專利名稱：微量阻抗變化檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種阻抗檢測裝置，尤其指一種微量阻抗變化檢測裝置。
背景技術：
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,市占率也最高，電容式居次。電阻式觸控面板主要是由上下兩組氧化銦錫(Indium Tin Oxide, HO)導電層迭合而成，使用時利用壓力使上下電極導通，經由控制器測知面板電壓變化而計算出接觸點位置進行輸入。當用戶在觸摸屏幕上的某一點時，電流通過導通而作動，此時計算機會計算該作動點的位置。然而，使用雙層ITO結構的觸控面板，在同一平面的ITO電極點連接的電路間距較窄，容易產生短路而造成偵測錯誤。 其次，在電容式觸控裝置的研發技術中，影響自電容的主要因素是人體的電場與接觸面積，而人體的電場又受大地的電場所影響，故常帶有噪聲。為了有效降低人體電場的影響，量測電路往往采用平均值的方式來計算電容值，亦即通過多次計算電容值大小，而后取平均值以判定是否有觸控輸入。因此，若把人體的電場與大地的電場當噪聲處理，將大幅影響電容式觸控裝置的準確度與穩定性。因此，公知技術的觸控裝置，很難排除電路、電場、及電源等噪聲所造成的干擾。另夕卜，基于準確度及穩定度的考慮，公知技術的觸控裝置一般是使用較小電阻值的ITO電極，故無法制作大尺寸的觸控面板，而存在其局限性。
發明內容
本發明的目的在于提供一種微量阻抗變化檢測裝置，能適用于較大電阻值的ITO電極及大尺寸的觸控面板，以提高其適應性。為實現上述目的，本發明提供的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，其電性連接至該第一輸入端；一第二阻抗，其電性連接至該第二輸入端；—第一電容，其電性連接至該第一輸入端；—感應電極,其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，該第一阻抗的阻抗值等同于該第二阻抗的阻抗值，該差動放大器依據該輸入訊號及該觸控訊號而于該輸出端輸出差動放大后的該觸控訊號。所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該訊號源是輸入一周期性的訊號至該第一阻抗及該第二阻抗。
所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該感應電極是用以感應手指或各類導體或對象的觸碰而接收該觸控訊號。所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該感應電極是經由一集成電路接腳而電性連接至該第二輸入端，該集成電路接腳含有一第一雜散電容，該感應電極含有一第二雜散電容，該第一電容的電容值等同于該第一雜散電容與該第二雜散電容并聯的電容值。所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一第二電容，其電性連接至該第二輸入端，該第二電容與該第一雜散電容、該第二雜散電容并聯的電容值等同于該第一電容的電容值。所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一第三阻抗，其連接于該訊號源與該第一阻抗及該第二阻抗之間。所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該第三阻抗為一電阻。
所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一整流濾波電路、一積分電路、及一模擬至數字轉換電路，該整流濾波電路電性連接至該差動放大器的輸出端，該積分電路電性連接至該整流濾波電路，該模擬至數字轉換電路電性連接至該積分電路。所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一整流濾波電路、一峰值檢測電路及一模擬至數字轉換電路，該整流濾波電路電性連接至該差動放大器的輸出端，該峰值檢測電路電性連接至該整流濾波電路，該模擬至數字轉換電路電性連接至該峰值檢測電路。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、電源等噪聲所造成的干擾，并可量測到非常小的變化量。另外，本發明可用適用于較大電阻值的ITO電極，亦可用適用于大尺寸的觸控面板，具有高度的適應性。
圖I是本發明第一實施例的系統架構圖。圖2是本發明第一實施例的第一輸出電路架構圖。圖3是本發明第一實施例的第二輸出電路架構圖。圖4是本發明第二實施例的系統架構圖。圖5是本發明第三實施例的系統架構圖。附圖中主要組件符號說明I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第二輸入端；113輸出端；21整流濾波電路；22積分電路；23模擬至數字轉換電路；24峰值檢測電路；31第一雜散電容；32第二雜散電容；9集成電路接腳。
