电容耦合触控阵列及触控笔的制作方法

1.本实用新型涉及触控的技术领域，尤其是指一种电容耦合触控阵列及触控笔。


背景技术：

2.随着科技的发展，常见的电子装置例如笔记本电脑、平板电脑、智能手机或一体成型台式电脑(aio)已成为现代人不可或缺的工具。近年来，作为用于在电子设备的面板上进行手写输入的输入装置，逐渐开始使用电磁感应方式或静电电容方式等各种方式的触控笔，其中之一是主动静电方式的触控笔。
3.所谓主动静电方式的触控笔也称为：主动式触控笔，能够利用为了进行手指检测而在触摸面板内准备的电极来检测触控笔的存在、位置，通过与上述电极的静电耦合来对位置检测装置内的传感器控制器发送信号的方式构成，最终所述传感器控制器通过对该信号进行检测来检测触控笔的存在、位置。由于可以精准地控制在触控显示屏幕上的触控点，因此主动式触控笔变得越来越被使用者青睐。
4.现有的主动式触控笔布线方式较复杂，如中国发明专利cn111708445a公开了一种主动式触控笔，其包括一触控笔本体及一触控传感器，该触控笔本体包括一第一电极以及笔身，该第一电极用以发射信号，该笔身沿着一第一方向延伸，该触控传感器设置在该笔身上，该触控传感器包括多行电极沿该第一方向延伸，相邻的两行电极之间具有一第一间隙，每一行电极包括一第一感测电极及一第二感测电极，该第一感测电极沿着该第一方向的第一端具有一缺口形成一凹入区域，该第二感测电极沿着该第一方向的第二端具有一凸出部，该凸出部延伸至该凹入区域，该凸出部与该缺口之间具有第二间隙，该第二间隙的宽度小于该第一间隙的宽度。上述将电极布置在笔尖上，由于笔尖一般较细，因此导致加工精度高，效率低，成本大。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中加工困难，且施工效率低的问题，从而提供一种易加工，且成本低的电容耦合触控阵列及触控笔。
6.为解决上述技术问题，本实用新型的一种电容耦合触控阵列，包括：软性体，所述软性体呈笔状，包括底层，绝缘层和顶层，且所述绝缘层位于顶层和底层之间；其中所述底层沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线，且多条电容驱动线之间相互平行；所述顶层设有与所述电容驱动线延伸方向相互交叉的电容感应线。
7.在本实用新型的一个实施例中，所述电容感应线的数量为多个，且所述电容感应线包括感应线以及与所述感应线相连的引出线，所述感应线的延伸方向与所述电容驱动线的延伸方向相互垂直。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述感应线之间的距离相等。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述电容感应线的数量为1个，沿所述顶层的笔尖方向螺旋环绕，且使所述顶层上的部分段感应线相互平行。
10.在本实用新型的一个实施例中，沿所述顶层向笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小。
11.本实用新型还提供了一种电容耦合触控阵列，包括：软性体，所述软性体呈笔状，包括底层，绝缘层和顶层，且所述绝缘层位于顶层和底层之间；其中所述底层沿笔状的延伸方向设有电容驱动线，且电容驱动线沿所述底层的笔尖方向螺旋环绕；所述顶层沿笔状的延伸方向设有与所述电容驱动线延伸方向相互交叉的电容感应线，且沿所述顶层的笔尖方向螺旋环绕。
12.在本实用新型的一个实施例中，电容驱动线沿所述底层的笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小。
13.在本实用新型的一个实施例中，电容感应线沿所述顶层的笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小。
14.本实用新型还提供了一种触控笔，包括上述一项所述的电容耦合触控阵列。
15.在本实用新型的一个实施例中，还包括电容感应电路，所述电容感应电路与所述电容耦合触控阵列相连。
16.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
17.本实用新型所述的电容耦合触控阵列及触控笔，包括软性体，所述软性体呈笔状，方便用户使用，所述软性体包括底层，绝缘层和顶层，且所述绝缘层位于顶层和底层之间，从而有利于保证顶层上的电极与底层上的电极之间相互绝缘；其中所述底层沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线，且多条电容驱动线之间相互平行；所述顶层30设有与所述电容驱动线延伸方向相互交叉的电容感应线，由于多条电容驱动线和电容感应线均布设在笔身上，线路交叉的部分产生的寄生电容变化可以识别所述软性体的曲度以及弯曲方向等姿态感应，从而可以精准地控制在触控显示屏幕上的触控点，由于整个布线都集中在笔身上，不但制作简单，而且易加工，有效提高制作效率，降低了成本。
附图说明
18.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
19.图1是本实用新型电容耦合触控阵列的第一种布线示意图；
20.图2是本实用新型电容耦合触控阵列的第一种分解示意图；
21.图3是本实用新型电容耦合触控阵列的第二种布线示意图；
22.图4是本实用新型电容耦合触控阵列的第二种分解示意图；
