TWM503877U - 具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置 - Google Patents
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Description
本創作是關於一種觸控顯示裝置，特別是指具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置。
中華民國專利公告第M483479號案揭露一種具有生理訊號量測功能的觸控面板，其包含一觸控板及兩電容式電極，該觸控板具有一可視區及一非可視區，該非可視區可塗佈有黑色油墨(Black Matrix)或其它具遮蔽效果的塗料，該兩電容式電極設置在該觸控板對應該非可視區的位置。然而，目前觸控面板之非可視區面積有越來越小趨勢，導致該兩電容式電極可形成的空間也受到限制，甚至非可視區中沒有空間去製作電容式電極；或者，另一作法可縮小電容式電極的面積以容納在非可視區中，卻會影響該兩電容式電極的感應能力，所感應出的訊號強度大幅降低。
此外，採用前述兩點式(即該兩電容式電極)的電容感測方式較容易受周遭雜訊影響，尤其是受到60Hz的市電雜訊干擾，以量測分析心電圖(ECG)訊號為例，請參考圖8所示的心電圖訊號波形60，其因受到雜訊干擾而導致訊號準確性欠佳，無法產生清楚的心電圖訊號波形。
因此本創作的主要目的是提供一種具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，克服先前技術所述電容式電極設置空間不足以及訊號干擾的缺點。
本創作具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置包含有： 一機體，包含有一機殼、一透明保護板、一觸控面板與一顯示模組，該透明保護板設於該機殼上並且具有一可視區以及環繞該可視區的一非可視區； 兩電容式電極，設於該透明保護板的內表面，並位於該可視區中； 一導電構件，設置於該機殼上；以及 一生理訊號量測電路，設於該機體內，並電性連接該兩電容式電極與該導電構件。
根據本創作的結構，因為該兩電容式電極設於該可視區中，該可視區是觸控顯示裝置主要用以顯示畫面並提供觸控操作的區域，其面積遠大於非可視區，故本創作電容式電極的設置位置較不受限，且可依需求調整電容式電極的面積大小以達到所需要的感應訊號強度，提升電容式電極的感應能力；再者，本創作採用三點式(即該兩電容式電極與導電構件)量測方式，由該導電構件作為人體、電容式電極和生理訊號處理電路的共同參考電位，相較於先前技術的兩點式量測方式，本創作能抑制60Hz的市電干擾訊號以及人體身上的共模雜訊，提升生理訊號量測品質。
請參考圖1與圖2所示的第一較佳實施例，本創作具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置包含一機體10、複數電容式電極20、一導電構件30與一生理訊號量測電路(圖中未示)。
該機體10可為智慧型手機、平板電腦或穿戴裝置(如手環或手錶)的機體，但不以此為限。該機體10主要包含有一機殼11、一透明保護板12、一觸控面板13與一顯示模組14。該透明保護板12可為設於該機殼11上的一透明玻璃板，該透明保護板12具有一可視區121以及環繞該可視區121的一非可視區122，該可視區121可位於該透明保護板12的中央處，該非可視區122通常塗佈有黑色油墨(Black Matrix)或其它具遮蔽效果的塗料。如圖2所示，該機殼11由內而外依序設有該顯示模組14、觸控面板13與透明保護板12，該觸控面板13包含有一基板131與設於基板131表面的感應電極層132，用以偵測使用者的觸控動作，該觸控面板13與透明保護板12之間設有一光學膠層(optical bonding)15。
該兩電容式電極20可為透明導電層，例如氧化銦錫(ITO)層，該兩電容式電極20設於該透明保護板12的內表面，並位於該可視區121中。當使用者的手指接觸透明保護板12且位於電容式電極20上方時，因人體帶有電荷，手指與電容式電極20在該透明保護板12內形成電場，故手指、透明保護板12與電容式電極20構形成一等效電容器。如圖1所示，該兩電容式電極20可為並列排列。
該導電構件30設於該機殼11上，可由金屬構成。於圖2所示的第一較佳實施例，該導電構件30為設置於該機殼11背面的導電板；或請參考圖3所示的第二較佳實施例，該導電構件30可為設置於該機殼11側面的導電邊框。
該生理訊號量測電路的型態可為一積體電路(IC)，其設於該機體10內並經由信號線路電性連接該兩電容式電極20與該導電構件30，該生理訊號量測電路用以處理、分析該兩電容式電極20所產生的電容訊號。請參考圖4，該生理訊號量測電路包含有依序串接的一前級放大器161、一濾波單元162、一後級放大器163、一類比/數位轉換器164與一控制器165，該濾波單元162包含有一高通濾波器166、一低通濾波器167與一帶拒濾波器168，該控制器165負責分析電容式電極20的電容訊號以得到生理訊號數據或波形，並透過該顯示模組14顯示生理訊號數據或波形以供使用者檢視。
以量測分析心電圖(ECG)訊號為例，請參考圖5，使用者可以雙手握持該機體10，將兩手的拇指40分別放置於該兩電容式電極20的感應範圍內，且食指或中指自然會接觸位於該機殼11背面或側面的該導電構件30。如此一來，各電容式電極20會產生一個微量的電位，由該生理訊號處理電路來量測該兩電容式電極20之間的淨電位差，而引起電流構成迴路，達到量測心電圖(ECG)訊號的功能。需說明的是，請配合參考圖6，該生理訊號量測電路還將訊號經由導電構件30反向傳送到人體41，換句話說，利用該導電構件30作為人體41、電容式電極20和生理訊號處理電路的共同參考電位，不但抑制60Hz的市電干擾訊號，還降低人體41身上的共模雜訊，因此本創作在高雜訊環境中也不會受到干擾。請參考圖7所示本創作產生的心電圖量測波形50，相較於圖8所示習知的心電圖量測波形60，本創作顯然具有更低的雜訊，提升量測品質，呈現清楚的心電圖訊號波形。