具體實施例方式本發明所提供的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、一第二輸入端、及一輸出端；一第一阻抗，其電性連接至第一輸入端；一第二阻抗，其電性連接至第二輸入端；一第一電容，其電性連接至第一輸入端；一感應電極，其電性連接至第二輸入端，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，第一阻抗的阻抗值等同于第二阻抗的阻抗值，差動放大器依據輸入訊號及觸控訊號而于輸出端輸出差動放大后的觸控訊號。較佳地，訊號源可輸入一周期性的訊號至第一阻抗及第二阻抗，感應電極可用以感應手指或各類導體或對象的觸碰而接收觸控訊號。本發明的感應電極可經由一集成電路接腳而電性連接至第二輸入端，集成電路接腳含有一第一雜散電容，感應電極含有一第二雜散電容，第一電容的電容值等同于第一雜散電容與第二雜散電容并聯的電容值。其次，本發明還可包含有一第二電容，其電性連接至第二輸入端，第二電容與第一雜散電容、第二雜散電容并聯的電容值等同于第一電容的電容值。
再次，本發明還可包含有一第三阻抗，其連接于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。本發明還可包含有一整流濾波電路、一積分電路、及一模擬至數字轉換電路，整流濾波電路電性連接至差動放大器的輸出端，積分電路電性連接至整流濾波電路，模擬至數字轉換電路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、及一模擬至數字轉換電路，整流濾波電路電性連接至差動放大器的輸出端，峰值檢測電路電性連接至整流濾波電路,模擬至數字轉換電路電性連接至峰值檢測電路。以下結合附圖對本發明作詳細描述。請先參考圖1，是本發明第一實施例的系統架構圖。如圖所示，本發明的微量阻抗變化檢測裝置I包括一差動放大器11、一第一阻抗12、一第二阻抗13、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11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電性連接至第一輸入端111，第二阻抗13及感應電極15電性連接至第二輸入端112。訊號源16電性連接至第一阻抗12及第二阻抗13。其中，感應電極15是用以感應一觸碰而接收有一觸控訊號，于本實施例中，感應電極15是感應手指或各類導體或對象的觸碰而接收該觸控訊號。訊號源16提供一輸入訊號輸入至第一阻抗12及第二阻抗13，于本實施例中，訊號源16是輸入一周期性的訊號至第一阻抗12及第二阻抗13。于本實施例中，感應電極15是經由一集成電路接腳9電性連接至第二輸入端112，該集成電路接腳9含有一第一雜散電容31，感應電極15亦含有一第二雜散電容32，且于本發明的微量阻抗變化檢測裝置中，第一阻抗12的阻抗值等同于第二阻抗13的阻抗值，差動放大器11是依據輸入訊號及觸控訊號而于輸出端113輸出差動放大后的觸控訊號。由于輸入訊號是由具相同阻抗的第一阻抗12及第二阻抗13之間輸入，故該輸入訊號傳送至第一輸入端111及第二輸入端112，當第一阻抗12的阻抗值同于第二阻抗13的阻抗值，第一電容14的電容值同于第一雜散電容31與第二雜散電容32并聯的電容值時，由于相對于訊號源16的上下兩端電路為對稱，將使得差動放大后的輸出訊號為零。本發明的訊號源16昌輸入周期性的訊號至第一阻抗12及第二阻抗13，此周期性的訊號例如為弦波、方波、三角波等，或亦可輸入非周期波或甚至輸入噪聲，其經過差動放大后的輸出同樣為零。于本實施例中，第一電容14的電容值等同于第一雜散電容31與第二雜散電容32并聯的電容值。當手指或各類導體或對象接近感應電極15時，會改變感應電極15的第二雜散電容32，故于第二阻抗13上所造成的分壓與相位將產生改變，而使得第一輸入端111與第二輸入端112的電壓產生不同。此一現象可模擬為天平的兩端不平衡，而向重的一端傾斜。經由差動放大器11的差動放大后，輸出端113即輸出有放大后的觸控訊號。通過量測差動放大器11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。判別差動放大后的輸出訊號，可于輸出端113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波電路21、一積分電路22、及一模擬至數字轉換電路23，以對輸出端113所輸出的觸控訊號進行處理。此外，亦可采用另一組輸出電路，如圖3所示，其包含一整流濾波電路21、一峰值檢測電路24、及一模擬至數字轉換電路23，其亦可對輸出端113所輸出的觸控訊號進行處理，進而分辨感應電極15所產生的微量電容值改變量。
