專利名稱：數(shù)字化儀控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與數(shù)字化儀控制裝置(digitizer controller)有關(guān)，具體地說，與能用半導(dǎo)體集成電路實現(xiàn)的可用于錄入筆型(stylus type)、手指觸摸型(finger touch type)和按觸面板型(touch panel type)數(shù)字化儀的數(shù)字化儀控制裝置有關(guān)。
個人計算機、便攜式發(fā)送機、個人信息處理機等都要利用諸如鍵盤、鼠標(biāo)器或數(shù)字化儀之類的輸入裝置來處理文本或圖形數(shù)據(jù)。
數(shù)字化儀用來以數(shù)字方式檢測筆或手指在一個專制的平整面板上的位置，輸出位置的X和Y座標(biāo)；與常用的鼠標(biāo)器、鍵盤或掃描器相比，具有圖形和字符輸入既方便又精確的優(yōu)點。此外，數(shù)字化儀可以預(yù)料會代替常用的傳統(tǒng)輸入裝置。
數(shù)字化儀有三種類型利用專用筆的錄入筆型，利用手指的手指觸摸型，以及利用普通筆或任何指點物的按觸面板型。
錄入筆型廣泛地用于圖形或CAD應(yīng)用。手指觸摸型用于使用觸摸屏顯示器的設(shè)備。按觸面板型用于個人數(shù)字輔助設(shè)備(PDA)或電子機構(gòu)。
為了實現(xiàn)數(shù)字化儀的系統(tǒng)，需要配備指定座標(biāo)數(shù)據(jù)的圖形輸入板，確定在圖形輸入板所表示的座標(biāo)系統(tǒng)中的位置的諸如錄入筆、普通觸筆或手指那樣的指點器，以及控制以上各件的數(shù)字化儀控制裝置。
圖形輸入板有一個專制的矩形面板。這個面板可以是敷有一層電阻性薄膜(對于錄入筆型或手指觸摸型)，也可以是由兩片電阻性物質(zhì)構(gòu)成，這兩片配置成由襯墊隔開，而在受壓時能夠接觸(對于按觸面板型)。
在將AC信號(對于錄入筆型和手指觸摸型)或DC信號(對于按觸面板型)加到面板的四個角上時，如果指點器所指位置不同，所檢測到的信號也就不同，因此就能識別指點器所指的位置。這種面板和控制器可參見美國專利NO.4,600,807、4,649,232、4,650,962和4,665,283，因此說明從略。
然而，由于常規(guī)的數(shù)字化儀控制裝置只是專為上述三種類型中的某一種類型設(shè)計的，因此如果配備一個能配合任何類型的相應(yīng)數(shù)字化儀控制裝置，就會十分方便。此外，由于數(shù)字化儀控制裝置用分立電路器件實現(xiàn)，裝置的體積和功率都比較大。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提出一種能適用于錄入筆、手指觸摸和按觸面板這幾種類型中任何類型的數(shù)字化儀控制裝置。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種改進(jìn)的手指觸摸型驅(qū)動方法。
本發(fā)明的第三個目的是提出一種適合上述驅(qū)動方法的手指觸摸型驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種自動調(diào)整數(shù)字化儀控制裝置中的帶通濾波特性的方法。
本發(fā)明的第五個目的是提出一種自動調(diào)整數(shù)字化儀控制裝置中的帶通濾波特性的裝置。
本發(fā)明的第六個目的是提出一種適合這種數(shù)字化儀控制裝置的接口部。
本發(fā)明的第七個目的是提出一種適合這種數(shù)字化儀控制裝置的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器。
本發(fā)明的第八個目的是提出一種適合這種數(shù)字化儀控制裝置的面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生器。
本發(fā)明的第九個目的是提供一種適合這種數(shù)字化儀控制裝置的節(jié)電電路。
因此，為了達(dá)到第一個目的，本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器，用來接收具有預(yù)定第一頻率的時鐘信號，產(chǎn)生在錄入筆和手指觸摸模式所需的具有預(yù)定第二頻率的面板驅(qū)動信號；一個基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器，用來產(chǎn)生在按觸面板模式所需的具有預(yù)定基準(zhǔn)電平的基準(zhǔn)電壓信號；一個第一多路復(fù)用器，用來根據(jù)指示錄入筆、手指觸摸或按觸面板模式的模式選擇信號選擇輸出基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器提供的基準(zhǔn)電壓信號和面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器提供的面板驅(qū)動信號兩者之一；一個四通路驅(qū)動部，用來接收第一多路復(fù)用器的輸出，根據(jù)與工作模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生相應(yīng)通路驅(qū)動信號，分別提供給面板的各個角；一個電流-電壓變換器，用來檢測流入或流出面板各角的電流的變化；一個差分放大器，用來在手指觸摸模式產(chǎn)生與在電流-電壓變換器(18)的輸出和四通路驅(qū)動部(16)提供的通路驅(qū)動信號之間的差分分量相應(yīng)的四個通路的差分信號；一個第二多路復(fù)用器(22)，用來相繼選擇從差分放大器(20)輸出的四通路差分信號，將所選擇的信號作為一個手指觸摸信號輸出；一個第三多路復(fù)用器(26)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出從第二多路復(fù)用器(22)輸出的手指觸摸信號和從錄入筆輸出的錄入筆信號兩者之一；一個第四多路復(fù)用器(34)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出預(yù)定基準(zhǔn)電壓和從面板(200)輸出的按觸面板信號兩者之一；一個帶通濾波器(28)，用來從第三多路復(fù)用器(26)的輸出中濾出面板驅(qū)動信號的頻率分量；一個整流器(30)，用來對帶通濾波器(28)的輸出進(jìn)行整流；一個第五多路復(fù)用器，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出整流器的輸出和第四多路復(fù)用器的輸出兩者之一；一個低通濾波器，用來從第五多路復(fù)用器的輸出中檢測基本上是直流的分量；一個模數(shù)變換器，用來與面板驅(qū)動控制信號同步地將低通濾波器的輸出變換成數(shù)字信號，作為一個座標(biāo)信號輸出；以及一個接口，用來接收微處理器提供的控制指令，產(chǎn)生通過解釋所接收的控制命令得出的指示錄入筆、手指觸摸或按觸面板模式的模式選擇信號以及與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號，和將模數(shù)變換器提供的座標(biāo)信號發(fā)送給微處理器。
最好在本發(fā)明中差分放大器配有與通路驅(qū)動信號數(shù)相應(yīng)的多個通路驅(qū)動塊，各自放大通路驅(qū)動信號之一與經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動信號之一的差。
最好在本發(fā)明中數(shù)字化儀控制裝置還包括一個前置放大器，用來分別以預(yù)定增益對手指觸摸信號、錄入筆信號和按觸面板信號進(jìn)行放大，送至第三多路復(fù)用器或第四多路復(fù)用器。
最好在本發(fā)明中數(shù)字化儀控制裝置還包括一個直流放大器，它具有三個直流放大器，按照工作模式各以不同的增益對低通濾波器的輸出進(jìn)行放大；以及一個第六多路復(fù)用器，用來根據(jù)模式選擇信號選擇直流放大器的輸出之一，將所選輸出提供給模數(shù)變換器。
最好在本發(fā)明中數(shù)字化儀控制裝置還包括一個數(shù)模變換器，用來將微處理器提供的數(shù)字控制信號變換成一個模擬信號，將經(jīng)變換的控制信號用作帶通濾波器的頻率特性控制信號。
最好在本發(fā)明中面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器還產(chǎn)生一個具有基本上與面板驅(qū)動信號的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號，在自動頻率特性控制期間提供給帶通濾波器。
最好在本發(fā)明中電流-電壓變換器配有可變電阻，使得電流-電壓變換的靈敏度可以得到調(diào)整。
最好在本發(fā)明中低通濾波器的帶寬相當(dāng)窄，從而容易消除噪聲分量和濾出直流分量。
為了達(dá)到第二個目的，本發(fā)明所提供的驅(qū)動適合手指觸摸型數(shù)字化儀的面板的方法包括下列步驟將具有相同電位的通路驅(qū)動信號分別加到面板的各個角上；檢測由于手指接觸面板而引起的流入或流出面板的每個角的電流的變化，并將所檢測到的電流變化變換成電壓變化；檢測與經(jīng)電流-電壓變換的信號與通路驅(qū)動信號之差相應(yīng)的差分信號；以預(yù)定周期相繼選擇各差分信號，并對所選各差分信號進(jìn)行時分多路復(fù)用；以及按照多路復(fù)用差分信號大小確定手指接觸位置。
為了達(dá)到第三個目的，本發(fā)明所提出的手指觸摸型數(shù)字化儀的驅(qū)動裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器，用來產(chǎn)生在手指觸摸模式所需的面板驅(qū)動信號；一個四通路驅(qū)動部，用來接收面板驅(qū)動信號，產(chǎn)生電位基本相同的四通路驅(qū)動信號提供給面板的四個角；一個電流-電壓變換器，在四通路驅(qū)動部和面板之間，用來檢測在手指接觸面板時流入或流出面板的每個角的電流的變化；一個差分放大器，用來產(chǎn)生四通路驅(qū)動信號與電流-電壓變換器提供的電流-電壓變換值之差；一個多路復(fù)用器，用來以預(yù)定周期相繼選擇從差分放大器輸出的四通路差分信號，并輸出所選信號；一個帶通濾波器，用來從多路復(fù)用器的輸出中檢測面板驅(qū)動信號的頻率分量；一個低通濾波器，用來從帶通濾波器的輸出中提取基本是直流的分量；以及一個模數(shù)變換器，用來與多路復(fù)用器的所選周期同步地將低通濾波器的輸出變換成一個數(shù)字信號。
為了達(dá)到第四個目的，本發(fā)明所提供的在適合錄入筆型和手指觸摸型的數(shù)字化儀控制裝置中調(diào)整對面板提供的手指觸模信號或錄入筆提供的錄入筆信號中的面板驅(qū)動信號頻率分量進(jìn)行帶通濾波的帶通濾波器的頻率特性的方法包括下列步驟將一個頻率基本與面板驅(qū)動信號的頻率相同的領(lǐng)示信號輸入帶通濾波器，并在預(yù)定范圍內(nèi)連續(xù)改變一個調(diào)整信號，調(diào)整帶通濾波器的頻率特性；比較從帶通濾波器輸出的信號，確定使所檢測的信號幅度成為最大的調(diào)整信號的值；以及按照所確定的調(diào)整信號設(shè)置帶通濾波器的頻率特性。
