CN1952863B - 触摸式感应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触摸式感应装置。该装置包括：一差分信号源，产生两个频率相同，相位相反的交流信号；两个导电体，分别与该差分信号源的正负两个输入端相连；一感应器，用于接收物体触摸时产生的杂讯，其位于该两个导电体之间，并与其构成两个电容；一信号源，有两个输入端，分别通过一负载电路与一门电路的两个输入连接，该两个输入端的输入信号相同；该门电路，可在两个输入端的输入信号相同时，其输出为第一状态，在两个输入端的输入信号不同时，其输出为第二状态，在物体触摸感应器时，该感应器感应该物体所带的杂讯，使得该门电路的两个输入端的输入信号不再相同，从而使其输出从第一状态变为第二状态。使用该装置，可提高感应杂讯的灵敏度，且电路简单，可降低成本。
Description
【技术领域】
本发明是关于一种触摸式感应装置，特别是关于一种通过触摸感应杂讯的感应装置。
【背景技术】
现在已有各种类型的感应装置，且已应用于计算机系统和其它应用中，这种装置中人们最为熟悉的一种是计算机的“鼠标器”。尽管鼠标器作为位置指示设备极其普遍，惟其具有机械部件，并且要求有一个平面，使得位置球能在其上滚动，并且，为了有合理的分辨率，鼠标器通常需要滚动较长的距离，最后鼠标器需要用户抬起手以使得光标移动，从而干扰了人们从计算机上键入的主要目的。
人们经过多种尝试，试图提供一种装置，以检测用作指示设备的拇指或其它手指的位置，以代替鼠标器，这种设备的理想特性是低功耗、高分辨率、低成本。现在已有多种类型的触摸式感应装置，如电阻式、电感式及电容式。
如美国专利商标局2003年3月18日公告的专利号为6534970的专利，其揭示了一种利用电感技术的旋转式位置检测技术，所述技术包括两部分，第一部分通过空间上围绕旋转轴的旋转运动产生变化的磁场，第二部分包括两个感应器用来感应第一部分所产生的磁场，并产生相应的信号，上述信号随着第一部分与第二部分的相对角度的变化而变化，则根据变化的信号即可测出第一部分与第二部分的相对位置。
如美国专利商标局2003年4月8日公告的专利号为6545614的专利。其揭示了一种电阻感应装置，该装置包括一振荡电路单元及一电子节点单元，所述振荡电路单元为电子节点单元提供一高频率信号，如果侦测器侦测到物体如手指的触摸，电子节点单元的阻抗将随之变化，当手指触摸电子节点时则产生的电阻与电子节电的输入端的电阻相匹配，反射波变小，通过检测反射波并将其与一鉴别器单元比较若反射度变小即可确定物体触摸。
再如美国专利商标局1996年2月27日公告的专利号为5495077的专利，其揭示了一种电容位置感应器，所述感应器在与感应焊盘相连的垂直及水平方向上的导线上具有一特性电容。所述电容将随着物体的触摸的活动或者物体相对于感应矩阵的运动而发生变化，矩阵中X及Y方向的每个交点的电容的变化被转换为X及Y方向上的电压，这些电压经分析电路处理后产生代表物体中心位置的电子信号。
上述专利技术虽然在性能上有了改进，如响应速度快，分辨率高，操作简单，但是其结构及电路均比较复杂，生产成本亦较高，且其耗电较大，手指感应的准确度不高易产生误操作。
【发明内容】
基于上述内容，本发明的目的在于提供一种触摸式感应装置，该感应装置可通过触摸感应物体的杂讯，实现预期的功能。
本发明的目的是提供一种触摸式感应装置。该装置包括：一门电路、一感应器、一信号源、一第一负载电路及一第二负载电路。该门电路有一第一输入端及一第二输入端；该感应器连接于该门电路的第二输入端；该信号源，有一第一输出端及第二输出端；该第一负载电路连接于该信号源的第二输出端与该门电路的第二输入端之间；该第二负载电路连接于该信号源的第二输出端与该门电路的第二输入端之间；该感应装置还包括一差分信号源及两个导电体，该差分信号源的正极输出端及负极输出端分别连接一导电体，该感应器位于该两个导电体之间，并与该两个导电体构成两个电容。
相较于现有技术，所述触摸式感应装置采用门电路，可有效提高该触摸式感应装置感应杂讯的灵敏度，其简单的电路亦可降低制造成本。
【附图说明】
图1为触摸式感应装置的实施方式的电路图。
图2为触摸式感应装置的实施方式在物体触摸前后该感应装置输入输出的脉冲变化图。
【具体实施方式】
请参阅图1，为触摸式感应装置的实施方式的电路图。该触摸式感应装置包括一差分信号源11、两个导电体12、一感应器13、一信号源14、一第一负载电路18、一第二负载电路19、一门电路15、一侦测器16及一信号处理电路17。在本实施方式中，该第一负载电路18可由一电容C及一第一电阻R1构成，该第二负载电路19可由一第二电阻R2构成。该差分信号源11的正负两极分别与该两个导电体12其中之一连接。该感应器13位于该两个导电体12之间，与该两个导电体12构成两个电容。该信号源14有两个输出端，其中一输出端连接该第二电阻R2，该第二电阻R2与该感应器共同连接至该门电路15之一输入端，该信号源14的另一输出端连接该第一电阻R1，该第一电阻R1与该电容C共同连接至该门电路15之另一输入端，该电容C之一端接地。该门电路15的输出端连接该侦测器16的输入端，该侦测器16的输出端连接该信号处理电路17。
