CN102681743A - 微量阻抗变化检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种微量阻抗变化检测装置，包括：一差动放大器、一第一阻抗、一第二阻抗、一第一电容、一感应电极、及一讯号源。第一阻抗及第一电容电性连接至差动放大器的第一输入端；第二阻抗及感应电极电性连接至差动放大器的第二输入端。讯号源电性连接至第一阻抗及第二阻抗以并提供一输入讯号，感应电极是用以接收一触控讯号。本发明的第一阻抗的阻抗值等同于第二阻抗的阻抗值，差动放大器是依据输入讯号及触控讯号而于差动放大器的输出端输出差动放大后的触控讯号。

Description

微量阻抗变化检测装置
技术领域
本发明是关于一种阻抗检测装置，尤其指一种微量阻抗变化检测装置。
背景技术
目前触控面板技术主要可分为电阻式、及电容式两种。其中，电阻式的技术发展较早，市占率也最高，电容式居次。
电阻式触控面板主要是由上下两组氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)导电层迭合而成，使用时利用压力使上下电极导通，经由控制器测知面板电压变化而计算出接触点位置进行输入。当用户在触摸屏幕上的某一点时，电流通过导通而作动，此时计算机会计算该作动点的位置。然而，使用双层ITO结构的触控面板，在同一平面的ITO电极点连接的电路间距较窄，容易产生短路而造成侦测错误。
其次，在电容式触控装置的研发技术中，影响自电容的主要因素是人体的电场与接触面积，而人体的电场又受大地的电场所影响，故常带有噪声。为了有效降低人体电场的影响，量测电路往往采用平均值的方式来计算电容值，亦即：通过多次计算电容值大小，而后取平均值以判定是否有触控输入。因此，若把人体的电场与大地的电场当噪声处理，将大幅影响电容式触控装置的准确度与稳定性。
因此，公知技术的触控装置，很难排除电路、电场、及电源等噪声所造成的干扰。另外，基于准确度及稳定度的考虑，公知技术的触控装置一般是使用较小电阻值的ITO电极，故无法制作大尺寸的触控面板，而存在其局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微量阻抗变化检测装置，能适用于较大电阻值的ITO电极及大尺寸的触控面板，以提高其适应性。
为实现上述目的，本发明提供的微量阻抗变化检测装置，包括：
一差动放大器，其包含有一第一输入端、一第二输入端、及一输出端；
一第一阻抗，其电性连接至该第一输入端；
一第二阻抗，其电性连接至该第二输入端；
一第一电容，其电性连接至该第一输入端；
一感应电极，其电性连接至该第二输入端，用以感应一触碰而接收有一触控讯号；以及
一讯号源，其电性连接至该第一阻抗及该第二阻抗，以提供一输入讯号输入至该第一阻抗及该第二阻抗；
其中，该第一阻抗的阻抗值等同于该第二阻抗的阻抗值，该差动放大器依据该输入讯号及该触控讯号而于该输出端输出差动放大后的该触控讯号。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该讯号源是输入一周期性的讯号至该第一阻抗及该第二阻抗。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该感应电极是用以感应手指或各类导体或对象的触碰而接收该触控讯号。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该感应电极是经由一集成电路接脚而电性连接至该第二输入端，该集成电路接脚含有一第一杂散电容，该感应电极含有一第二杂散电容，该第一电容的电容值等同于该第一杂散电容与该第二杂散电容并联的电容值。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一第二电容，其电性连接至该第二输入端，该第二电容与该第一杂散电容、该第二杂散电容并联的电容值等同于该第一电容的电容值。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一第三阻抗，其连接于该讯号源与该第一阻抗及该第二阻抗之间。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该第三阻抗为一电阻。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一整流滤波电路、一积分电路、及一模拟至数字转换电路，该整流滤波电路电性连接至该差动放大器的输出端，该积分电路电性连接至该整流滤波电路，该模拟至数字转换电路电性连接至该积分电路。