為了達(dá)到第五個目的，本發(fā)明所提出的在適合錄入筆型和手指觸摸型的數(shù)字化儀控制裝置中調(diào)整對面板提供的手指觸摸信號或錄入筆提供的錄入筆信號中的面板驅(qū)動信號頻率分量進(jìn)行帶通濾波的帶通濾波器的頻率特性的裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器，用來產(chǎn)生一個具有基本上與面板驅(qū)動信號的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號，送至帶通濾波器；一個數(shù)模變換器，用來將微處理器提供的數(shù)字調(diào)整信號變換成一個模擬信號，將經(jīng)變換的信號用作一個調(diào)整帶通濾波器的頻率特性的信號；一個模數(shù)變換器，用來檢測帶通濾波器輸出的信號的振幅；以及一個微處理器，用來產(chǎn)生在預(yù)定范圍內(nèi)改變的調(diào)整信號以改變帶通濾器的頻率特性，將所產(chǎn)生的調(diào)整信號提供給數(shù)模變換器，從在預(yù)定范圍內(nèi)改變的調(diào)整信號中確定一個與經(jīng)帶通濾波的信號中一個具有最大振幅的信號相應(yīng)的調(diào)整信號，將所確定的調(diào)整信號作為一個帶通濾波器頻率特性調(diào)整信號提供。
為了達(dá)到第六個目的，本發(fā)明所提出的向外圍設(shè)備發(fā)送微處理器產(chǎn)生的控制命令和對將外圍設(shè)備提供的數(shù)據(jù)傳送給微處理器進(jìn)行控制的接口包括一個數(shù)據(jù)鎖存器，用來鎖存微處理器提供的控制命令；一個數(shù)據(jù)緩存器，用來輸入外圍設(shè)備提供的數(shù)據(jù)和將所輸入的數(shù)據(jù)輸出給微處理器；一個命令解碼器，用來接收數(shù)據(jù)鎖存器提供的控制命令，產(chǎn)生控制外圍設(shè)備所需的各種控制信號；以及一個地址解碼器，用來接收微處理器提供的地址信號，產(chǎn)生激活數(shù)據(jù)鎖存器和數(shù)據(jù)緩存器的信號。
為了達(dá)到第七個目的，本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置中的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器包括一個D觸發(fā)器，用來接收時鐘信號，產(chǎn)生(n-1)個經(jīng)n分頻的信號，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個經(jīng)分頻信號分別與各由個數(shù)與分頻比n相應(yīng)的相繼時鐘脈沖組成的時鐘脈沖串的第一個時鐘脈沖至第(n-1)個時鐘脈沖同步；一個階梯部，用來通過按預(yù)定阻值時(n-1)個經(jīng)分頻信號進(jìn)行加權(quán)計算產(chǎn)生一個似正弦信號；以及一個帶通濾波波器，用來通過對階梯部提供的似正弦信號進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生基本上是正弦波形的面板驅(qū)動信號。
為了達(dá)到第八個目的，本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置中的面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生器包括一個第一計數(shù)器，用來通過的預(yù)定的第一計數(shù)比對時鐘信號進(jìn)行計數(shù)產(chǎn)生一個第一計數(shù)信號；一個第二計數(shù)器，用來對第一計數(shù)器提供的第一計數(shù)信號進(jìn)行二進(jìn)制計數(shù)，將經(jīng)二進(jìn)制計數(shù)的信號作為一個第二計數(shù)信號輸出；一個倒相部，具有兩個倒相器，分別用來對第一和第二計數(shù)器分別提供的第一和第二計數(shù)信號進(jìn)行倒相；一個OR門，用來對第一和第二計數(shù)信號進(jìn)行OR運算；以及一個信號選擇部，用來接收第一和第二計數(shù)器分別提供的第一和第二計數(shù)信號倒相部提供的經(jīng)倒相的第一和第二計數(shù)信號以及OR門輸出的信號，根據(jù)模式選擇信號產(chǎn)生與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號，其中信號選擇部在錄入筆和按觸面板模式輸出第一和第二計數(shù)器分別提供的第一和第二計數(shù)信號以及倒相部提供的經(jīng)倒相的第一和第二計數(shù)信號，而在手指觸摸模式輸出OR門提供的信號。
為了達(dá)到第九個目的，本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置還包括一個計數(shù)部，用來以預(yù)定第一計數(shù)比對具有預(yù)定周期的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)，輸出一個第一脈沖信號；一個計數(shù)器，用來以預(yù)定第二計數(shù)比對計數(shù)部輸出的第一脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)操作按錄入筆的筆端信號啟動；以及一個省電信號產(chǎn)生器，用來通過對計數(shù)器輸出的第二脈沖信號和錄入筆的筆端信號進(jìn)行AND運算確定錄入筆連續(xù)處在空閑狀態(tài)是否已超過一段預(yù)定時間，如果是，就產(chǎn)生一個控制功耗的省電信號，其中接口響應(yīng)省電信號產(chǎn)生器提供的省電信號進(jìn)入節(jié)電模式。
在本說明書的附圖中

圖1為作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的數(shù)字化儀控制裝置的原理圖；圖2A和2B分別示出了例示圖1所示數(shù)字化儀控制裝置在錄入筆模式的工作情況的面板驅(qū)動控制信號和通路驅(qū)動信號的波形；圖3為圖1所示數(shù)字化儀控制裝置在錄入筆模式的信號流圖；圖4A至4E為例示圖1所示數(shù)字化儀控制裝置各組成部分在錄入筆模式的工作情況的波形；圖5A和5B分別示出了常觀的手指觸摸型數(shù)字化儀控制裝置工作時的面板驅(qū)動控制信號和通路驅(qū)動信號的波形；圖6A至6C分別示出了圖1所示的本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式工作時的面板驅(qū)動控制信號和通路驅(qū)動信號的波形；圖7為圖1所示的數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式的信號流圖；圖8A至8E示出了圖1所示的數(shù)字化儀控制裝置的各組成部分在手指觸摸模式的工作波形；圖9A和9B示出了圖1所示的數(shù)字化儀控制裝置在按觸面板模式工作時的面板驅(qū)動控制信號和通路驅(qū)動信號的波形；圖10為圖1所示的數(shù)字化儀控制裝置在按觸面板模式的信號流圖；圖11A至11C示出了圖1中所示的數(shù)字化儀控制裝置的各個組成部分在按觸面板模式工作時的相應(yīng)波形；圖12示出了圖1中所示的模式選擇信號的格式；圖13示出了圖1中所示的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器的原理方框圖14A至14G示出了圖13所示裝置在工作時的相應(yīng)信號的波形；圖15為常規(guī)的傳統(tǒng)面板驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置的原理方框圖；圖16為圖1中所示的四通路面板驅(qū)動部的詳細(xì)原理方框圖；圖17為圖1中所示的差分放大部的詳細(xì)原理方框圖；圖18為圖1中所示的帶通濾波器和數(shù)模變換器的詳細(xì)原理方框圖；圖19A和19B示出了圖18中所示的帶通濾波器的頻率特性；圖20示出了調(diào)整圖18中所示的帶通濾波器的頻率特性的調(diào)整信號的格式；圖21示出了在自動頻率特性調(diào)整模式的信號流；圖22例示了圖1中所示的模數(shù)變換器的變換情況；圖23為圖1中所示的接口部的詳細(xì)原理方框圖；圖24A至24H為相應(yīng)信號的定時圖，示出了圖23所示的裝置的工作情況；圖25為本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置的另一個實施例的方框圖；圖26為圖25中所示的節(jié)電裝置的詳細(xì)原理方框圖；圖27A至圖28D例示了示出圖26所示節(jié)電裝置工作情況的相應(yīng)信號波形；圖29為圖25中所示的面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生部的詳細(xì)原理方框圖；以及圖30為實現(xiàn)圖1所示裝置的集成電路的配置圖。
圖1為作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的數(shù)字化儀控制裝置的原理圖。在圖1中，標(biāo)記數(shù)100表示本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置，標(biāo)記數(shù)200表示一塊面板，而標(biāo)記數(shù)300表示一支錄入筆。
數(shù)字化儀控制裝置100包括面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12，第一多路復(fù)用器(MUX)14，四通路面板驅(qū)動器16，電流-電壓變換器18，差分放大器20，第二多路復(fù)用器22，前置放大器24，第三多路復(fù)用器26，帶通濾波器(BPF)28，整流器30，數(shù)模(D/A)變換器32，第四多路復(fù)用器34，第五多路復(fù)用器36，低通濾波器(LPF)38，直流(DCO放大器40，第六多路復(fù)用器42，模數(shù)(A/D)變換器44，以及接口部46。
面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10利用輸入的具有預(yù)定的第一頻率的時鐘信號產(chǎn)生在錄入筆或手指觸摸模式用來驅(qū)動面板200的、具有第二頻率的預(yù)定面板驅(qū)動信號48，以及用來調(diào)整BPF28的頻率特性的領(lǐng)示信號50。在錄入筆模式，數(shù)字化儀控制裝置100按照適合錄入筆型的方式進(jìn)行工作；而在手指觸摸模式，數(shù)字化控制裝置100按照適合手指觸摸型的方式進(jìn)行工作。最好，面板驅(qū)動信號48和領(lǐng)示信號50都是具有預(yù)定周期的正弦信號。
