TW201232375A - Measuring device for micro impedance variation - Google Patents
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Description
201232375 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 尤指一種微量阻抗 本發明係關於一種阻抗檢測襄置 變化檢測裝置。 【先前技術】 目前觸控面板技術主要可分為電阻式、及電容式兩 種。其中,電阻式的技術發展較早,市佔率也最高電 式居次。 電阻式觸控面板主要是由上下兩組氧化姻踢(謹_
Tin Oxide,ITO)導電層疊合而成,使用時利用壓力使上下電 極導通,經由控制器測知面板電麼變化而計算出接觸點位 置進仃輸入。當使用者在觸摸螢幕上的某一點時電流通 過導通而作動,此時電腦會計算該作動點的位置。然而, 使用雙層nro結構的觸控面板’在同一平面的ιτ〇電極點連 接的電^距”,容易產生短路而造成偵測錯誤。 一人在電谷式觸控裝置的研發技術中,影響自電容 的主要因素疋人體的電場與接觸面積而人體的電場又受 ^地的電場所影響,故常帶有雜訊。為了有效降低人體電 #的t響’量測電路往往採用平均值的方式來計算電容 '、P通過夕'人计算電容值大小,而後取平均值以判 :疋否有觸控輸入。因此若把人體的電場與大地的電場 田雜αίι處理’將大幅影響電容式觸控裝置的準確度與穩定 性。 201232375 是故,習知技術的觸控裝置,很難排除電路、電場、 及電源等雜訊所造成的干擾。另外,基於準確度及穩定度 的考量,習知技術的觸控裝置一般是使用較小電阻值的ιτ〇 甚極故無法製作大尺寸的觸控面板,而存在其侷限性。 【發明内容】 有鑑於此,本發明提供一種微量阻抗變化檢測裝置, 俾能適用於較大電阻值的ΙΤΟ電極及大尺寸的觸控面板,以 提高其適應性。 為達成上述目的,本發明所提供之微量阻抗變化檢測 裝置包括:一差動放大器’其包含有一第一輸入端、一第 一輸入端、及一輸出端;一第一阻抗,其係電性連接至第 一輸入端;一第二阻抗,其係電性連接至第二輸入端;一 第一電容’其係電性連接至第一輸入端;一感應電極,其 係電性連接至第二輸入端’用以感應一觸碰而接收有一觸 控§扎號;以及一訊號源’其係電性連接至第一阻抗及第二 阻抗,以提供一輸入訊號輸入至第一阻抗及第二阻抗;其 中’第一阻抗之阻抗值係等同於第二阻抗之阻抗值,差動 放大器依據輸入訊號及觸控訊號而於輸出端輸出差動放大 後之觸控訊號。 較佳地,訊號源可輸入一週期性之訊號至第一阻抗及 第一阻抗’感應電極可用以感應手指或各類導體或物件之 觸碰而接收觸控訊號《本發明之感應電極可經由一積體電 路接腳而電性連接至第二輸入端,積體電路接腳含有—第 201232375 一雜散電容,感應電極含有一第二雜散電容,第一電容之 電容值係等同於第一雜散電容與第二雜散電容並聯的電容 值。 其次,本發明更可包含有一第二電容,其係電性連接 至第二輸入端,第二電容與第一雜散電容、第二雜散電容 並聯的電容值係等同於第一電容之電容值。 再次,本發明更可包含有一第三阻抗,其係連接於訊 號源與第一阻抗及第二阻抗之間。較佳地,第三阻抗為一 電阻。 本發明更可包含有一整流濾波電路、一積分電路、及 一數位/類比轉換電路,整流濾波電路係電性連接至差動放 大器之輸出端’積分電路係電性連接至整流濾波電路,數 位/類比轉換電路係電性連接至積分電路。另外,本發明亦 可包含有一整流濾波電路、一峰值檢測電路、及一數位/類 比轉換電路’整流濾波電路係電性連接至差動放大器之輸 出端,峰值檢測電路係電性連接至整流濾波電路,數位/類 比轉換電路係電性連接至峰值檢測電路。 經由本發明所提供的微量阻抗變化檢測裝置,可有效 排除電路、電源等雜訊所造成的干擾,並可量測到非常小 的變化量。另外,本發明可用適用於較大電阻值的IT〇電 極’亦可用適用於大尺寸的觸控面板,具有高度的適應性。 【實施方式】