接著，請參考圖4，是本發明第二實施例的系統架構圖。如圖所示，本實施例的架構與第一實施例基本相同，差別在于增加一第二電容17，其中，該第二電容17與第一雜散電容31、第二雜散電容32并聯的電容值等同于第一電容14的電容值。由此，第一輸入端111與第二輸入端112亦可連接有相同電容值的電容。再來，請參考圖5，是本發明第三實施例的系統架構圖。如圖所示，本實施例的架構與第一實施例基本相同，差別在于增加一第三阻抗18。第三阻抗18是用于當第一阻抗12與第二阻抗13的電壓分配無法完全一致時，做為調整用。較佳地，第三阻抗17為一電阻。 經由本發明所提供的微量阻抗變化檢測裝置1，可以排除電路、電源等噪聲所造成的干擾。其次，本發明可以量測到非常小的變化，靈敏度相當高。另外，本發明可用適用于較大電阻值的ITO電極,亦可用適用于大尺寸的觸控面板,具有高度的適應性。然而，上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發明所主張的權利范圍自應以申請的權利要求范圍所述為準，而非僅限于上述實施例。
權利要求
1.ー種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、一第二輸入端、及ー輸出端； 一第一阻抗，其電性連接至該第一輸入端； 一第二阻抗，其電性連接至該第二輸入端； 一第一電容，其電性連接至該第一輸入端； 一感應電扱，其電性連接至該第二輸入端，用以感應一觸碰而接收有ー觸控訊號；以及 ー訊號源，其電性連接至該第一阻抗及該第二阻抗，以提供ー輸入訊號輸入至該第一阻抗及該第二阻抗； 其中，該第一阻抗的阻抗值等同于該第二阻抗的阻抗值，該差動放大器依據該輸入訊號及該觸控訊號而于該輸出端輸出差動放大后的該觸控訊號。
2.根據權利要求I所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該訊號源是輸入一周期性的訊號至該第一阻抗及該第二阻杭。
3.根據權利要求2所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該感應電極是用以感應手指或各類導體或對象的觸碰而接收該觸控訊號。
4.根據權利要求I所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該感應電極是經由ー集成電路接腳而電性連接至該第二輸入端，該集成電路接腳含有一第一雜散電容，該感應電極含有一第二雜散電容，該第一電容的電容值等同于該第一雜散電容與該第二雜散電容并聯的電容值。
5.根據權利要求4所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一第二電容，其電性連接至該第二輸入端，該第二電容與該第一雜散電容、該第二雜散電容并聯的電容值等同于該第一電容的電容值。
6.根據權利要求I所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一第三阻抗，其連接于該訊號源與該第一阻抗及該第二阻抗之間。
7.根據權利要求6所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，該第三阻抗為ー電阻。
8.根據權利要求I所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一整流濾波電路、ー積分電路、及一模擬至數字轉換電路，該整流濾波電路電性連接至該差動放大器的輸出端，該積分電路電性連接至該整流濾波電路，該模擬至數字轉換電路電性連接至該積分電路。
9.根據權利要求I所述的微量阻抗變化檢測裝置，其中，包含有一整流濾波電路、一峰值檢測電路及一模擬至數字轉換電路，該整流濾波電路電性連接至該差動放大器的輸出端，該峰值檢測電路電性連接至該整流濾波電路，該模擬至數字轉換電路電性連接至該峰值檢測電路。
全文摘要
一種微量阻抗變化檢測裝置，包括一差動放大器、一第一阻抗、一第二阻抗、一第一電容、一感應電極、及一訊號源。第一阻抗及第一電容電性連接至差動放大器的第一輸入端；第二阻抗及感應電極電性連接至差動放大器的第二輸入端。訊號源電性連接至第一阻抗及第二阻抗以并提供一輸入訊號，感應電極是用以接收一觸控訊號。本發明的第一阻抗的阻抗值等同于第二阻抗的阻抗值，差動放大器是依據輸入訊號及觸控訊號而于差動放大器的輸出端輸出差動放大后的觸控訊號。
文檔編號G06F3/045GK102681743SQ20121001633
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月19日 優先權日2011年1月31日
發明者李祥宇, 林丙村 申請人:發明元素股份有限公司