基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12產(chǎn)生在按觸面板模式用來驅(qū)動面板200的基準(zhǔn)電壓信號52。在按觸面板模式，數(shù)字化儀控制裝置100按照適合按觸面板型的方式進(jìn)行工作?；鶞?zhǔn)電壓信號52是一個電壓為具有預(yù)定值的第一基準(zhǔn)電壓的DC信號。
第一多路復(fù)用器14按照加在它上面的模式選擇信號有選擇地輸出面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所提供的面板驅(qū)動信號48或基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12所提供的基準(zhǔn)電壓信號52。
四通路面板驅(qū)動器16接收第一多路復(fù)用器14輸出的面板驅(qū)動信號48或基準(zhǔn)信號52，根據(jù)加在它上面的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL和C-LR產(chǎn)生適合錄入筆模式、手指觸摸模式和按觸面板模式的通路驅(qū)動信號UL、UR、LL和LR。第一至第四通路的通路驅(qū)動信號UL、UR、LL和LR分別加到面板200的左上、右上、左下、右下四個角部。
電流-電壓變換器18包括四個電流-電壓變換部(一般是電阻)，分別加在四個通路驅(qū)動信號UL、UR、LL和LR上，用來在按觸面板模式檢測輸入面板200的各相應(yīng)角部或從這些角部輸出的電流的變化。
差分放大器20輸出與通路驅(qū)動信號UL、UR、LL、LR與電流-電壓變換器18輸出的經(jīng)電流-電壓變換的信號UL′、UR′、LL′、LR′之間各個差分別相應(yīng)的信號DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、DIFF-LL。也就是說，信號DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、DIFF-LL的振幅分別相應(yīng)于UR與UR′、UL與UL′、LR與LR′、LL與LL′之差。
第二多路復(fù)用器22按照加在它上面的通路選擇信號有選擇地輸出差分放大器20所提供的信號DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR和DIFF-LL中的一個信號。也就是說，第二多路復(fù)用器22在時間段T1、T2、T3、T4分別輸出信號DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、IDFF-LL。
第二多路復(fù)用器22輸出的信號(手指觸摸信號58)、面板200輸出的信號(按觸面板信號62)、錄入筆300輸出的信號(錄入筆信號)都送至前置放大器24。
前置放大器24包括三個子前置放大器24a、24b、24c，相應(yīng)以不同的增益分別放大手指觸摸信號58、錄入筆信號60、按觸面板信號62。
經(jīng)第一子前置放大器24a放大的手指觸摸信號58和經(jīng)第二子前置放大器24b放大的錄入筆信號60送至第三多路復(fù)用器26，而經(jīng)第三子前置放大器24c放大的按觸面板信號62送至第四多路復(fù)用器34。
第三多路復(fù)用器26按照加在它上面的模式選擇信號有選擇地輸出面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所輸出的領(lǐng)示信號50、面板200所輸出的手指觸摸信號58和錄入筆300所輸出的錄入筆信號60中的一個信號。
BPF28對第三多路復(fù)用器26所輸出的面板驅(qū)動信號的頻率分量進(jìn)行帶通濾波，濾除有害噪聲。
BPF28所輸出的經(jīng)濾波信號64由整流器30整流后送至第五多路復(fù)用器36作為一個輸入。
第四多路復(fù)用器34按照加在它上面的模式選擇信號有選擇地輸出一個預(yù)定基準(zhǔn)電壓(地電壓)或經(jīng)放大的按觸面板信號62，送至第五多路復(fù)用器36作為另一個輸入。
第五多路復(fù)用器36按照加在它上面的模式選擇信號有選擇地輸出整流器30所輸出的信號66或第四多路復(fù)用器34所輸出的信號。
LPF38對第五多路得用器36所輸出的信號進(jìn)行低通濾波，使這信號成為直流(DC)后送至DC放大器40。這里，最好LPF38的帶寬取得比較窄。如果帶寬寬了，就會輸出許多交流(AC)分量，從而使輸出值不穩(wěn)定。因此，應(yīng)該使帶寬盡量窄來濾除這些交流分量。
DC放大器和包括三個子DC放大器40a、40b、40c，分別用于手指觸摸模式、錄入筆模式、按觸面板模式。每個子DC放大器放大LPF38所輸出的信號，輸出經(jīng)放大的信號。這里，由于在每個模式所要求的增益是不同的，因此應(yīng)按照各模式選用相應(yīng)的子DC放大器。
第六多路復(fù)用器42按照加在它上面的模式選擇信號有選擇地將子DC放大器40a、40b、40c所輸出的信號中的一個信號送至A/D變換器44。
A/D變換器44按照加在它上面的時鐘信號和控制信號將第六多路復(fù)用器42所輸出的模擬信號70變換成數(shù)字信號，送至接口部46。
接口部46按照一個微處理器(未示出)所提供的控制信號控制上述這些組成部分，并將A/D變換器44變換得到的數(shù)字信號送至微處理器。
發(fā)送給微處理器的數(shù)字信號是一個有關(guān)錄入筆、按觸筆和手指相對面板的數(shù)字座標(biāo)數(shù)據(jù)。
下面將說明圖1所示數(shù)字化控制裝置在錄入筆模式、手指觸摸模式和按觸面板模式的工作情況。
首先，將結(jié)合圖2A和2B說明圖1中所示出的四通路面板驅(qū)動器16在錄入筆模式的工作情況，這兩個圖分別示出了面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR和通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR的波形。
圖2A中所示的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR都是數(shù)字信號。這里，這些信號的高電平(VH)表示通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR加到面板200的相應(yīng)角上，而低電平(VL)表示預(yù)定DC電壓(最好是地電壓)加到面板200的相應(yīng)角上。此外，圖2A中自上至下示出的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR分別與圖2B中自上至下示出的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR相應(yīng)。
為了確定錄入筆所處的一組座標(biāo)，需要對面板200的四角進(jìn)行四次成對驅(qū)動，每次驅(qū)動兩個角。先驅(qū)動左、右角，然后再是上、下角。例如，在如間隔T1所示那樣將通路驅(qū)動信號UL和LL加到面板200的左上和左下角而將地電位加到剩下的那兩個角時，在面板200上移動的錄入筆所檢測到的信號的振幅相應(yīng)于從面板左邊緣到錄入筆位置的距離x+。同樣，在如間隔T2所示那樣將通路驅(qū)動信號UR和LR加到面板200的右上和右下角而將地電位加到剩下的那兩個角時，錄入筆所檢測到的信號的振幅相應(yīng)于從面板的左邊緣到錄入筆位置的距離x-。
也就是說，x座標(biāo)確定為由下式(1)給出的相對座標(biāo)xx=x+-x-x++x----(1)]]>在間隔T1內(nèi)的信號振幅相應(yīng)于x+，而在間隔T2內(nèi)的信號振幅相應(yīng)于x-。因此，可以通過x+與x-之間的振幅關(guān)系來識別x座標(biāo)。以相同方式，在間隔T3和T4檢測出y+和y-，通過y+與y-之間的振幅關(guān)系可以識別y座標(biāo)。也就是說，y座標(biāo)確定為由下式(2)給出的相對座標(biāo)yy+-y-y++y-(2)]]>這種確定x和y座標(biāo)的方法可參見美國專利NO.4,600,807、4,650,962和4,665,283。
在錄入筆模式，模式選擇信號表示為錄入筆模式。因此，第一多路復(fù)用器14選擇面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動信號48輸出，第三多路復(fù)用器26選擇第二子前置放大器24b所輸出的錄入筆信號60輸出，第五多路復(fù)用器36選擇整流器30所輸出的信號66輸出，而第六多路復(fù)用器42選擇第二子DC放大器40b所輸出的信號輸出。
圖3示出了在錄入筆模式的信號流。接口部46在微處理器的控制下產(chǎn)生模式選擇信號、面板驅(qū)動控制信號、調(diào)整信號和通路選擇信號。面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動信號48通過第一多路復(fù)用器14送至四通路面板驅(qū)動器16。四通路面板驅(qū)動器16按照圖2A所示的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生圖2B所示的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR，分別送至面板200的各角。錄入筆300從面板200檢測到的錄入筆信號送至第二子前置放大器24b。第二子前置放大器24b所輸出的經(jīng)前置放大的錄入筆信號60通過第三多路復(fù)用器26送至BPF28。BPF28從錄入筆信號60中提取一個具有作為主頻率的面板驅(qū)動信號頻率的分量，將所提取的信號輸出給整流器30，整流器30對所提取的信號進(jìn)行整流，得到經(jīng)整流的信號。整流器30所輸出的信號66通過第五多路復(fù)用器36送至LPF38。LPF38對整流器30所輸出的信號66進(jìn)行低通濾波，將所得結(jié)果送至第二子DC放大器40b。第二子DC放大器40b對LPF38所輸出的信號68進(jìn)行放大，將經(jīng)放大的信號通過第六多路復(fù)用器42輸出給A/D變換器44。A/D變換器44將第六多路復(fù)用器42所輸出的信號70變換成數(shù)字信號，通過數(shù)據(jù)總線104送至接口部46。這里，所述數(shù)字信號是一個表示錄入筆在時間間隔T1、T2、T3、T4內(nèi)所檢測到的信號的振幅的信號，相應(yīng)于錄入筆位置離面板200各邊緣的距離x+、x-、y+、y-。接口部46將A/D變換器44所輸出的座標(biāo)信號通過總線102送至微處理器。
圖4A至4E為說明圖1所示數(shù)字化儀控制裝置各組成部分在錄入筆模式的工作情況的波形圖。具體地說，圖4A為輸入面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10的時鐘信號的波形，圖4B為面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10利用圖4A所示時鐘信號所產(chǎn)生的面板驅(qū)動信號48的波形，圖4C為加在四通路面板驅(qū)動器16上的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，圖4D例示了錄入筆在某個位置檢測到的錄入筆信號60的波形，而圖4E為LPF38所輸出的信號68的波形。
