带电体感测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种带电体感测系统，其包括：一讯号产生器，该讯号产生器产生至少一激励讯号；一滤波器，该滤波器耦接该讯号产生器，该滤波器接收该讯号产生器的激励讯号，又该滤波器包括至少一调谐电路，该调谐电路包括至少一带电体感测单元，而该带电体感测单元内具有至少一带电体感测电极与至少一阻抗元件；以及一检知器，该检知器耦接该滤波器，该检知器对应检知该滤波器的输出讯号。据此，当至少一带电体近接或碰触该带电体感测电极时，该滤波器的输出讯号会产生变化，通过该检知器检知该滤波器的输出讯号的变化来进行运算，得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该带电体的运动轨迹、速度及该带电体的定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种带电体感测系统，特别是指一种通过一检知器检知该滤波器的输 出讯号的变化来进行运算，得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该带电体的运动轨迹、 速度及该带电体的定位。
技术介绍
对于物体的近接感测与定位有许多方法，常见的有使用电容式感测、电磁式感测、 光学式感测与声学式感测等等方式。许多电磁式感测是基于感应发生时，磁通量发生变化，而推论近接物体的距离变 化。一种常见方式是使用两组感测板，其基本原理是靠电磁感应方式，一组为讯号发 射端，一组为讯号接收端，当两组感测板接近时，磁通量发生变化，通过运算而定义位置点。另一种常见方式是将一个已调谐好的震荡电路上的线圈当作感应电极，当一个 金属物体靠近感应电极时，磁通量将发生变化，进而衰减震荡讯号的振幅，此变化可使用许 多方式监控。现有的电磁式近接感测与定位的缺陷在于1.无法感应人体近接。2.在触控屏幕与电子绘图应用上，通常需要使用特殊电磁笔，通常会增加成本与 降低便利性。许多电容式感测是基于电容的充放电特性，其依据充放电所需时间推算出电容 值,进而推论出近接物体的距离变化。一种常见方式是将感测电极连接于一个RC电路上，此电路使用定电压或定电流 对电容进行充电或放电。当物体靠近电容感应电极，而产生感应电容变化时，此变化将改变 整个系统的时间常数与充电、放电时间。有许多方式可以量测出这个变化率，一般来说是通 过一个比较器与一个参考电位来确认此变化。第二种常见方式是将感测电极连接于已调谐好的震荡电路上，当感应电极上感 应到电容变化时将轻微地改变此调谐电路的振荡频率，此变化可使用许多方式监控。另一种常见方式是将感应电极上的电荷移转到参考电容上。此电路使用定电压 或定电流对感应电极与参考电容进行充电或放电。当物体近接感应电极而产生感应电容变 化时，此变化将造成参考电容上的电位变化。有许多方式可以量测出这个变化率，一般来说 是通过一个比较器与一个参考电位来确认此变化。现有电容式近接感测与定位的缺陷在于1.容易产生射频讯号或受射频讯号干扰。2.容易受水气影响感应，在潮湿环境中容易误动作或是无法动作。3.讯杂比(SNR)差、灵敏度低，无法监控大型物体上感应电容的微小变化，或是无 法在大型物体所产生的大量背景电容环境下，监控小电容变化。4.设计成触控屏幕时易受感测电极本身的电阻影响。5.容易受漏电流影响。6.成本高。又请參阅图21所示，其为现有的电容感测电极在外围产生较大线性误差的示意图，如图21所示，该多个电容感测电极503是以每一电容感测电极503以相同大小及形状而排列组合的独立矩阵502，其缺陷在于若采用内插法来做绘图与定位应用时，其最外围的电容感测电极会有偏移线条500而产生较大的线性误差。图21所示的电容感测电极排列方式为独立矩阵502，在另ー种现有的行列交错式感测电极排列方式的应用时也会有相同的缺陷。有鉴于此，本专利技术人潜心研思、设计组制，期能提供一种带电体感测系统，能够通过该检知器检知该滤波器的输出讯号的变化来进行运算，得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该带电体的运动轨迹、该带电体的速度及该带电体的定位。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提出一种带电体感测系统，通过ー检知器检知该滤波器的输出讯号的变化进行运算，得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该带电体的运动轨迹、速度及该带电体的定位。为达上述目的，本专利技术提供一种带电体感测系统，其包括一讯号产生器，该讯号产生器产生至少ー激励讯号，而该激励讯号包括至少一周期性讯号，而该周期性讯号包括至少ー个循环；ー滤波器，该滤波器耦接该讯号产生器，而该滤波器接收该讯号产生器的至少ー激励讯号，又该滤波器包括至少ー调谐电路，该至少ー调谐电路包括至少ー带电体感测单元，而该至少ー带电体感测单元内具有至少ー带电体感测电极与至少ー阻抗元件；以及ー检知器，该检知器耦接该滤波器，该检知器对应检知该滤波器的至少ー带电体感测单元的输出讯号，又该至少ー带电体感测单元包括有至少ー带电体感测电极，于该带电体感测电极对应感测其表面及邻近区域的状态，当至少ー带电体近接或碰触该带电体感测电极时，则对应该滤波器的输出讯号会产生变化，该检知器检知该滤波器的输出讯号的变化进行运算，得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该带电体的运动轨迹、速度及该带电体的定位。为了能够更进一歩了解本专利技术的特征、特点和
技术实现思路