23.图5是本实用新型电容耦合触控阵列的第三种布线示意图；
24.图6是本实用新型电容耦合触控阵列的第三种分解示意图；
25.图7是本实用新型触控笔的一种实施例；
26.图8是本实用新型触控笔的另一种实施例。
27.说明书附图标记说明：10-软性体；20-底层；21-电容驱动线；30-顶层；31-电容感应线；311-感应线；312-引出线。
具体实施方式
28.实施例一
29.如图1至图6所示，本实施例提供一种电容耦合触控阵列，包括软性体10，所述软性体10呈笔状，包括底层20，绝缘层和顶层30，且所述绝缘层位于顶层30和底层20之间；其中所述底层20沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线21，且多条电容驱动线之间相互平行；所述顶层30设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的电容感应线31。
30.本实施例所述电容耦合触控阵列，包括软性体10，所述软性体10呈笔状，方便用户使用，所述软性体10包括底层20，绝缘层和顶层30，且所述绝缘层位于顶层30和底层20之间，从而有利于保证顶层30上的电极与底层20上的电极之间相互绝缘；其中所述底层20沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线21，且多条电容驱动线之间相互平行；所述顶层30设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的电容感应线31，由于多条电容驱动线21和电容感应线31均布设在笔身上，线路交叉的部分产生的寄生电容变化可以识别所述软性体10的曲度以及弯曲方向等姿态感应，从而可以精准地控制在触控显示屏幕上的触控点，由于整个布线都集中在笔身上，不但制作简单，而且易加工，有效提高制作效率，降低了成本。
31.由于所述电容驱动线21和电容感应线31在软性体10上不同的布线方式会导致在不同位置弯曲造成的感应量不同，因此下面详细介绍不同的布设方式。
32.第一种方式：
33.如图1和图2所示，所述底层20沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线21，且多条电容驱动线21之间相互平行；所述顶层30设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的多个电容感应线31。具体地，所述电容感应线31包括感应线311以及与所述感应线311相连的引出线312，所述感应线311的延伸方向与所述电容驱动线21的延伸方向相互垂直。当触碰所述电容驱动线21和所述电容感应线31的交叉位置处会产生电容耦合触控信号，所述感应线311之间的距离相等，此时，垂直弯折处产生的寄生电容变化用于确认弯折方向；水平弯折处产生的寄生电容变化用于确认弯折处位置。也就是说：当所述电容耦合触控阵列发生弯折时，弯折处由于软性体10形变的关系，造成弯折处附近的交叉两线之间的距离变近，因此产生的寄生电容的容值发生改变，从而可以确认弯折处位置。
34.第二种方式：
35.如图3和图4所示，所述底层20沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线21，且多条电容驱动线21之间相互平行；所述顶层30设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的1个电容感应线31。具体地，所述电容感应线31沿所述顶层30的笔尖方向螺旋环绕，且使所述顶层30上的部分段感应线相互平行。当触碰所述电容驱动线21和所述电容感应线31的交叉位置处会产生电容耦合触控信号，沿所述顶层30向笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小，此时，垂直弯折处产生的寄生电容变化用于确认弯折方向；水平弯折处根据部分段感应线之间密度分布的不同产生不同的寄生电容变化，从而用于确认弯折处位置。也就是说：当所述电容耦合触控阵列发生弯折时，弯折处由于软性体10形变的关系，造成弯折处附近的交叉两线之间的距离变近，因此产生的寄生电容的容值发生改变，从而可以确认弯折处位置。
36.实施例二
37.本实施例也提供了一种电容耦合触控阵列，其在实施例一的基础上作出了改进，
下面详细说明：
38.如图5和图6所示，本实施例所述的电容耦合触控阵列，包括：软性体10，所述软性体呈笔状，包括底层20，绝缘层和顶层30，且所述绝缘层位于顶层30和底层20之间；其中所述底层20沿笔状的延伸方向设有电容驱动线21，且电容驱动线21沿所述底层20的笔尖方向螺旋环绕；所述顶层30沿笔状的延伸方向设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的电容感应线31，且沿所述顶层30的笔尖方向螺旋环绕。
39.本实施例所述的电容耦合触控阵列，包括：软性体10，所述软性体呈笔状，方便用户使用，所述软性体10包括底层20，绝缘层和顶层30，且所述绝缘层位于顶层30和底层20之间，从而有利于保证顶层30上的电极与底层20上的电极之间相互绝缘；其中所述底层20沿笔状的延伸方向设有电容驱动线21，且电容驱动线21沿所述底层20的笔尖方向螺旋环绕；所述顶层30沿笔状的延伸方向设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的电容感应线31，且沿所述顶层30的笔尖方向螺旋环绕，其中弯折方向可以通过辅助装置如传感器辅助侦测，而水平弯折处根据不同密度产生不同的寄生电容变化，就可以确认弯折处位置，从而可以精准地控制在触控显示屏幕上的触控点，由于整个布线都集中在笔身上，不但制作简单，而且易加工，有效提高制作效率，降低了成本。
