[发明专利]可变电容器及使用可变电容器的位置指示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变电容器和利用该可变电容器来测量输入压力的位置指示器。

背景技术

近年来，坐标输入设备已经作为输入设备应用于个人电脑上。坐标输入设备包括一个类似于笔的位置指示器和具有输入界面的位置检测设备，在这个设备中输入操作就是定位操作，手写特征输入操作或者手绘输入操作通过使用位置指示器来实现，其中压力测量装置是位置指示器的一部分。压力测量装置一般包括可变电容器和处理电路，其中可变电容器包括一个与绝缘体表面相贴的电极和另一个带有校正功能的电极。现有公开的大部分实现笔压测量的可变电容器都是采用给其中用导电橡胶制成的电极(即带有校正功能的电极)施加一定压力，改变电极对的正对面积，从而改变电容值，引起电路特性变化，并由此来测量压力大小。

图1是现有技术的位置指示器的压力输入装置的可变电容器的结构图。如图1所示，现有技术中的压力输入装置的可变电容器包括横向设置的两个相对的电极3’和4’，其中，上部的电极3’通过导电杆2’与处理器(未示出)连接，而下部的电极4’通过导电杆1’与处理器连接，电极4’是可变形的，一般由导电橡胶制成。在两个电极3’和4’之间设置有绝缘介质5’，在电极4’和绝缘介质5’之间还设置有金属环6’。图2是现有技术的位置指示器的压力输入装置受到压力时的结构示意图，在图2中，当笔头8’通过金属片7’对电极4’施加压力时，电极4’凸入金属环6’中，并与绝缘介质5’相接触。压力的大小会改变电极对的正对面积，引起电容值的变化，处理器根据电路特性变化推导出压力大小。

但上述现有技术存在如下问题：首先压力的大小无法直接获得，只能粗略地估算出压力大小，这是因为导电橡胶材料形变无法与压力形成严格的对应关系；其次在无压力状态下，笔头会出现“漏水”或者笔“不出水”的现象。所谓“漏水”，是指由于装配或者生产工艺差异的原因，没有压力的情况下，导电橡胶电极与和极板间的绝缘体已经接触，与导电杆接触构成了可变电容充放电电路，从而获得了压力值；笔“不出水”是指如果笔头给予一定压力，活动电极与绝缘体介质接触而没有与接线柱接触，虽然有正对面积为S，但是充放电电路没有连通，压力值无法测量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可变电容器和使用该可变电容器来测量输入压力的位置指示器。

本发明的可变电容器，包括：电容器壳体；设置在壳体内的绝缘介质，其具有相对的两个侧面；第一极板，其竖向地设置在绝缘介质的一侧；第二极板，其竖向地设置在绝缘介质的另一侧上，并与绝缘介质的侧面相接触；弹性部件，其与第二极板连接；其中，当第二极板未受到压力时，第一极板和第二极板之间的正对面积为零，从而可变电容器的电容值为零；当第二极板受到压力时，其向上运动并压缩弹性部件，以改变第一极板和第二极板之间的正对面积，从而改变可变电容器的电容值。

在一种实施方式中，可变电容器还包括设置在第二极板上方的第一绝缘挡板；第二绝缘挡板，其设置在电容器壳体的底部并位于第二极板的下方，外界施加的压力作用在该第二绝缘挡板上。在该实施方式中，弹性部件为弹簧，该弹簧的一端固定在第一绝缘挡板上，另一端固定在电容器壳体的顶部内表面。

在一种实施方式中，可变电容器还包括微调装置，用于调整第一极板的位置。

在一种实施方式中，当第二极板未受到压力时，弹性部件处于自然状态。

本发明还公开了一种使用上述可变电容器的位置指示器，包括：用于握持的外壳；用于测量压力的可变电容器，其中，第一极板通过第一导电杆引出到电容器壳体之外，第二极板通过第二导电杆引出到电容器壳体之外；处理器，该处理器通过第一导电杆和第二导电杆与可变电容器相连，用于测量可变电容器的充放电时间。

在一种实施方式中，该位置指示器还包括设置在外壳端部的笔头，其一端固定在可变电容器的第二绝缘挡板上，另一端延伸到外壳的外部。

本发明的可变电容器和利用该可变电容器的位置指示器，采用压力导致极板滑动，极板间相对位置改变从而改变极板间的正对面积，弹簧形变与正对面积成正比，从而准确获得压力的大小；另外，采用微调装置调节极板的位置，改变无压力状态下极板间的正对面积，克服“漏水”和“不出水”的问题。

附图说明

图1是现有技术的可变电容器的结构示意图；

图2是对图1中的可变电容施加压力后的结构示意图；

图3是本发明的位置指示器的可变电容器的结构示意图；

图4是图3的位置指示器的可变电容器的右视图；

图5是对图3的可变电容器施加压力后的结构示意图；