，请參阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，只是所附图式仅提供參考与说明用，非用以限制本专利技术。附图说明图1为本专利技术第一实施例的方块示意图；图2为本专利技术第一实施例使用带电体近接或碰触的方块示意图；图3为本专利技术第一实施例的滤波器的转移函数示意图；图4为本专利技术第一实施例的滤波器的转移函数示意图；图5为本专利技术第一实施例的滤波器有带电体近接或碰触对应的转移函数示意图；图6为本专利技术第一实施例的等效电路示意图；图7a为带电体感测电极与检知器输入电容所形成的并联等效电路示意图7b为图7a的并联等效电路不意图；图7c为图7a的串联等效电路示意图；图8a为带电体靠近带电体感测电极与检知器的输入电容所形成的等效电路示意图；图8b为图8a的等效电路不意图；图8c为图8a的并联等效电路不意图；图8d为图8a的串联等效电路不意图； 图9a为图6的等效电路不意图；图9b为图9a的电压函数V (f)波形示意图；图1Oa为图9a由带电体靠近带电体感测电极后的等效电路示意图；图1Ob为图1Oa中电压函数Vt (f)波形示意图；图1la为图9b在时域上的表现电压函数v(t)的示意图；图1lb为图1Ob在时域上的表现电压函数vT(t)的示意图；图12为当带电体由远而近靠近带电体感测电极示意图；图13为图9b及图1ObV (f0)与Vt (f0)电压变化示意图；图14为本专利技术第一实施例的滤波器内部元件方块示意图；图15为本专利技术第一实施例的带电体感测单元内部元件方块示意图；图16为本专利技术第二实施例的等效电路示意图；图17为本专利技术第三实施例的方块示意图；图18为本专利技术第三实施例由一多数带电体触碰该多数带电体感测电极的动作示意图；图19为本专利技术第三实施例在图18状况下的激励讯号与该输出讯号相对应的波形示意图；图20为本专利技术第四实施例的多数带电体感测电极排列于显示器的示意图；图21为现有的电容感测电极产生边界误差的示意图；图22为本专利技术第五实施例的方块示意图；图23为本专利技术第五实施例的带电体感测电极使用示意图。图中符号说明10讯号产生器101激励讯号102输出讯号103感应电容20滤波器200调谐电路21带电体感测单元211、212 带电体感测电极210阻抗元件201电容元件202电感元件203多任务器204放大/缓冲器208微处理器单元209显示器22切换开关220滤波器的转移函数221激励讯号频率(1/T)23第一多任务器·231第一电容232第二电容233第三电容241第一带电体感测电极242第二带电体感测电极243第三带电体感测电极244第四带电体感测电极245第五带电体感测电极246第六带电体感测电极247第七带电体感测电极248第八带电体感测电极249第九带电体感测电极250第十带电体感测电极251第^^ 一带电体感测电极252第十二带电体感测电极253第十三带电体感测电极254第十四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电体感测系统，其特征在于，包括：一讯号产生器，该讯号产生器产生至少一激励讯号，而该激励讯号包括至少一周期性讯号，而该周期性讯号包括至少一个循环；一滤波器，该滤波器耦接该讯号产生器，而该滤波器接收该讯号产生器的至少一激励讯号，又该滤波器包括至少一调谐电路，该至少一调谐电路包括至少一带电体感测单元，而该至少一带电体感测单元内具有至少一带电体感测电极与至少一阻抗元件；以及一检知器，该检知器耦接该滤波器，该检知器对应检知该滤波器的至少一带电体感测单元的输出讯号，又该至少一带电体感测单元包括有至少一带电体感测电极，于该带电体感测电极对应感测其表面及邻近区域的状态，当至少一带电体近接或碰触该带电体感测电极时，则对应该滤波器的输出讯号会产生变化，该检知器检知该滤波器的输出讯号的变化以得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该至少一带电体的运动轨迹、速度及该至少一带电体的定位。

【技术特征摘要】
2011.09.22 US 61/537,5901.一种带电体感测系统，其特征在于，包括一讯号产生器，该讯号产生器产生至少一激励讯号，而该激励讯号包括至少一周期性讯号，而该周期性讯号包括至少一个循环；一滤波器，该滤波器耦接该讯号产生器，而该滤波器接收该讯号产生器的至少一激励讯号，又该滤波器包括至少一调谐电路，该至少一调谐电路包括至少一带电体感测单元，而该至少一带电体感测单元内具有至少一带电体感测电极与至少一阻抗元件；以及一检知器，该检知器耦接该滤波器，该检知器对应检知该滤波器的至少一带电体感测单元的输出讯号，又该至少一带电体感测单元包括有至少一带电体感测电极，于该带电体感测电极对应感测其表面及邻近区域的状态，当至少一带电体近接或碰触该带电体感测电极时，则对应该滤波器的输出讯号会产生变化，该检知器检知该滤波器的输出讯号的变化以得到该带电体感测单元内的阻抗值变化、该至少一带电体的运动轨迹、速度及该至少一带电体的定位。2.如权利要求1所述的带电体感测系统，其中，该讯号产生器包含多个讯号产生器，各该讯号产生器将该至少一激励讯号传输至该滤波器，又该讯号产生器与该滤波器的连接方式可通过广播、电磁耦合、电容耦合、光电耦合、声波耦合或直接电性连接方式的其中任一者。3.如权利要求1所述的带电体感测系统，其中，该滤波器包括至少一带电体感测单元， 该带电体感测单元令该滤波器的转移函数内含至少一个二次多项式因式。4.如权利要求1所述的带电体感测系统，其中，该检知器包含多个检知器，各该检知器为一电流振幅检知器、一电压振幅检知器、一电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立新，
申请(专利权)人：黄立新，
类型：发明
国别省市：