该差分信号源11用于产生两个频率相等，相位相反的交流信号，在该触摸式感应装置所处的环境中，都会有杂讯的影像，这些杂讯可由一些带电体产生，如灯管、电脑等.这些杂讯为一些具有不规则波形之讯号.当这些杂讯作用于上述由该差分信号源11与该两个导电体构成的电容时，由于该两个导电体12分别与该差分信号源11的正极与负极相连，则经由该两个电容的杂讯的正半波可被该差分信号源11的负极产生的讯号抵消，而经由该两个电容的杂讯的负半波可被差分信号源11的正极产生的讯号抵消，如此可减少周围环境杂讯对电路的影响.该信号源14的两个输出端分别连接两个负载电路，可为该两个负载电路提供相同大小及相位的信号，可调节第一电阻R1，第二电阻R2及电容C的大小，使该门电路15两个输入端的输入信号相同，该门电路15在其两个输入端的输入信号相同时，其输出为一第一状态，在其两个输入端的输入信号不同时，其输出为一第二状态.在本实施方式中该门电路15采用的是异或门，即输入信号相同时，其输出为低电平，在输入信号不同时，其输出为高电平.在物体(如手指)触摸该感应器13时，该感应器13感应物体所带的杂讯，则与该感应器13相连的该门电路15的输入端输入信号发生延迟，该门电路的两个输入端的输入信号不再相同，从而引起该门电路的输出脉冲的变化，具体脉冲变化请参阅图2，侦测器16侦测到该变化，即可判断物体的触摸，信号处理电路17对该信号进行处理以实现相应的控制，其中，物体触摸感应器可直接触摸，也可隔着其他物体，如塑胶板等绝缘物.
请参阅图2，为触摸式感应装置的实施方式在物体触摸前后该感应装置输入输出的脉冲变化图。如图示，脉冲A及脉冲B为物体触摸前该门电路15的两个输入端的输入信号的脉冲图，该两个信号的大小，相位均相同，脉冲C为该门电路15的输出端输出信号的脉冲图，本实施方式中采用的是异或门，根据该异或门的特性，即输入信号相同，输出为低电平，输入信号不同，输出为高电平，依据异或门的该特性，则在此，该门电路15的输出为低电平。该侦测器16每隔该信号源14所产生信号的二分之一个周期的时间检测一次该门电路15的输出端，若侦测该门电路15的输出为低电平，则该侦测器16的信号亦为低，若该门电路15的输出为高电平，则该侦测器16的输出信号亦为高电平，物体未触摸时，该门电路15的输出一直处于低电平状态，则该侦测器16的信号亦为低电平状态，具体如脉冲D所示。
当物体触摸该感应器13时，该感应器13感应物体所带的杂讯，使与该感应器13相连的门电路15的输入端输入讯号的相位发生延迟，如脉冲B-sense所示，根据异或门的特点，输入讯号不同时，输出为高电平，则该门电路15的输出讯号为持续低电平的状态得到改变，若物体离开该感应器13，则该门电路15的两个输入端的输入讯号又恢复到相同的状态，则其输出亦恢复为低电平，具体如脉冲C-sense所示，该侦测器16在侦测到该门电路15的输出端有高电平产生时，则将该侦测器16的讯号设置为高电平，在物体离开该感应器13时，相应的该侦测器16所侦测的侦测讯号亦随该门电路15变为低电平，具体如脉冲D-sense所示，在此，可根据该侦测器16的输出讯号持续高电平的时间来判断该物体触摸该感应装置的时间。
Claims (7)
1.一种触摸式感应装置，包括：一门电路，有一第一输入端及一第二输入端；一感应器，连接于该门电路的第二输入端；一信号源，有一第一输出端及第二输出端；一第一负载电路，连接于该信号源的第一输出端及该门电路的第一输入端之间；一第二负载电路，连接于该信号源的第二输出端与该门电路的第二输入端之间；其特征在于，该感应装置还包括一差分信号源及两个导电体，该差分信号源的正极输出端及负极输出端分别连接一导电体，该感应器位于该两个导电体之间，并与该两个导电体构成两个电容。
2.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，在该感应器未被触摸时，该门电路的第一输入端及第二输入端的输入信号相同。
3.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，该第二负载电路可由一电容及一第一电阻构成，该第一电阻与该信号源相连，该电容与该第一电阻共同连接至该门电路之一输入端。
4.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，该第二负载电路可由一第二电阻构成。
5.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，该感应装置还包括一侦测器，连接于该门电路的输出端，用于侦测由该门电路输出的信号。
6.如权利要求5所述的触摸式感应装置，其特征在于，该触摸式感应装置还包括一信号处理电路，该信号处理电路连接于该侦测器的输出端，用于处理该侦测器侦测的信号。
7.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，该门电路可为异或门。
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