下面將說明本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式的工作情況。
按照一個優(yōu)選實施例，本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式的驅(qū)動方法不同于常規(guī)的數(shù)字化控制裝置的驅(qū)動方法。按照常規(guī)的驅(qū)動方法，面板的四個角一次驅(qū)動一個。此外，在錄入筆模式或按觸面板模式，雖然在本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置中同時驅(qū)動面板的兩個角，但在常規(guī)的數(shù)字化儀控制裝置中通路驅(qū)動信號只加到一個角上，因此檢測到的電流比較小。所以，應(yīng)該增加差分放大器的靈敏度。
在本發(fā)明的驅(qū)動方法中，振幅相同的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR同時加到面板的四個角上，依次檢測每個通路所檢測到的電流的變化，從而改善了本發(fā)明的數(shù)字化控制裝置的靈敏度。
下面將結(jié)合圖5A、5B和圖6A-6C詳細(xì)說明本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式的工作情況。
圖5A示出了常規(guī)數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形。如圖5A所示，在檢測每個通路中的電流的變化時，在每段時間T1、T2、T3、T4內(nèi)只有面板的一個角得到驅(qū)動。圖5B示出了按照圖5A所示面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生的面板驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR的波形。
圖6A至6C例示了本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置在手指觸摸模式的驅(qū)動方法。圖6A示出了按照本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置的驅(qū)動方法在手指觸摸模式的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形。
如圖6A所示，在檢測每個通路中的電流變化的時間段T1、T2、T3、T4內(nèi)面板的四個角都得到驅(qū)動。因此，增大了每個通路中的電流的變化，從而改善了靈敏度。圖6B示出了按照圖6A所示的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR的波形，圖6C示出了通路選擇信號的波形。這里，各通路中電流變化按通路選擇信號分別在時間段T1、T2、T3、T4內(nèi)進(jìn)行檢測。
下面說明這種數(shù)字化儀控制裝置按照本發(fā)明在手指觸摸模式的驅(qū)動方法。
首先，將各有一個相同電位的AC分量的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR同時分別加到面板的四個角上。
第二，檢測由于手指接觸面板而引起的輸入到面板各角/從面板各角輸出的電流的變化，再將之變換成電壓的變化。
第三，檢測與通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR和經(jīng)電流-電壓變換的信號之間的振幅差相應(yīng)的差分信號。
第四，以預(yù)定周期依次重復(fù)選擇這些差分信號，對這些所選的信號進(jìn)行時分復(fù)用。
最后，根據(jù)時分復(fù)用的差分信號確定手指在面板200上的位置。
在手指觸摸模式，具有相同相位和振幅的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR同時分別加到面板200的四個角上。在手指接觸面板時，由于手指起著一個位于地和面板之間的電容器的作用，因此輸入到面板200各角/從面板各角輸出的電流按手指在面板200上的位置而改變。然后，電流-電壓變換器18將電流的變化變換成電壓的變化，輸出變換結(jié)果。
在手指觸摸模式，模式選擇信號表示的是手指觸摸模式。因此，第一多路復(fù)用器14選擇面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動信號48輸出，第二多路復(fù)用器22依次選擇各差分信號輸出，第三多路復(fù)用器26選擇第一子前置放大器24a所輸出的手指觸摸信號58輸出，第五多路復(fù)用器36選擇整流器30所輸出的信號60輸出，而第六多路復(fù)用器42選擇第一子DC放大器40a所輸出的信號輸出。
圖7示出了在手指觸摸模式的信號流。
接口部46在微處理器的控制下產(chǎn)生了模式選擇信號、面板驅(qū)動控制信號、調(diào)整信號和通路選擇信號。
面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動信號48通過第一多路復(fù)用器14送至四通路面板驅(qū)動器16。
四通路面板驅(qū)動器16按照圖6A所示的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生如圖6B所示的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR，分別送至面板200的四個角。
隨手指在面板200上的位置而改變的經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動信號UL′、LL′、UR′、LR′送至差分放大器20，差分放大器20所輸出的差分信號由第二多路復(fù)用器22依次選擇。然后，所選信號作為手指觸摸信號58送至第一子預(yù)置放大器24a。
經(jīng)第一子預(yù)置放大器24a放大的手指觸摸信號通過第三多路復(fù)用器26送至BPF28。
BPF28從手指觸摸信號58中提取一個具有作為主頻率的面板驅(qū)動信號48的頻率的分量，將所提取的信號輸出給整流器30，然后整流器30對所提取的信號進(jìn)行整流，輸出經(jīng)整流的信號。
整流器30所輸出的信號66通過第五多路復(fù)用器36送至LPF38。
LPF38對整流器30所輸出的信號66進(jìn)行低通濾波，將結(jié)果送至第一子DC放大器40a。
第一子DC放大器40a對LPF38所輸出的信號68進(jìn)行放大，將經(jīng)放大的信號通過第六多路復(fù)用器42送至A/D變換器44。
A/D變換器44將第六多路復(fù)用器42所輸出的信號70變換成數(shù)字信號，通過數(shù)據(jù)總線104送至接口部46。
接口部46將A/D變換器44所輸出的座標(biāo)信號通過總線102送至微處理器。
圖8A至8E為例示圖1所示的數(shù)字化儀控制裝置的每個組成部分在手指觸摸模式的工作情況的波形。具體地說，圖8A為輸入面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10的時鐘信號的波形，圖8B為面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10利用圖8A所示的時鐘信號所產(chǎn)生的面板驅(qū)動信號48的波形，圖8C為加到四通路面板驅(qū)動器16上的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，圖8D例示了第二多路復(fù)用器22所輸出的手指觸摸信號的波形，而圖8E為LPF38所輸出的信號68的波形。
下面將結(jié)合圖9A和9B說明圖1中所示的四通路面板驅(qū)動器16在按觸面板模式的工作情況。圖9A示出了面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，而圖9B示出了通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR的波形。
在按觸面板模式，面板200的四個角全由DC信號驅(qū)動，與錄入筆模式不同。然而，在按觸面板模式的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR與在錄入筆模式的相同。由于按觸筆按觸面板200而產(chǎn)生的信號由面板200檢測。以與錄入筆模式相同的方式，按觸筆的位置的x座標(biāo)在時間段T1和T2內(nèi)確定，而按觸筆的位置的y座標(biāo)則在時間段T3和T4內(nèi)確定。按觸面板模式所需的基準(zhǔn)電壓信號由基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12提供。
在按觸面板模式，模式選擇信號表示的是按觸面板模式。因此，第一多路復(fù)用器14選擇基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12所輸出的基準(zhǔn)電壓信號輸出，第四多路復(fù)用器34選擇第三子前置放大器24c所輸出的經(jīng)前置放大的觸摸面板信號輸出，第五多路復(fù)用器36選擇第四多路復(fù)用器34所輸出的信號輸出，而第六多路復(fù)用器42選擇第三子DC放大器40c所輸出的信號輸出。
圖10簡要地示出了在按觸面板模式的信號流。
接口部46在微處理器的控制下產(chǎn)生了模式選擇信號、面板驅(qū)動控制信號、調(diào)整信號和通路選擇信號。
基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓通過第一多路復(fù)用器14送至四通路面板驅(qū)動器16。
四通路面板驅(qū)動器16按照圖9A所示的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生圖9B所示的通路驅(qū)動信號UL、LL、UR、LR，分別送至面板200的各個角。
由面板檢測到的隨在面板200上運動的按觸筆(未示出)的位置而變的按觸面板信號62送至第三子前置放大器24c。
經(jīng)第三子前置放大器24c前置放大的按觸面板信號62通過第五多路復(fù)用器36送至LPF38。然后，第三子DC放大器40c將LPF38所提供的信號68放大后通過第六多路復(fù)用器42送至A/D變換器44。
A/D變換器44將第六多路復(fù)用器42所輸出的信號70變換成數(shù)字信號，輸出給接口部46。接口部46將A/D變換器44所輸出的座標(biāo)信號送至微處理器。
圖11A至11C為例示圖1所示數(shù)字化儀控制裝置各組成部分在按觸面板模式的工作情況的波形。具體地說，圖11A為基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓信號的波形，圖11B為加到四通路面板驅(qū)動器16的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，而圖11C例示了面板200所檢測到的按觸面板信號的波形。
