專利名稱：用于驅(qū)動(dòng)觸摸板的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)觸摸板的裝置和方法，具體涉及一種用于驅(qū)動(dòng)觸摸板的裝置和方法，其增大了模數(shù)轉(zhuǎn)換范圍以改善效率。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，電阻型觸摸板包括兩個(gè)相互面對(duì)并在其間以一個(gè)間隙隔開的電阻層。兩個(gè)電阻層之一具有在“X”方向沿著該電阻層的邊沿相互面對(duì)形成的第一對(duì)電極，另一個(gè)電阻層具有在“Y”方向沿著該另一個(gè)電阻層的邊沿相互面對(duì)形成的第二對(duì)電極。因此，通過每個(gè)電阻層中的電極交替地施加電流，從而在每個(gè)電阻層上產(chǎn)生一個(gè)電壓。因此，當(dāng)一個(gè)用戶按壓該觸摸板時(shí)，兩個(gè)電阻層在用戶按壓的位置相互接觸，從而形成一個(gè)接觸點(diǎn)，使得通過測(cè)量電阻層中電壓的變化可以檢測(cè)接觸點(diǎn)在X-Y方向的坐標(biāo)位置。但是，如果甚至在輸入等待時(shí)段期間，即當(dāng)用戶沒有產(chǎn)生接觸點(diǎn)時(shí)，也把電流恒定地施加到電阻層，那么在輸入等待時(shí)段期間會(huì)浪費(fèi)電力。因此，通常在輸入等待時(shí)段期間不向觸摸板施加電流，并且觸摸板被設(shè)計(jì)為自動(dòng)檢測(cè)用戶何時(shí)產(chǎn)生一個(gè)接觸點(diǎn)。
圖1是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電阻型觸摸板的電路圖，圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)用戶按壓圖1的觸摸板時(shí)觸摸板的等效電路圖。在圖1中，一對(duì)方形電阻層10和12以一個(gè)間隙相互面對(duì)地形成。電阻層10具有在“X”方向沿著電阻層10的邊沿相互面對(duì)地形成的第一電極A1和第二電極A2。電阻層12具有在“Y”方向沿著電阻層12的邊沿相互面對(duì)地形成的第三電極A3和第四電極A4。第二電極A2通過第一晶體管Tr1連接到一個(gè)提供固定電壓的電源Vcc，第四電極A4通過第二晶體管Tr2連接到電源Vcc。而且，第一電極A1通過與第一電阻器R1并聯(lián)的第三晶體管Tr3接地，第三電極A3通過與第二電阻器R2并聯(lián)的第四晶體管Tr4接地。第三電極A3的電壓變化被表示為在“X”方向的第一位置檢測(cè)信號(hào)Vx，第一電極A1的電壓變化被表示為在“Y”方向的第二位置檢測(cè)信號(hào)Vy。此外，每個(gè)晶體管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4都連接到一個(gè)開關(guān)信號(hào)(未示出)，使得在一個(gè)輸入等待時(shí)段期間，所有晶體管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4截止并且第一電極A1被設(shè)置為HIGH。
在圖2中，當(dāng)一個(gè)用戶按壓觸摸板時(shí)，兩個(gè)電阻層10和12在一個(gè)接觸點(diǎn)相互接觸。因此，電流通過電阻層10和12和第二電阻R2流入地，并且第三電極A3的電壓電平也變化。因此，可以使用所檢測(cè)的第三電極A3的電壓電平的變化作為觸摸板是否被按壓的指示。
隨后，當(dāng)已經(jīng)按壓觸摸板時(shí)，一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)(未示出)被施加到第一和第三晶體管Tr1和Tr3的基極以便周期性地把來(lái)自電源Vcc的電源電壓施加到電極A1和A2之間，使得第一位置檢測(cè)信號(hào)Vx可以在第三電極A3的“X”方向檢測(cè)接觸點(diǎn)。而且，一個(gè)反向開關(guān)控制信號(hào)(未示出)被施加到第二和第四晶體管Tr2和Tr4的基極以便周期性地把來(lái)自電源Vcc的電源電壓施加到兩個(gè)電極A3和A4之間，使得第二位置檢測(cè)信號(hào)Vy可以在第一電極A1的“Y”方向檢測(cè)接觸點(diǎn)。
圖3表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電阻層的橫剖面圖。在圖3中，如果把一個(gè)電壓施加到電阻層，電壓在跨過電阻層表面時(shí)有變化。例如，如果電源Vcc把一個(gè)5V電壓提供給電阻層中的第一電極，在鄰近第一電極的點(diǎn)A測(cè)量的電壓為大約4.5-4.7V。相反，在鄰近相對(duì)電極的點(diǎn)B測(cè)量的電壓僅為大約0.3-0.5V。因此，電壓在跨過電阻層表面后下降。不幸的是，觸摸板的有源區(qū)域通常位于電阻層的中心區(qū)域。由于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參考電壓通常是5V，在遠(yuǎn)離相對(duì)電極的觸摸板有源區(qū)域中不能獲得大約0.4-4.6V的可檢測(cè)電壓范圍。