40.本实施例中，所述底层20沿笔身的延伸方向设有1条电容驱动线21；所述顶层30设有与所述电容驱动线21延伸方向相互交叉的1个电容感应线31。具体地，所述电容感应线31沿所述顶层30的笔尖方向螺旋环绕，且使所述顶层30上的部分段感应线相互平行。当触碰所述电容驱动线21和所述电容感应线31的交叉位置处会产生电容耦合触控信号，沿所述顶层30向笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小，此时，弯折方向可以通过辅助装置如传感器辅助侦测；水平弯折处根据部分段感应线之间密度分布的不同产生不同的寄生电容变化，从而用于确认弯折处位置。也就是说：当所述电容耦合触控阵列发生弯折时，弯折处由于软性体10形变的关系，造成弯折处附近的交叉两线之间的距离变近，因此产生的寄生电容的容值发生改变，从而可以确认弯折处位置。
41.实施例三
42.本实施例也提供了一种触控笔，其包括实施例一或实施例二所述的电容耦合触控阵列。
43.本实施例所述的触控笔，由于包括实施例一或者实施例二所述的电容耦合触控阵列，因此实施例一或者实施例二具有的优点，本实施例也全部具有。
44.如图7所示，本实施例所述的触控笔还包括电容感应电路，所述电容感应电路与所述电容耦合触控阵列相连。其中所述电容感应电路包括互感电容感应电路以及自感电容感应电路。
45.所述互感电容感应电路使用两个电容，一个为发送电极、一个为接收电极，tx引脚提供数字电压，并测量rx引脚上所接收到的电荷，在rx电极上接收到的电荷与两个电极间的互电容成正比，当所述触控笔置放在tx和rx电极间时，互电容降低，因此rx电极上接收到的电荷也会降低。由此通过检测rx电极上的电荷检测是否存在触摸状态。
46.所述互感包括但不限于绝对值扫描，差分扫描或编码扫描。
47.如图8所示，所述自感电容感应电路使用一个引脚，并测量该引脚和电源地之间的电容。即：驱动与传感器相连的引脚上的电流，由于将触控笔放在传感器上，其系统的电容
会增加，因此其电压也会增加，通过实测电压的变化即可检测是否有触控笔进行触摸。
48.另外，本发明还可以利用所有脚位等电位共同驱动的方式进行防水感应。
49.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种电容耦合触控阵列，其特征在于，包括：软性体，所述软性体呈笔状，包括底层，绝缘层和顶层，且所述绝缘层位于顶层和底层之间；其中所述底层沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线，且多条电容驱动线之间相互平行；所述顶层设有与所述电容驱动线延伸方向相互交叉的电容感应线。2.根据权利要求1所述的电容耦合触控阵列，其特征在于：所述电容感应线的数量为多个，且所述电容感应线包括感应线以及与所述感应线相连的引出线，所述感应线的延伸方向与所述电容驱动线的延伸方向相互垂直。3.根据权利要求2所述的电容耦合触控阵列，其特征在于：所述感应线之间的距离相等。4.根据权利要求1所述的电容耦合触控阵列，其特征在于：所述电容感应线的数量为1个，沿所述顶层的笔尖方向螺旋环绕，且使所述顶层上的部分段感应线相互平行。5.根据权利要求4所述的电容耦合触控阵列，其特征在于：沿所述顶层向笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小。6.一种电容耦合触控阵列，其特征在于，包括：软性体，所述软性体呈笔状，包括底层，绝缘层和顶层，且所述绝缘层位于顶层和底层之间；其中所述底层沿笔状的延伸方向设有电容驱动线，且电容驱动线沿所述底层的笔尖方向螺旋环绕；所述顶层沿笔状的延伸方向设有与所述电容驱动线延伸方向相互交叉的电容感应线，且沿所述顶层的笔尖方向螺旋环绕。7.根据权利要求6所述的电容耦合触控阵列，其特征在于：电容驱动线沿所述底层的笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小。8.根据权利要求6所述的电容耦合触控阵列，其特征在于：电容感应线沿所述顶层的笔尖方向螺旋环绕时，部分段感应线之间的距离逐渐变小。9.一种触控笔，其特征在于：包括权利要求1-8任意一项所述的电容耦合触控阵列。10.根据权利要求9所述的触控笔，其特征在于：还包括电容感应电路，所述电容感应电路与所述电容耦合触控阵列相连。

技术总结
本实用新型涉及一种电容耦合触控阵列及触控笔,包括：软性体，所述软性体呈笔状，包括底层，绝缘层和顶层，且所述绝缘层位于顶层和底层之间；其中所述底层沿笔身的延伸方向设有多条电容驱动线，且多条电容驱动线之间相互平行；所述顶层设有与所述电容驱动线延伸方向相互交叉的电容感应线。本实用新型制作简单，而且易加工，有效提高制作效率，降低了成本。降低了成本。降低了成本。


技术研发人员：林基焜
受保护的技术使用者：苏州瀚瑞微电子有限公司
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/7/27