I I201232375 請先參考圖1,其係本發明第一實施例之系統架構圖。 如圖所示’本發明之微量阻抗變化檢測裝:置1包括:一差動 放大器11、一第一阻抗12、一第二阻抗Π:、一第一電容14、 一感應電極15、及一訊號源16。其中,差動放大器n包含 有一第一輸入端111、一第二輸入端112、及一輸出端113。 第一阻抗12及第一電容14係電性連接至第一輸入端丨丨丨,第 一阻抗13及感應電極1 5係電性連接至第j輸入端112。訊號 源16係電性連接至第一阻抗12及第二阻抹13。其中,感應 電極I 5係用以感應一觸碰而接收有一觸律訊號,於本實施 例中’感應電極1 5係感應手指或各類導體或物件之觸碰而 接收該觸控訊號。訊號源16係提供一輸入訊號輸入至第一 阻抗12及第二阻抗13,於本實施例中,訊號源16係輸入一 週期性之訊號至第一阻抗12及第二阻抗丨3。 i 於本實施例中’感應電極15係經由一積體電路接腳9電
I 性連接至第二輸入端112,該積體電路接腳9係含有一第一 雜散電容31 ’感應電極15亦含有一第二‘散電容32,且於 本發明之微量阻抗變化檢測裝置中,第十阻抗丨2之阻抗值 係等同於第二阻抗13之阻抗值,差動放大器u係依據輸入 訊號及觸控訊號而於輸出端113輸出差動放大後之觸控訊 號。由於輸入訊號係由具相同阻抗的第一阻抗丨2及第二阻 抗13之間輸入’故該輸入訊號傳送至第一輸入端1丨丨及第二 輸入端112 ’當第一阻抗12之阻抗值同於第二阻抗13之阻抗 值,第一電容14之電容值同於第一雜散電容31與第二雜散
I 電容32並聯之電容值時’由於相對於訊號源16的上下兩端 201232375 電路為對稱,將使得差動放大後的輸出訊號為零。本發明 之訊號源16係輸入週期性之訊號至第一阻抗12及第二阻抗 1 3 ’此週期性之訊號係例如為弦波、方波、三角波等,或 亦可輸入非週期波或甚至輸入雜訊,其經過差動放大後的 輸出同樣為零。 於本實施例中,第一電容丨4的電容值係等同於第一雜 散電容31與第二雜散電容32並聯的電容值。當手指或各類 導體或物件接近感應電極丨5時,會改變感應電極〗5的第二
雜散電容32,故於第二阻抗13上所造成的分壓與相位將產 生改變,而使得第一輸入端丨Η與第二輸入端112的電壓產 生不同。此一現象可類比為天平的兩端不平衡,而向重的 一端傾斜。是故,經由差動放大器11的差動放大後,輸出 端113即輸出有放大後的觸控訊號。透過量測差動放大器η 的輸出變化,即可分辨感應電極15所產生的微量雜散電容 值改變。 1別差動放大後的輸出訊號,可於輸出端】13連接其他 電路來達成。如圖2所示,本發明可另外包含一整流濾 路Μ、-積分㈣22、及―數位/類比轉換電路23,二對輸 出端⑴所輸出之觸控訊號進行處理。此外,亦可採用另二 組輸出電路’如圖3所示’其包含—整流濾波電路21、 ==4、及—數位/類比轉換電路23,其亦可對輸出 所輸曰出之觸控訊號進行處理,進而分辨感應電極15所 產生的微置電容值改變量。 201232375 接著,請參考圖4,其係本發明第二實施例之系統架構 圖。如圖所示,本實施例之架構與第一實施例基本相同, 差別在於增加一第二電容17’其中,該第二電容17與第一 雜散電容31、第二雜散電容32並聯的電容值係等同於第一 電容μ之電容值。由此,第一輸入端ηι與第二輸入端ιΐ2 亦可連接有相同電容值的電容。 再來,請參考圖5,其係本發明第三實施例之系統架構 圖。如圖所示,本實施例之架構與第一實施例基本相同, 差別在於增加一第三阻抗18。第三阻抗18係用於當第一阻 抗12與第二阻抗13的電壓分配無法完全一致時,做為調整 之用。較佳地,第三阻抗丨7係為一電阻。 疋故,經由本發明所提供之微量阻抗變化檢測裝置卜 可以排除電路、電源等雜訊所造成的干擾。其次本發明 可以量測到非常小的變化’靈敏度相當高。