圖12示出了一個用來控制第一多路復(fù)用器14、四通路面板驅(qū)動器16、第三多路復(fù)用器25、第四多路復(fù)用器34、第五多路復(fù)用器36和第六多路復(fù)用器42的工作的模式選擇信號。這個模式選擇信號是一個二比特數(shù)字信號。在圖12中，模式選擇操作受圖上部的比特0和下部的比特1的組合控制。也就是說，模式選擇信號值為“00”表示錄入筆模式，為“10”表示手指觸模模式，為“01”表示按觸面板模式。
圖13示出了圖1中所示的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖13所示結(jié)構(gòu)可參見本中請人在韓國專利申請NO.95-15442中的說明，該申請列為本發(fā)明的參考。
圖13所示的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生部分包括D觸發(fā)器部120、放大部122、階梯部124、帶通濾波器126和放大器128。
D觸發(fā)器部120接收時鐘信號，產(chǎn)生(n-1)個經(jīng)n分頻(n為整數(shù))的信號。這里，這(n-1)個經(jīng)分頻的信號分別與時鐘信號序列的第一至第(n-1)個時鐘信號同步。
在一個所假設(shè)的實施例中，有四個級聯(lián)的D觸發(fā)器120a-120d。級聯(lián)情況是每個D觸發(fā)器的非反相輸出作為下一個D觸發(fā)器的輸入，最后一個D觸發(fā)器的反相輸出作為第一個D觸發(fā)器的輸入，而三個經(jīng)分頻的信號從前三個D觸發(fā)器的非反相輸出端得到。
經(jīng)分頻的信號的數(shù)目和相應(yīng)所需的D觸發(fā)器的數(shù)目與預(yù)定的面板驅(qū)動信號的分辨率有關(guān)。例如，為了模擬一個三階梯的面板驅(qū)動信號，需要三個延遲信號和四個D觸發(fā)器。
這里，所需的D觸發(fā)器數(shù)n與表示面板驅(qū)動信號的階梯數(shù)相同。
放大部122具有放大器122a-122c，用來對D觸發(fā)器部120所輸出的各經(jīng)分頻的信號進(jìn)行差分放大。
階梯部124通過將放大部122所輸出的各經(jīng)分頻的信號按照電阻124a、124b、124c、124d和124e各自阻值相加產(chǎn)生一個似正弦信號。這里，似正弦信號為一個具有接近理想正弦波波形的信號。
帶通濾波器(BPF)126對階梯部124所輸出的似正弦信號進(jìn)行帶通濾波，為圖1中所示的BPF28產(chǎn)生領(lǐng)示信號50。
放大器128通過放大BPF126所輸出的信號產(chǎn)生面板驅(qū)動信號48，送至圖1中的第一多路復(fù)用器14。
圖14A-14G例示了在用三階梯表示正弦波信號的情況下說明圖13所示的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生部分工作情況的信號波形。圖14A例示了時鐘信號CLOCK，圖14B例示了清零信號CLEAR，而圖14C-14E分別例示了經(jīng)分頻的信號V1、V2、V3。圖14F例示了階梯部124所輸出的似正弦信號，圖14G例示了BPF126所輸出的信號。
圖15例示了常規(guī)的面板驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置的原理圖。圖15所示的裝置具有一個對時鐘信號計數(shù)的計數(shù)器140，一個對計數(shù)器140所輸出的計數(shù)信號進(jìn)行解碼從而產(chǎn)生一組通斷控制信號的解碼器142，一組分別根據(jù)解碼器142所輸出的相應(yīng)控制信號通斷的電流源144a-144n，以及一個用來得出各電流源144a-144n所產(chǎn)生的電流的和的放大部146。
圖5所示這種面板驅(qū)動信號產(chǎn)生裝置的缺點是電路過于龐大、功耗高，而且難于集成。這是因為必需要對時鐘信號的計數(shù)值進(jìn)行不方便的解碼，還要配置數(shù)目與解碼比特數(shù)相同的電流源。
相反，圖13所示的本發(fā)明這種面板驅(qū)動信號產(chǎn)生電路由于具有不需要計數(shù)器、解碼器和電流源的優(yōu)點，因此結(jié)構(gòu)簡單，功耗也小，從而可以用集成電路形式來實現(xiàn)。
圖16為圖1中所示的四通路面板驅(qū)動部分和電流-電壓變換部分的詳細(xì)原理方框圖。四通路面板驅(qū)動部分16包括四個分別產(chǎn)生加到面板200的四個角上的通路驅(qū)動信號UL、UR、LL、LR的驅(qū)動塊16a-16d。各驅(qū)動塊16a-16d分別接收面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR和第一多路復(fù)用器14所輸出的一個信號，輸出加到面板200的四個角上的通路驅(qū)動信號UL、UR、LL、LR。四通路面板驅(qū)動部分16所輸出的通路驅(qū)動信號UL、UR、LL、LR通過電流-電壓變換部分18加到面板200的四個角上。
電流-電壓變換部分18具有四個分別對送至四個角的通路驅(qū)動信號UL、UR、LL、LR進(jìn)行電流-電壓變換的可變電阻18a-18d。在手指觸摸模式，通過改變阻值，電阻18a-18d可以調(diào)整靈敏度。
圖17例示了圖1中所示的差分放大部分20和第二多路復(fù)用器22的詳細(xì)原理圖。差分放大部分20具有四個差分放大器20a-20d，用來接收通路驅(qū)動信號54，也就是四通路面板驅(qū)動部分16所輸出的UL、UR、LL、LR，和電流-電壓變換部分18所提供的經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動信號56，產(chǎn)生它們的相應(yīng)差信號57。
圖18為圖1中所示的BPF28和數(shù)模變換器32的詳細(xì)原理方框圖。在圖18中，BPF28配置有一個低通陷波(LPN)濾波器28a、一個高通陷波(HPN)濾波器28b一和個BPF28c。
圖19a例示了圖18中所示的BPF的標(biāo)準(zhǔn)頻率特性。這里，標(biāo)記字符A、B和C分別指示LPN濾波器28a、HPN濾波器28b和BPF28c的頻率特性。
具有由A、B、C標(biāo)示的頻率特性的BPF的中心頻率應(yīng)調(diào)整到面板驅(qū)動信號48的頻率上。
在制造本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置的過程中，由于過程參數(shù)的散布性，濾波器28a、28b和28c的特性可能會有漂移。例如，它們可能向上或向下漂離所要求的頻率特性曲線，如圖19B中虛線所示的部分A′、B′、C′或點劃線所示的部分A″、B″、C″。這種漂移將使數(shù)字化儀控制裝置的可靠性下降，例如，在噪聲消除和放大性能上變差。為了防止出現(xiàn)這種情況，在本發(fā)明中采取了特殊的措施。
實現(xiàn)按本發(fā)明調(diào)整BPF的頻率特性的方法如下。
首先，將一個頻率實際上與面板驅(qū)動信號相同的領(lǐng)示信號輸入BPF，再在一個預(yù)定范圍內(nèi)連續(xù)改變用來調(diào)整BPF頻率特征的信號。
其次，通過比較BPF所輸出的信號的幅度確定使所輸出的受檢信號幅度最大的用來調(diào)整頻率特性的信號的值。
最后，用所確定的頻率特性調(diào)整信號確定BPF的頻率特性。
數(shù)模變換器32用來產(chǎn)生調(diào)整圖18中所示的濾波器28a、28b、28c的頻率特性的模擬信號。
數(shù)模變換器32將微處理器所輸出的調(diào)整信號變換成模擬信號，送至LPN濾波器28a、HPN濾波器28b和BPF28c。
圖20例示了微處理器輸出給數(shù)模變換器32的用來自動調(diào)整頻率特性的信號的格式。比特組32a、32b、32c分別用來移動LPN濾波器28a、HPN濾波器28b、BPF28c的中心頻率。
圖21例示了在自動頻率特性調(diào)整模式的信號流。自動頻率特性調(diào)整模式可以在數(shù)字化儀控制裝置-加電時執(zhí)行。
在自動頻率特性調(diào)整模式，第三多路復(fù)用器26根據(jù)模式選擇信號選擇面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所輸出的領(lǐng)示信號50輸出。微處理器將自動頻率特性調(diào)整信號送至數(shù)模變換器32。
BPF28用經(jīng)數(shù)模變換器32所輸出的模擬信號調(diào)整的頻率特性對領(lǐng)示信號50進(jìn)行帶通濾波。整流器30接收到經(jīng)濾波的領(lǐng)示信號50后就對它進(jìn)行整流。
整流器30所輸出的信號66通過第五多路復(fù)用器36送至低通濾波器38。
低通濾波器38對整流器30所輸出的信號66進(jìn)行低通濾波，將經(jīng)濾波的信號輸出給第二DC放大器40b。
第二DC放大器40b對低通濾波器38所輸出的信號68進(jìn)行放大，將經(jīng)放大的信號通過第六多路復(fù)用器42輸出給模數(shù)變換器44。
模數(shù)變換器44將第六多路復(fù)用器42所輸出的信號70變換成數(shù)字信號，送至接口部46。
接口部46將變換得出的數(shù)字信號通過總線102送至微處理器。
微處理器向數(shù)模變換器32相繼提供在預(yù)定范圍內(nèi)變化的調(diào)整信號，然后對結(jié)果進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果，確定一個具有最大結(jié)果值的調(diào)整信號，作為最終確定的頻率特性調(diào)整信號送至接口部46。接口部46中的一個數(shù)據(jù)鎖存器(未示出)鎖存這個調(diào)整信號，并將所鎖存的信號輸出給數(shù)模變換器32。數(shù)模變換器32按照鎖存器所鎖存的調(diào)整信號確定BPF的頻率特性。
如上所述的自動頻率特性調(diào)整方法的優(yōu)點是，例如，允許BPF28的頻率特性可以由于過程參數(shù)的不一致有一些不希望有的漂移，或者在另外一些情況下，允許由于面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器10所產(chǎn)生的面板驅(qū)動信號48的頻率的變化而導(dǎo)致的靈敏度的改變。
然而，由于面板驅(qū)動信號48和領(lǐng)示信號50具有相同的頻率，因此用領(lǐng)示信號50所進(jìn)行的對BPF28的頻率特性調(diào)整能使BPF28的中心頻率精確地調(diào)整到面板驅(qū)動信號48的頻率上。
模數(shù)變換器44接收互補的雙輸入，對它們的差進(jìn)行數(shù)字變換。也就是說，模數(shù)變換器44接收互補信號，將它們的差變換成具有預(yù)定分辨率的數(shù)字信號。在本發(fā)明的這個實施例中，如圖22所示，雙輸入的范圍為1-4V(中心電壓為2.5V)，分辨率為212。在本發(fā)明的這個實施例中，模數(shù)變換器44輸出12比特，在雙輸入差為4V時是“1111 1111 1111”，為0V時是“1000 0000 0000”，而為-4V時是“0000 0000 0000”。