10‧‧‧機體
11‧‧‧機殼
12‧‧‧透明保護板
121‧‧‧可視區
122‧‧‧非可視區
13‧‧‧觸控面板
131‧‧‧基板
132‧‧‧感應電極層
14‧‧‧顯示模組
15‧‧‧光學膠層
161‧‧‧前級放大器
162‧‧‧濾波單元
163‧‧‧後級放大器
164‧‧‧類比/數位轉換器
165‧‧‧控制器
166‧‧‧高通濾波器
167‧‧‧低通濾波器
168‧‧‧帶拒濾波器
20‧‧‧電容式電極
30‧‧‧導電構件
40‧‧‧拇指
41‧‧‧人體
50‧‧‧心電圖量測波形
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40‧‧‧拇指
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50‧‧‧心電圖量測波形
60‧‧‧心電圖量測波形
圖1：本創作第一較佳實施例的上視平面示意圖。 圖2：本創作第一較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖3：本創作第二較佳實施例的側視剖面示意圖。 圖4：本創作中的生理訊號量測電路的電路方塊圖(一)。 圖5：本創作的使用狀態示意圖。 圖6：本創作中的生理訊號量測電路的電路方塊圖(二)。 圖7：本創作心電圖量測波形圖。 圖8：習知心電圖量測波形圖。
10‧‧‧機體
11‧‧‧機殼
12‧‧‧透明保護板
13‧‧‧觸控面板
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15‧‧‧光學膠層
20‧‧‧電容式電極
30‧‧‧導電構件
Claims (8)
- 一種具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，包含： 一機體，包含有一機殼、一透明保護板、一觸控面板與一顯示模組，該透明保護板設於該機殼上並且具有一可視區以及環繞該可視區的一非可視區； 兩電容式電極，設於該透明保護板的內表面，並位於該可視區中； 一導電構件，設置於該機殼上；以及 一生理訊號量測電路，設於該機體內，並電性連接該兩電容式電極與該導電構件。
- 如請求項1所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該導電構件為設置於該機殼背面的導電板。
- 如請求項1所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該導電構件為設置於該機殼側面的導電邊框。
- 如請求項1至3中任一項所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該機殼由內而外依序設有該顯示模組、觸控面板與透明保護板。
- 如請求項4所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該生理訊號量測電路包含有依序串接的一前級放大器、一濾波單元、一後級放大器、一類比/數位轉換器與一控制器。
- 如請求項5所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該濾波單元包含有一高通濾波器、一低通濾波器與一帶拒濾波器。
- 如請求項6所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該生理訊號量測電路為一積體電路(IC)。
- 如請求項1至3中任一項所述具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置，該兩電容式電極為並列排列。
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|---|---|---|---|
| TW103221646U TWM503877U (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置 |
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| TW103221646U TWM503877U (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| TWM503877U true TWM503877U (zh) | 2015-07-01 |
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ID=54151764
Family Applications (1)
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| TW103221646U TWM503877U (zh) | 2014-12-05 | 2014-12-05 | 具有生理訊號量測功能的觸控顯示裝置 |
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| TW (1) | TWM503877U (zh) |
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2014
- 2014-12-05 TW TW103221646U patent/TWM503877U/zh not_active IP Right Cessation
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