所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一整流滤波电路、一峰值检测电路及一模拟至数字转换电路，该整流滤波电路电性连接至该差动放大器的输出端，该峰值检测电路电性连接至该整流滤波电路，该模拟至数字转换电路电性连接至该峰值检测电路。
经由本发明所提供的微量阻抗变化检测装置，可有效排除电路、电源等噪声所造成的干扰，并可量测到非常小的变化量。另外，本发明可用适用于较大电阻值的ITO电极，亦可用适用于大尺寸的触控面板，具有高度的适应性。
附图说明
图1是本发明第一实施例的系统架构图。
图2是本发明第一实施例的第一输出电路架构图。
图3是本发明第一实施例的第二输出电路架构图。
图4是本发明第二实施例的系统架构图。
图5是本发明第三实施例的系统架构图。
附图中主要组件符号说明：
1微量阻抗变化检测装置；11差动放大器；12第一阻抗；13第二阻抗；14第一电容；15感应电极；16讯号源；17第二电容；18第三阻抗；111第一输入端；112第二输入端；113输出端；21整流滤波电路；22积分电路；23模拟至数字转换电路；24峰值检测电路；31第一杂散电容；32第二杂散电容；9集成电路接脚。
具体实施方式
本发明所提供的微量阻抗变化检测装置包括：一差动放大器，其包含有一第一输入端、一第二输入端、及一输出端；一第一阻抗，其电性连接至第一输入端；一第二阻抗，其电性连接至第二输入端；一第一电容，其电性连接至第一输入端；一感应电极，其电性连接至第二输入端，用以感应一触碰而接收有一触控讯号；以及一讯号源，其电性连接至第一阻抗及第二阻抗，以提供一输入讯号输入至第一阻抗及第二阻抗；其中，第一阻抗的阻抗值等同于第二阻抗的阻抗值，差动放大器依据输入讯号及触控讯号而于输出端输出差动放大后的触控讯号。
较佳地，讯号源可输入一周期性的讯号至第一阻抗及第二阻抗，感应电极可用以感应手指或各类导体或对象的触碰而接收触控讯号。本发明的感应电极可经由一集成电路接脚而电性连接至第二输入端，集成电路接脚含有一第一杂散电容，感应电极含有一第二杂散电容，第一电容的电容值等同于第一杂散电容与第二杂散电容并联的电容值。
其次，本发明还可包含有一第二电容，其电性连接至第二输入端，第二电容与第一杂散电容、第二杂散电容并联的电容值等同于第一电容的电容值。
再次，本发明还可包含有一第三阻抗，其连接于讯号源与第一阻抗及第二阻抗之间。较佳地，第三阻抗为一电阻。
本发明还可包含有一整流滤波电路、一积分电路、及一模拟至数字转换电路，整流滤波电路电性连接至差动放大器的输出端，积分电路电性连接至整流滤波电路，模拟至数字转换电路电性连接至积分电路。另外，本发明亦可包含有一整流滤波电路、一峰值检测电路、及一模拟至数字转换电路，整流滤波电路电性连接至差动放大器的输出端，峰值检测电路电性连接至整流滤波电路，模拟至数字转换电路电性连接至峰值检测电路。
以下结合附图对本发明作详细描述。
请先参考图1，是本发明第一实施例的系统架构图。如图所示，本发明的微量阻抗变化检测装置1包括：一差动放大器11、一第一阻抗12、一第二阻抗13、一第一电容14、一感应电极15、及一讯号源16。其中，差动放大器11包含有一第一输入端111、一第二输入端112、及一输出端113。第一阻抗12及第一电容14电性连接至第一输入端111，第二阻抗13及感应电极15电性连接至第二输入端112。讯号源16电性连接至第一阻抗12及第二阻抗13。其中，感应电极15是用以感应一触碰而接收有一触控讯号，于本实施例中，感应电极15是感应手指或各类导体或对象的触碰而接收该触控讯号。讯号源16提供一输入讯号输入至第一阻抗12及第二阻抗13，于本实施例中，讯号源16是输入一周期性的讯号至第一阻抗12及第二阻抗13。
于本实施例中，感应电极15是经由一集成电路接脚9电性连接至第二输入端112，该集成电路接脚9含有一第一杂散电容31，感应电极15亦含有一第二杂散电容32，且于本发明的微量阻抗变化检测装置中，第一阻抗12的阻抗值等同于第二阻抗13的阻抗值，差动放大器11是依据输入讯号及触控讯号而于输出端113输出差动放大后的触控讯号。由于输入讯号是由具相同阻抗的第一阻抗12及第二阻抗13之间输入，故该输入讯号传送至第一输入端111及第二输入端112，当第一阻抗12的阻抗值同于第二阻抗13的阻抗值，第一电容14的电容值同于第一杂散电容31与第二杂散电容32并联的电容值时，由于相对于讯号源16的上下两端电路为对称，将使得差动放大后的输出讯号为零。本发明的讯号源16昌输入周期性的讯号至第一阻抗12及第二阻抗13，此周期性的讯号例如为弦波、方波、三角波等，或亦可输入非周期波或甚至输入噪声，其经过差动放大后的输出同样为零。