圖23為圖1中所示的接口部的詳細(xì)原理方框圖。圖23所示的用于本發(fā)明的裝置可參見本專利申請者的韓國專利申請NO.95-21316“系統(tǒng)控制信號發(fā)送電路”(“System Control Signal Transmit-ting Circuit”)。
圖23所示裝置具有命令解碼器46a、數(shù)據(jù)鎖存器46b、地址解碼器46c和數(shù)據(jù)緩存器46d。
微處理器(未示出)通過總線102向接口部46發(fā)送系統(tǒng)寫控制信號WRITE，系統(tǒng)讀控制信號READ，時鐘信號CLOCK，節(jié)電允許信號PSEN，地址信號ADDRESS，自動頻率調(diào)整信號，面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，通路選擇信號，模數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制信號，以及指令數(shù)據(jù)。接口部46向微處理器輸出經(jīng)模數(shù)變換器44變換的表示座標(biāo)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和與頻率特性調(diào)整信號相應(yīng)的BPF所得值。
數(shù)據(jù)鎖存器46b和數(shù)據(jù)緩存器46d分別具有可由微處理器指配的各自地址。
地址解碼器46c接收來自微處理器的地址信號，產(chǎn)生一個激活數(shù)據(jù)緩存器46d或數(shù)據(jù)鎖存器46b的信號。
數(shù)據(jù)鎖存器46b在被地址解碼器46c激活時鎖存微處理器發(fā)來的控制指令。
命令解碼器46a接收鎖存在數(shù)據(jù)鎖存器46b內(nèi)的控制指令，產(chǎn)生控制圖1所示數(shù)字化儀控制裝置所需的模式選擇信號，面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，通路選擇信號，以及自動頻率特性調(diào)整信號。
在圖1所示的實施例中，面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR都在微處理器內(nèi)產(chǎn)生，通過接口部46送至四通路面板驅(qū)動部16。微處理器通過一個利用存儲在一個諸如ROM那樣的存儲器(未示出)內(nèi)的數(shù)據(jù)的軟件來產(chǎn)生這些面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。這些面板驅(qū)動控制信號也可在下面將要說明的另一種面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生裝置中得到。
數(shù)據(jù)緩存器46d在被地址解碼器46c驅(qū)動時就接收來自模數(shù)變換器44的經(jīng)數(shù)字變換的數(shù)據(jù)，或通過總線102將所存儲的座標(biāo)值輸出給微處理器。
接口部46(具體是數(shù)據(jù)鎖存器46b或數(shù)據(jù)緩存器46d)的輸入、輸出操作由通過總線102送來的系統(tǒng)寫控制信號和系統(tǒng)讀控制信號控制。
在系統(tǒng)寫控制信號有效時，接口部46的數(shù)據(jù)鎖存器46b接收微處理器發(fā)來的指令數(shù)據(jù)，通過指令解碼器46a的解碼，控制數(shù)字化儀控制裝置的工作。
在系統(tǒng)讀控制信號有效時，接口部46的數(shù)據(jù)緩存器46d接收來自模數(shù)變換器44的數(shù)字信號。數(shù)據(jù)緩存器46d中的所接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給微處理器。這里，模數(shù)變換器44所執(zhí)行的變換由系統(tǒng)讀控制信號同步。
圖24A-24H為各信號的定時圖，示出了圖23所示的接口部各組成部分的工作情況。圖24A例示了加到總線1002上的地址信號ADDRESS，以及控制指令和調(diào)整信號COMMAND和ADC的順序，圖24B例示了節(jié)電允許信號PSEN，圖24C例示了地址鎖存允許信號ALE，圖24D例示了系統(tǒng)寫控制信號WRITE，圖24E例示了系統(tǒng)讀控制信號READ，圖24F例示了地址解碼器46c鎖存的地址的狀態(tài)，圖24G例示了指令解碼器46a所輸出的系統(tǒng)控制信號的傳輸情況，而圖24H例示了在模數(shù)變換器44中所變換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
在圖24A-24H中，數(shù)據(jù)鎖存器46b和數(shù)據(jù)緩存器46c的地址指示、控制指令和頻率特性調(diào)整信號都是通過總線102發(fā)送的。
在節(jié)電允許信號PSEN和地址鎖存允許信號ALE為高電平時，地址解碼器46c接收通過總線102發(fā)來的地址，通過對地址的解碼激活數(shù)據(jù)鎖存器46b或數(shù)據(jù)緩存器46d。
在這些圖中，ADDRESS1和ADDRESS2分別指示數(shù)據(jù)鎖存器46b和數(shù)據(jù)緩存器46d的地址。
在地址信號表示ADDRESS1而系統(tǒng)寫控制信號為低電平時，數(shù)據(jù)鎖存器46b接收通過總線102發(fā)來的控制指令，指令解碼器46a對所接收的指令解碼，輸出各種系統(tǒng)控制信號。
在地址信號表示ADDRESS2而系統(tǒng)讀控制信號為低電平時，數(shù)據(jù)緩存器46d接收來自模數(shù)變換器44的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將所接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)送給微處理器。實際上，數(shù)據(jù)鎖存器46b由多個鎖存器(未示出)構(gòu)成，每個內(nèi)鎖存器分別具有各自的地址，以便微處理器直接訪問。數(shù)據(jù)鎖存器46b和各內(nèi)鎖存器的地址配置成分層的。這些鎖存器可以例如分別為模式選擇信號，面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，頻率特性調(diào)整信號，以及通路選擇信號而設(shè)置。
圖25例示了本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置的另一個實施例500。圖25所示裝置除了還配置了面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生部74和節(jié)電控制電路72外與圖1所示的相同。因此，相同部分不再予以說明。
圖1所示數(shù)字化儀控制裝置1000受到微處理器所輸出的節(jié)電允許信號的控制。因此，微處理器通過一個軟件確定是否設(shè)置節(jié)電模式。這對微處理器加了一些限制，需要有一根信號傳輸線在微處理器和數(shù)字化儀控制裝置100之間傳送節(jié)電允許信號。
另一方面，為了防止出現(xiàn)上述問題，在圖25所示的數(shù)字化儀控制裝置500中，配置了節(jié)電控制電路72，用來根據(jù)錄入筆300中所產(chǎn)生的筆端信號TIP確定是否需要設(shè)置節(jié)電模式。于是，在節(jié)電控制電路72產(chǎn)生省電信號時，接口部46就將數(shù)字化儀控制裝置設(shè)置為節(jié)電模式。
圖26為圖25所示節(jié)電控制電路72的詳細(xì)原理方框圖。本發(fā)明中所采用的如圖26所示結(jié)構(gòu)可參見本發(fā)明申請者的韓國專利申請NO.95-56423。
節(jié)電控制電路72具有一個對時鐘信號進(jìn)行計數(shù)、輸出一個具有預(yù)定周期的脈沖信號的計數(shù)部720和一個在面板空閑超過一段預(yù)定時間時產(chǎn)生控制電源消耗的省電信號PSL的省電信號產(chǎn)生部722。
計數(shù)部720包括一個對時鐘信號進(jìn)行計數(shù)的第一計數(shù)器720a和一個對第一計數(shù)器的輸出進(jìn)行計數(shù)的第二計數(shù)器720b。
降電信號產(chǎn)生部722包括一個根據(jù)來自錄入筆300的TIP信號控制第二計數(shù)器720b所輸出的脈沖信號的傳輸?shù)拈_關(guān)722a，一個對開關(guān)722a的輸出進(jìn)行計數(shù)的第三計數(shù)器722b，以及一個對第三計數(shù)器722b和信號TIP執(zhí)行邏輯乘的AND門722c。這里，信號TIP是在錄入筆300中產(chǎn)生的。在錄入筆300接觸面板時，信號TIP為高電平，否則為低電平。
圖27A至28D例示了圖26所示節(jié)電裝置在工作中的一些信號的波形。圖27A例示了時鐘信號的波形，圖27B例示了清零信號的波形，而圖27c例示了第二計數(shù)器720b的輸出波形。
第一和第二計數(shù)器720a、720b對圖27A所示時鐘信號進(jìn)行計數(shù)，而第二計數(shù)器720b輸出一個具有預(yù)定周期的第一脈沖信號Q1。第一脈沖信號Q1從計數(shù)器的進(jìn)位比特(COB)端輸出。
在所提出的這個實施例中，時鐘信號頻率為2MHz，第一計數(shù)器720a是一個十二進(jìn)制計數(shù)器，而第二計數(shù)器720b是一個四進(jìn)制計數(shù)器。因此，從第二計數(shù)器720b輸出的第一脈沖信號Q1的頻率為244Hz。
圖28A例示了第二計數(shù)器720b所輸出的脈沖信號Q1的波形，圖28B例示了錄入筆300所輸出的信號TIP的波形，圖28C例示了第三計數(shù)器722b所輸出的脈沖信號Q2的波形，而圖28D例示了AND門722d所輸出的省電信號PSL的波形。
如圖28A-28D所示，在信號TIP為高電平時，第三計數(shù)器722b對第一脈沖信號Q1進(jìn)行計數(shù)，輸出計滿時為高電平的第二脈沖信號Q2。在信號TIP和第二脈沖信號Q2均為高電平時，從AND門722e輸出的省電信號PSL就成為高電平。
這個省電信號PSL通過接口部46送出。在產(chǎn)生省電信號PSL時，接口部46就將圖25所示數(shù)字化儀控制裝置500設(shè)置為節(jié)電模式。
圖1所示數(shù)字化儀控制裝置100受微處理器所輸出的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR的控制。這樣，微處理器需要通過一個諸如ROM那樣的存儲器或一個軟件來產(chǎn)生與模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。這就對微處理器加了一些限制，需要有一根四比特信號的傳輸線在微處理器和數(shù)字化儀控制裝置100之間傳送面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。