另夕卜,本發明 可用適用於較大電阻值的ΙΤ〇電極,亦可㈣用於大尺寸的 觸控面板’具有高度的適應性。 然而 上述實施例僅係、為了方便說明而舉例而已,本 2所主張之權利範圍自應以巾請專利範圍所述為準,而 非僅限於上述實施例。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明第一實施例之系統架構圖。 圖2係本發明第—實施例之第-輸出電路架構圖。 圖3係本發明第一實施例之第二輸出電路架構圖。 201232375 圖4係本發明第二實施例之系統架構圖。 圖5係本發明第三實施例之系統架構圖。 【主要元件符號說明】 1 微量阻抗變化檢測裝置 11 差動放大器 12 第一阻抗 13 第二阻抗 14 第一電容 15 感應電極 16 訊號源 17 第二電容 18 第三阻抗 111 第一輸入端 112 第—輪入端 113 輸出端 21 整流濾波電路 22 積分電路 23 數位/類比轉換電路 24 峰值檢測電路 31 第一雜散電容 32 第二雜散電容 9 積體電路接腳
Claims (1)
- 201232375 七、申請專利範圍: 1· 一種微量阻抗變化檢測裝置,包括: 差動放大器,其包含有一第一輸入端、一第二輸入 端、及一輸出端; 一第一阻抗,其係電性連接至該第一輸入端; 一第二阻抗,其係電性連接至該第二輸入端; 一第一電容,其係電性連接至該第一輸入端; 一感應電極,其係電性連接至該第二輸入端,用以感 應一觸碰而接收有一觸控訊號;以及 一訊號源,其係電性連接至該第一阻抗及該第二阻 抗,以提供一輸入訊號輸入至該第一阻抗及該第二阻抗; 其中,該第一阻抗之阻抗值係等同於該第二阻抗之阻 抗值,該差動放大器依據該輸入訊號及該觸控訊號而於該 輸出端輸出差動放大後之該觸控訊號。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之微量阻抗變化檢測裝 置,其中,該訊號源係輸入一週期性之訊號至該第一阻抗 及該第二阻抗。 3. 如申請專利範圍第2項所述之微量阻抗變化檢測裝 置,其中,該感應電極係用以感應手指或各類導體或物^ 之觸碰而接收該觸控訊號。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之微量阻抗變化檢測裝 置,其中,該感應電極係經由一積體電路接腳而電性連接 至該第二輸入端,該積體電路接腳含有一第一雜散電容, 201232375 該感應電極含有一第二雜散電容,該第一電容之電容值係 等同於該第一雜散電容與該第二雜散電容並聯的電容值。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之微量阻抗變化檢測裝 置,其更包含有一第二電容,其係電性連接至該第二輸入 端,s玄第二電容與該第一雜散電容、該第二雜散電容並聯 的電谷值係等同於該第一電容之電容值。 6. 如申請專利範圍第1項所述之微量阻抗變化檢測裝 置’其更包含有一第三阻抗’其係連接於該訊號源與該第 ® 一阻抗及該第二阻抗之間。 7. 如申請專利範圍第6項所述之微量阻抗變化檢測裝 置,其中,該第三阻抗為一電阻β 8. 如申請專利範圍第1項所述之微量阻抗變化檢測裝 置,其更包含有一整流濾波電路、一積分電路、及一數位/ 類比轉換電路’該整流濾波電路係電性連接至該差動放大 器之輸出端,該積分電路係電性連接至該整流濾波電路, 該數位/類比轉換電路係電性連接至該積分電路。 # 9 ·如申請專利範圍第1項所述之微量阻抗變化檢測裝 置中,更包含有一整流濾波電路 '一峰值檢測電路、 及一數位/類比轉換電路,該整流濾波電路係電性連接至該 差動放大器之輸出端,該峰值檢測電路係電性連接至該整 流濾波電路,該數位/類比轉換電路係電性連接至該峰值檢 測電路。 八、圖式(請見下頁):
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