因此，現(xiàn)有技術(shù)觸摸板的性能不能完全令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明針對(duì)一種用于驅(qū)動(dòng)觸摸板的裝置和方法，其實(shí)質(zhì)上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置，其能夠通過提高施加到一個(gè)電源電壓的電壓并利用可變電阻控制所施加電壓的大小，來(lái)精確地檢測(cè)觸摸板上的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是通過把一個(gè)開關(guān)元件作為一個(gè)附加控制來(lái)控制如何把電流施加到每個(gè)電極以在第一和第二方向驅(qū)動(dòng)觸摸板，從而提高對(duì)每個(gè)電阻層的電源供給。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置，其提高所提供的電源電壓的電平并通過使用可變電阻來(lái)維持希望的電壓差，使得能夠更精確地計(jì)算電流信號(hào)和接觸點(diǎn)的坐標(biāo)。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的說(shuō)明中給出，其部分地可以從說(shuō)明書中了解，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐獲得。本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過說(shuō)明書、權(quán)利要求以及附圖中特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)本發(fā)明的目的，如所實(shí)施和廣義描述的，用于驅(qū)動(dòng)觸摸板的裝置包括第一電阻層，具有在第一方向沿著第一電阻層的相對(duì)邊沿相互面對(duì)形成的第一和第二電極；第二電阻層，具有在第二方向沿著第二電阻層的相對(duì)邊沿相互面對(duì)形成的第三和第四電極，其中第二電阻層面對(duì)第一電阻層并且與第一電阻層間隔一個(gè)間隙；高電位控制器，用于選擇性地把第一和第三電極之一連接到一個(gè)從高電位電壓源提供的高電位電壓；低電位控制器，用于選擇性地把第二和第四電極之一連接到一個(gè)低電位電壓；和可變電阻器，用于減小高電位控制器和高電位電壓源之間的高電位電壓的電壓。
應(yīng)該理解，上述一般性說(shuō)明和以下的詳細(xì)說(shuō)明都是示例性和解釋性的，是為了對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求提供進(jìn)一步解釋。


被包括來(lái)提供本發(fā)明進(jìn)一步理解的附圖構(gòu)成了說(shuō)明書的一部分，顯示了本發(fā)明實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明原理。在附圖中圖1是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電阻型觸摸板的電路圖；
圖2表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)用戶按壓圖1的觸摸板時(shí)觸摸板的等效電路圖；圖3表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電阻層的橫剖面圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置的電路圖；以及圖5表示根據(jù)本發(fā)明當(dāng)用戶按壓觸摸板時(shí)觸摸板的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖中顯示的例子對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置。在圖4中，觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置可以包括觸摸板驅(qū)動(dòng)器30；控制器32，用于控制觸摸板驅(qū)動(dòng)器30；和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器34，連接在觸摸板驅(qū)動(dòng)器30和控制器32之間。觸摸板驅(qū)動(dòng)器30可以包括觸摸板，具有一對(duì)方形電阻層20和22；和驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，用于驅(qū)動(dòng)觸摸板。電阻層20和22可以相互面對(duì)地以間隔一個(gè)特定間隙的方式形成。而且，電阻層20可以具有在“X”方向沿著電阻層20的邊沿相互面對(duì)地形成的第一電極a1和第二電極a2。電阻層22可以具有在“Y”方向沿著電阻層22的邊沿相互面對(duì)地形成的第三電極a3和第四電極a4。第二電極a2可以通過第一晶體管Tr1和第一可變電阻Vr1連接到一個(gè)提供固定電壓的電源Vcc。