANT1、ANT2，所述接收天线ANT1和ANT2之间连接所述开关按键Key，所述接收天线ANT1与 所述电容C1的另一端连接。

较佳地，所述天线接收单元还包括接收天线ANT3，所述信号处理单元还包括电容C5，所述电容C5的一端与所述比较放大器U2的反向输入端连接，所述电容C5的另一端与所述接收天线ANT3连接。

较佳地，所述主动式电容笔还包括单键触发键，所述笔壳上设置有供所述单键触发键伸出所述笔壳的开口。

较佳地，所述电路板上还设置有充电单元和电源及单键触发单元。

较佳地，所述充电单元包括USB接口J1、电阻R3、R4、R5、电容C6、芯片S52A以及发光二极管LED1，所述USB接口J1的脚1与所述电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C6、所述发光二极管LED1的阳极以及所述芯片S52A的脚4连接，所述发光二极管LED1的阴极与所述电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端与所述芯片S52A的脚1连接，所述芯片S52A的脚6通过所述电阻R4接地，所述芯片S52A的脚3输出电源VCC，所述USB接口J1的脚4接地，所述电容C6的另一端以及所述芯片S52A的脚2接地。

较佳地，所述电池为锂电池。