但是，圖25所示的數(shù)字化儀控制裝置具有一個功能塊74，可以按照微處理器所輸出的模式選擇信號產(chǎn)生所需的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，從而解決了上述問題。
圖29為圖25中所示的面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生電路的詳細(xì)原理方框圖。本發(fā)明中所采用的圖29所示裝置可參見韓國專利申請NO.95-69704“觸筆數(shù)字化儀的面板驅(qū)動電路”(“Panel Driving Cir-cuit for Pen Digitizer”)中相應(yīng)部分。
圖29所示裝置具有第一計數(shù)器740、第二計數(shù)器742、倒相部744、OR門746和信號選擇部748。
第一計數(shù)器740對時鐘信號進(jìn)行十二進(jìn)制的計數(shù)。
這樣，第一計數(shù)器740所輸出的第一計數(shù)信號的周期相應(yīng)于用來控制加到面板200的左下角和右上角的通路驅(qū)動信號LL、UR的面板驅(qū)動控制信號C-LL、C-UR的周期。
第二計數(shù)器742對第一計數(shù)器740所輸出的第一計數(shù)信號進(jìn)行二進(jìn)制計數(shù)。這樣，所輸出的第二計數(shù)信號的周期就相應(yīng)于用來控制加到面板200的左上角和右下角的通路驅(qū)動信號UL、LR的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-LR的周期。
倒相部744具有兩個倒相器744a、744b，分別用來對第一計數(shù)器740所輸出的第一計數(shù)信號和第二計數(shù)器742所輸出的第二計數(shù)信號進(jìn)行倒相。
OR門746產(chǎn)生一個由第一計數(shù)器740所輸出的第一計數(shù)信號、第二計數(shù)器742所輸出的第二計數(shù)信號、第一倒相器746a所輸出的經(jīng)倒相的第一計數(shù)信號和第二倒相器746b所輸出的經(jīng)倒相的第二計數(shù)信號所構(gòu)成的邏輯和信號。
信號選擇部748根據(jù)模式選擇信號產(chǎn)生與模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。例如，在模式選擇信號表示為錄入筆模式或按觸面板模式，信號選擇部748就選擇第一計數(shù)器740所輸出的第一計數(shù)信號、第二計數(shù)器742所輸出的第二計數(shù)信號、第一倒相器746a所輸出的經(jīng)倒相的第一計數(shù)信號和第二倒相器746b所輸出的經(jīng)倒相的第二計數(shù)信號輸出。如果模式選擇信號表示的是手指觸摸模式，信號選擇部748就選擇OR門746所輸出的信號輸出。
圖30例示了實現(xiàn)圖1所示裝置的集成電路的配置圖。在所示的這個實施例中，微處理器400具有8比特的操作能力。數(shù)據(jù)通過8比特的總線在微處理器和接口部46之間傳送。還有一些信號線，分別用來發(fā)送系統(tǒng)寫控制信號，系統(tǒng)讀控制信號，地址鎖存允許信號，時鐘信號，節(jié)電允許信號，以及面板驅(qū)動控制信號C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。
如上所述，本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置具有以下優(yōu)點(1)能在錄入筆模式、手指觸摸模式和按觸面板模式中的任何模式工作；(2)由于可用集成電路實現(xiàn)，因此功耗??；(3)能自動調(diào)整BPF的頻率特性，因而提高了可靠性和能實現(xiàn)一個自動的多功能數(shù)字化儀控制裝置。
本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置可用于圖形或CAD應(yīng)用中的觸摸屏幕顯示器、個人數(shù)字輔助設(shè)備或電子機構(gòu)。這種數(shù)字化儀控制裝置可以做成一個半導(dǎo)體集成電路。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)適合錄入筆型和按觸面板型數(shù)字化儀的面板驅(qū)動控制信號提供驅(qū)動面板(200)的四個角的四通路驅(qū)動信號、通過識別錄入筆或手指接觸位置輸出座標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)字化儀控制裝置(100)，所述數(shù)字化儀控制裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)，用來接收具有預(yù)定第一頻率的時鐘信號，產(chǎn)生在錄入筆和手指觸摸模式所需的具有預(yù)定第二頻率的面板驅(qū)動信號；一個四通路驅(qū)動部(16)，用來接收所述面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)提供的所述面板驅(qū)動信號，根據(jù)與工作模式相應(yīng)的所述面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生相應(yīng)通路驅(qū)動信號，分別提供給所述面板(200)的各個角；一個電流-電壓變換器(18)，用來檢測流入或流出所述面板(200)各角的電流的變化；一個差分放大器(20)，用來在所述手指觸摸模式產(chǎn)生與在所述電流-電壓變換器(18)的輸出和所述四通路驅(qū)動部(16)提供的通路驅(qū)動信號之間的差分分量相應(yīng)的四個通路的差分信號；一個第二多路復(fù)用器(22)，用來相繼選擇從所述差分放大器(20)輸出的四通路差分信號，將所選擇的信號作為一個手指觸摸信號輸出；一個第三多路復(fù)用器(26)，用來根據(jù)指示錄入筆或手指觸摸模式的模式選擇信號選擇輸出從所述第二多路復(fù)用器(22)輸出的手指觸摸信號和從錄入筆輸出的錄入筆信號兩者之一；一個第四多路復(fù)用器(34)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出預(yù)定第二基準(zhǔn)電壓和從所述面板(200)輸出的按觸面板信號兩者之一；一個帶通濾波器(28)，用來從所述第三多路復(fù)用器(26)的輸出中濾出面板驅(qū)動信號的頻率分量；一個整流器(30)，用來對所述帶通濾波器(28)的輸出進(jìn)行整流；一個第五多路復(fù)用器(36)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出所述整流器(30)的輸出和所述第四多路復(fù)用器(34)的輸出兩者之一；一個低通濾波器(38)，用來從所述第五多路復(fù)用器(36)的輸出中檢測基本上是直流的分量；一個模數(shù)變換器(44)，用來與面板驅(qū)動控制信號同步地將所述低通濾波器(38)的輸出變換成數(shù)字信號，作為一個座標(biāo)信號輸出；以及一個接口(46)，用來接收微理器提供的控制命令，產(chǎn)生通過解釋所接收的控制命令得出的指示錄入筆、手指觸摸或按觸面板模式的模式選擇信號以及與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號，和將所述模數(shù)變換器(44)提供的座標(biāo)信號發(fā)送給微處理器。
2.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述差分放大器(20)配有四個通路驅(qū)動塊(20a-20d)，各自放大通路驅(qū)動信號之一與經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動信號之一的差。
3.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個前置放大器(24)，用來分別以預(yù)定增益對手指觸摸和錄入筆信號進(jìn)行放大，送至所述第三多路復(fù)用器(26)和所述第四多路復(fù)用器(34)兩者之一。
4.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個直流放大器(40)，具有至少兩個直流放大器(40b、40c)，按照工作模式各以不同的增益對所述低通濾波器(38)的輸出進(jìn)行放大；以及一個第六多路復(fù)用器(42)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇所述直流放大器(40b、40c)的輸出之一，將所選輸出提供給所述模數(shù)變換器(44)。
5.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個數(shù)模變換器(32)，用來對所述微處理器提供的控制信號進(jìn)行數(shù)模變換，將經(jīng)變換的控制信號用作所述帶通濾波器(28)的頻率特性控制信號。
6.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)還產(chǎn)生一個具有基本上與面板驅(qū)動信號的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號，在自動頻率特性控制期間提供給所述帶通濾波器(28)。
7.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述電流-電壓變換器(18)配有可變電阻，使得電流-電壓變換的靈敏度可以得到調(diào)整。
8.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述低通濾波器(38)具有相當(dāng)窄的帶寬，因此容易消除噪聲分量和濾出直流分量。
9.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述接口(46)包括一個數(shù)據(jù)鎖存器(46b)，用來鎖存所述微處理器提供的控制命令；一個數(shù)據(jù)緩存器(46d)，用來輸入所述模數(shù)變換器(44)提供的變換成數(shù)字的座標(biāo)值和將輸入的座標(biāo)值輸出給所述微處理器；一個命令解碼器(46a)，用來接收所述數(shù)據(jù)鎖存器(46b)提供的控制命令和產(chǎn)生控制所述數(shù)字化儀控制裝置所必需的模式選擇信號、面板驅(qū)動控制信號、通路選擇信號和頻率特性控制信號；以及一個地址解碼器(46c)，用來接收所述微處理器提供的地址信號和產(chǎn)生激活所述數(shù)據(jù)鎖存器(46b)和數(shù)據(jù)緩存器(46d)的相應(yīng)信號。