第四電極a4可以通過第二晶體管Tr2和第二可變電阻Vr2連接到電源Vcc。而且，第一電極a1可以通過與第一電阻器R1并聯(lián)的第三晶體管Tr3接地，而第三電極a3可以通過與第二電阻器R2并聯(lián)的第四晶體管Tr4接地。第三電極a3的電壓變化可以表示為在“X”方向的第一位置檢測(cè)信號(hào)Vx，第一電極a1的電壓變化可以表示為在“Y”方向的第二位置檢測(cè)信號(hào)Vy。此外，每個(gè)晶體管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4都可以連接到一個(gè)開關(guān)信號(hào)(未示出)，使得在輸入等待時(shí)段期間，所有晶體管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4可以截止并且第一電極A1可以被設(shè)置為HIGH。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明當(dāng)用戶按壓觸摸板時(shí)觸摸板的等效電路圖。在圖5中，當(dāng)用戶按壓觸摸板時(shí)，兩個(gè)電阻層20和22在用戶按壓的接觸點(diǎn)相互接觸。在圖5中，電流可以通過電阻層20和22、第一可變電阻Vr1、和第二電阻器R2流入地。因此，第三電極a3的電壓電平也可以改變。因此，所檢測(cè)的第三電極a3的電壓電平的變化也可以表示觸摸板是否已經(jīng)被按壓以及輸入等待時(shí)段是否已經(jīng)期滿。
隨后，當(dāng)已經(jīng)檢測(cè)到第三電極a3的電壓電平的變化時(shí)(即，觸摸板已經(jīng)被按壓并且輸入等待時(shí)段已經(jīng)期滿)，可以把一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)(未示出)施加到第一和第三晶體管Tr1和Tr3的基極，以便周期性地把來(lái)自電源Vcc的電源電壓提供到第一和第二電極a1和a2之間，使得第一位置檢測(cè)信號(hào)Vx可以在第三電極a3的“X”方向檢測(cè)接觸點(diǎn)。而且，可以把一個(gè)反向開關(guān)控制信號(hào)(未示出)提供到第二和第四晶體管Tr2和Tr4的基極，以便周期性地把來(lái)自電源Vcc的電源電壓施加到第三和第四電極a3和a4之間，使得第二位置檢測(cè)信號(hào)Vy可以在第一電極a1的“Y”方向檢測(cè)接觸點(diǎn)。而且，從電源Vcc提供的電源電壓可以固定在大約8-12V的范圍，而來(lái)自大地的地電壓可以被設(shè)置為大約0V。
控制器32可以提供用于控制晶體管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4的該開關(guān)控制信號(hào)和該反向開關(guān)控制信號(hào)。而且，控制器32可以把來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器34的包括代表位置檢測(cè)信號(hào)Vx和Vy的四個(gè)位置檢測(cè)信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)提供給一個(gè)主機(jī)(未示出)。具體地說(shuō)，A/D轉(zhuǎn)換器34可以轉(zhuǎn)換在電極處的電壓，并把電壓反映為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，使得該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以被提供為一個(gè)“是否按壓”檢測(cè)信號(hào)，一個(gè)在“X”方向的第一位置檢測(cè)信號(hào)，和一個(gè)在“Y”方向的第二位置檢測(cè)信號(hào)。因此，該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)具有2n位值。隨后，主機(jī)可以基于該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并且在計(jì)算接觸點(diǎn)的坐標(biāo)位置之前，主機(jī)還可以基于位置檢測(cè)信號(hào)計(jì)算觸摸板的電流信號(hào)Xu和Yu(未示出)的電平。
根據(jù)本發(fā)明，從電源Vcc提供的電源電壓可以在大約8-12V范圍內(nèi)，那么可變電阻Vr1或Vr2可以提供對(duì)電源電壓的特定電壓降。例如，當(dāng)控制器32提供的開關(guān)控制信號(hào)接通晶體管Tr1時(shí)，下降的電壓被施加給第二電極a2。隨后，可變電阻Vr1的電阻值可以被設(shè)置為在電極a1和a2之間形成5V電壓差。因此，甚至當(dāng)電源電壓不足以維持觸摸板的電極之間的希望電壓差時(shí)，可變電阻可以提供該電壓差。因此，基于來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器的2n位數(shù)據(jù)，通過恒定維持的電位可以檢測(cè)接觸點(diǎn)的精確位置。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明精神或范圍的條件下，可以對(duì)本發(fā)明的觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置和方法進(jìn)行各種改進(jìn)和變型。因此，應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明覆蓋所有落入所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)的所有改進(jìn)和變型。