于本实施例中，第一电容14的电容值等同于第一杂散电容31与第二杂散电容32并联的电容值。当手指或各类导体或对象接近感应电极15时，会改变感应电极15的第二杂散电容32，故于第二阻抗13上所造成的分压与相位将产生改变，而使得第一输入端111与第二输入端112的电压产生不同。此一现象可模拟为天平的两端不平衡，而向重的一端倾斜。经由差动放大器11的差动放大后，输出端113即输出有放大后的触控讯号。通过量测差动放大器11的输出变化，即可分辨感应电极15所产生的微量杂散电容值改变。
判别差动放大后的输出讯号，可于输出端113连接其他电路来达成。如图2所示，本发明可另外包含一整流滤波电路21、一积分电路22、及一模拟至数字转换电路23，以对输出端113所输出的触控讯号进行处理。此外，亦可采用另一组输出电路，如图3所示，其包含一整流滤波电路21、一峰值检测电路24、及一模拟至数字转换电路23，其亦可对输出端113所输出的触控讯号进行处理，进而分辨感应电极15所产生的微量电容值改变量。
接着，请参考图4，是本发明第二实施例的系统架构图。如图所示，本实施例的架构与第一实施例基本相同，差别在于增加一第二电容17，其中，该第二电容17与第一杂散电容31、第二杂散电容32并联的电容值等同于第一电容14的电容值。由此，第一输入端111与第二输入端112亦可连接有相同电容值的电容。
再来，请参考图5，是本发明第三实施例的系统架构图。如图所示，本实施例的架构与第一实施例基本相同，差别在于增加一第三阻抗18。第三阻抗18是用于当第一阻抗12与第二阻抗13的电压分配无法完全一致时，做为调整用。较佳地，第三阻抗17为一电阻。
经由本发明所提供的微量阻抗变化检测装置1，可以排除电路、电源等噪声所造成的干扰。其次，本发明可以量测到非常小的变化，灵敏度相当高。另外，本发明可用适用于较大电阻值的ITO电极，亦可用适用于大尺寸的触控面板，具有高度的适应性。
然而，上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请的权利要求范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (9)

1.一种微量阻抗变化检测装置，包括：
一差动放大器，其包含有一第一输入端、一第二输入端、及一输出端；
一第一阻抗，其电性连接至该第一输入端；
一第二阻抗，其电性连接至该第二输入端；
一第一电容，其电性连接至该第一输入端；
一感应电极，其电性连接至该第二输入端，用以感应一触碰而接收有一触控讯号；以及
一讯号源，其电性连接至该第一阻抗及该第二阻抗，以提供一输入讯号输入至该第一阻抗及该第二阻抗；
其中，该第一阻抗的阻抗值等同于该第二阻抗的阻抗值，该差动放大器依据该输入讯号及该触控讯号而于该输出端输出差动放大后的该触控讯号。
2.根据权利要求1所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该讯号源是输入一周期性的讯号至该第一阻抗及该第二阻抗。
3.根据权利要求2所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该感应电极是用以感应手指或各类导体或对象的触碰而接收该触控讯号。
4.根据权利要求1所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该感应电极是经由一集成电路接脚而电性连接至该第二输入端，该集成电路接脚含有一第一杂散电容，该感应电极含有一第二杂散电容，该第一电容的电容值等同于该第一杂散电容与该第二杂散电容并联的电容值。
5.根据权利要求4所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一第二电容，其电性连接至该第二输入端，该第二电容与该第一杂散电容、该第二杂散电容并联的电容值等同于该第一电容的电容值。
6.根据权利要求1所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一第三阻抗，其连接于该讯号源与该第一阻抗及该第二阻抗之间。
7.根据权利要求6所述的微量阻抗变化检测装置，其中，该第三阻抗为一电阻。
8.根据权利要求1所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一整流滤波电路、一积分电路、及一模拟至数字转换电路，该整流滤波电路电性连接至该差动放大器的输出端，该积分电路电性连接至该整流滤波电路，该模拟至数字转换电路电性连接至该积分电路。
9.根据权利要求1所述的微量阻抗变化检测装置，其中，包含有一整流滤波电路、一峰值检测电路及一模拟至数字转换电路，该整流滤波电路电性连接至该差动放大器的输出端，该峰值检测电路电性连接至该整流滤波电路，该模拟至数字转换电路电性连接至该峰值检测电路。
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