權(quán)利要求
1.一種觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置，包括第一電阻層，具有在第一方向沿著第一電阻層的相對(duì)邊沿相互面對(duì)地形成的第一和第二電極；第二電阻層，具有在第二方向沿著第二電阻層的相對(duì)邊沿相互面對(duì)地形成的第三和第四電極，其中第二電阻層面對(duì)第一電阻層并與第一電阻層間隔一個(gè)間隙；高電位控制器，用于選擇性地把第一和第三電極之一連接到一個(gè)從高電位電壓源提供的高電位電壓；低電位控制器，用于選擇性地把第二和第四電極之一連接到一個(gè)低電位電壓；和可變電阻器，用于減小在高電位控制器和高電位電壓源之間的高電位電壓的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括控制器，用于控制高電位控制器和低電位控制器；和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于把在第二和第四電極處的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)代表一個(gè)“是否按壓”檢測(cè)信號(hào)，一個(gè)在第一方向的位置檢測(cè)信號(hào)，和一個(gè)在第二方向的位置檢測(cè)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括2n位的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中高電位電壓大體上在大約8-12V范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中低電位電壓大體上為0V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中可變電阻器減小高電位電壓的電壓以把第一和第二電極之間或第三和第四電極之間的電位差大體上維持在5V。
8.一種驅(qū)動(dòng)觸摸板裝置的方法，包括以下步驟在第一方向沿著第一電阻層的相對(duì)邊沿形成相互面對(duì)的第一和第二電極；在第二方向沿著第二電阻層的相對(duì)邊沿形成相互面對(duì)的第三和第四電極；第二電阻層被形成為與第一電阻層面對(duì)并間隔一個(gè)間隙；選擇性地把第一和第三電極之一連接到一個(gè)從高電位電壓源提供的高電位電壓；選擇性地把第二和第四電極之一連接到一個(gè)低電位電壓；以及減小高電位控制器和高電位電壓源之間的高電位電壓的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟把第二和第四電極處的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)代表一個(gè)“是否按壓”檢測(cè)信號(hào)，一個(gè)在第一方向的位置檢測(cè)信號(hào)，和一個(gè)在第二方向的位置檢測(cè)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)包括2n位的數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟把高電位電壓設(shè)置為大體上在大約8-12V范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟把低電位電壓設(shè)置為大體上0V。
全文摘要
一種增大模數(shù)轉(zhuǎn)換范圍的觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置和方法，該觸摸板驅(qū)動(dòng)裝置包括第一電阻層，具有在第一方向沿著第一電阻層的相對(duì)邊沿相互面對(duì)地形成的第一和第二電極；第二電阻層，具有在第二方向沿著第二電阻層的相對(duì)邊沿相互面對(duì)地形成的第三和第四電極。該裝置還包括高電位控制器，用于選擇性地把第一和第三電極之一連接到一個(gè)從高電位電壓源提供的高電位電壓；低電位控制器，用于選擇性地把第二和第四電極之一連接到一個(gè)低電位電壓。此外，使用一個(gè)可變電阻器，用于減小在高電位控制器和高電位電壓源之間的高電位電壓的電壓。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1428741SQ0215912
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者孔南零 申請(qǐng)人:Lg.飛利浦Lcd有限公司