10.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)包括一個D觸發(fā)器(120)，用來接收時鐘信號，產(chǎn)生(n-1)個經(jīng)n分頻的信號，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個經(jīng)分頻信號分別與各由個數(shù)與分頻比相應(yīng)的相繼時鐘脈沖組成的時鐘脈沖串的第一個時鐘脈沖至第(n-1)個時鐘脈沖同步；一個階梯部(124)，用來通過按預(yù)定阻值對(n-1)個經(jīng)分頻信號進(jìn)行加權(quán)計算產(chǎn)生一個似正弦信號，以及一個帶通濾波器(28)，用來通過對所述階梯部(124)提供的似正弦信號進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生具有正弦波形的面板驅(qū)動信號。
11.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生器(74)包括一個第一計數(shù)器(740)，用來通過以預(yù)定的第一計數(shù)比對時鐘信號進(jìn)行計數(shù)產(chǎn)生一個第一計數(shù)信號；一個第二計數(shù)器(742)，用來對所述第一計數(shù)器(740)提供的第一計數(shù)信號進(jìn)行二進(jìn)制計數(shù)，將經(jīng)二進(jìn)制計數(shù)的信號作為一個第二計數(shù)信號輸出；一個倒相部(744)，具有兩個倒相器(744a、744b)，分別用來對所述第一和第二計數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計數(shù)信號進(jìn)行倒相；一個OR門(746)，用來對第一和第二計數(shù)信號進(jìn)行OR運算；以及一個信號選擇部(748)，用來接收所述第一和第二計數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計數(shù)信號、所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計數(shù)信號以及所述OR門(746)輸出的信號，根據(jù)模式選擇信號產(chǎn)生與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號，其中所述信號選擇部(748)在錄入筆和按觸面板模式輸出所述第一和第二計數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計數(shù)信號以及所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計數(shù)信號，而在手指觸摸模式輸出所述OR門(746)提供的信號。
12.權(quán)利要求1所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個計數(shù)部(720)，用來以預(yù)定第一計數(shù)比對具有預(yù)定周期的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)，輸出一個第一脈沖信號；一個計數(shù)器(722b)，用來以預(yù)定第二計數(shù)比對所述計數(shù)部(720)輸出的第一脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)操作按錄入筆的筆端信號啟動；以及一個省電信號產(chǎn)生器(722)，用來通過對所述計數(shù)器(722b)輸出的第二脈沖信號和錄入筆的筆端信號進(jìn)行AND運算確定錄入筆連續(xù)處在空閑狀態(tài)是否已超過一段預(yù)定時間，如果是，就產(chǎn)生一個控制功耗的省電信號，其中所述接口(46)響應(yīng)所述省電信號產(chǎn)生器(722)提供的省電信號進(jìn)入節(jié)電模式。
13.一種半導(dǎo)體集成電路，所述半導(dǎo)體集成電路包括在權(quán)利要求1中所提出的數(shù)字化儀控制裝置。
14.一種根據(jù)適合錄入筆型、按觸面板型和手指觸摸型的面板驅(qū)動控制信號提供驅(qū)動面板(200)的四個角的四通路驅(qū)動信號、通過識別錄入筆、觸筆或手指接觸位置輸出座標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)，用來接收具有預(yù)定第一頻率的時鐘信號，產(chǎn)生在錄入筆和手指觸摸模式所需的具有預(yù)定第二頻率的面板驅(qū)動信號；一個基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器(12)，用來產(chǎn)生在按觸面板模式所需的具有預(yù)定基準(zhǔn)電平的基準(zhǔn)電壓信號；一個第一多路復(fù)用器(14)，用來根據(jù)指示錄入筆、手指觸摸或按觸面板模式的模式選擇信號選擇輸出所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器(12)提供的基準(zhǔn)電壓信號和所述面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)提供的面板驅(qū)動信號兩者之一；一個四通路驅(qū)動部(16)，用來接收所述第一多路復(fù)用器(14)的輸出，根據(jù)與工作模式相應(yīng)的所述面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生相應(yīng)通路驅(qū)動信號，分別提供給所述面板(200)的各個角；一個電流-電壓變換器(18)，用來檢測流入或流出所述面板(200)各角的電流的變化；一個差分放大器(20)，用來在所述手指觸摸模產(chǎn)生與在所述電流-電壓變換器(18)的輸出和所述四通路驅(qū)動部(16)提供的通路驅(qū)動信號之間的差分分量相應(yīng)的四個通路的差分信號；一個第二多路復(fù)用器(22)，用來相繼選擇從所述差分放大器(20)輸出的四通路差分信號，將所選擇的信號作為一個手指觸摸信號輸出；一個第三多路復(fù)用器(26)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出從所述第二多路復(fù)用器(22)輸出的手指觸摸信號和從錄入筆輸出的錄入筆信號兩者之一；一個第四多路復(fù)用器(34)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出預(yù)定基準(zhǔn)電壓和從所述面板(200)輸出的按觸面板信號兩者之一；一個帶通濾波器(28)，用來從所述第三多路復(fù)用器26)的輸出中濾出面板驅(qū)動信號的頻率分量；一個整流器(30)，用來對所述帶通濾波器(28)的輸出進(jìn)行整流；一個第五多路復(fù)用器(36)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇輸出所述整流器(30)的輸出和所述第四多路復(fù)用器(34)的輸出兩者之一；一個低通濾波器(38)，用來從所述第五多路復(fù)用器(36)的輸出中檢測基本上是直流的分量；一個模數(shù)變換器(44)，用來與面板驅(qū)動控制信號同步地將所述低通濾波器(38)的輸出變換成數(shù)字信號，作為一個座標(biāo)信號輸出；以及一個接口(46)，用來接收微處理器提供的控制命令，產(chǎn)生通過解釋所接收的控制命令得出的指示錄入筆、手指觸摸或按觸面板模式的模式選擇信號以及與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號，和將所述模數(shù)變換器(44)提供的座標(biāo)信號發(fā)送給微處理器。
15.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述差分放大器(20)配有與通路驅(qū)動信號數(shù)相應(yīng)的多個通路驅(qū)動塊，各自放大通路驅(qū)動信號之一與經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動信號之一的差。
16.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個前置放大器(24)，用來分別以預(yù)定放大量對手指觸摸信號、錄入筆信號和按觸面板信號進(jìn)行放大，送至所述第三多路復(fù)用器(26)或所述第四多路復(fù)用器(34)。
17.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個直流放大器(40)，具有三個直流放大器，按照工作模式各以不同的增益對所述低通濾波器(38)的輸出進(jìn)行放大；以及一個第六多路復(fù)用器(42)，用來根據(jù)模式選擇信號選擇所述直流放大器的輸出之一，將所選輸出提供給所述模數(shù)變換器(44)。
18.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，所述數(shù)字化儀控制裝置還包括一個數(shù)模變換器(32)，用來將所述微處理器提供的數(shù)字控制信號變換成一個模擬信號，將經(jīng)變換的控制信號用作所述帶通濾波器(28)的頻率特性控制信號。
19.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(74)還產(chǎn)生一個具有基本上與面板驅(qū)動信號的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號，在自動頻率特性控制期間提供給所述帶通濾波器(28)。
20.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述電流-電壓變換器(18)配有可變電阻，使得電流-電壓變換的靈敏度可以得到調(diào)整。
21.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述低通濾波器(38)具有相當(dāng)窄的帶寬，因此容易消除噪聲分量和濾出直流分量。
22.權(quán)利要求14所提出的數(shù)字化儀控制裝置，其中所述面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(74)包括一個D觸發(fā)器(120)，用來接收時鐘信號，產(chǎn)生(n-1)個經(jīng)n分頻的信號，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個經(jīng)分頻信號分別與各由個數(shù)與分頻比相應(yīng)的相繼時鐘脈沖組成的時鐘脈沖串的第一個時鐘脈沖至第(n-1)個時鐘脈沖同步；一個階梯部(124)，用來通過按預(yù)定阻值對(n-1)個經(jīng)分頻信號進(jìn)行加權(quán)計算產(chǎn)生一個似正弦信號；以及一個帶通濾波器(28)，用來通過對所述階梯部(124)提供的似正弦信號進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生具有正弦波形的面板驅(qū)動信號。
23.一種半導(dǎo)體集成電路，所述半導(dǎo)體集成電路包括在權(quán)利要求14中所提出的數(shù)字化儀控制裝置。
24.一種驅(qū)動適合手指觸摸型數(shù)字化儀的面板的方法，所述方法包括下列步驟將具有相同電位的通路驅(qū)動信號分別加到所述面板(200)的各個角上；檢測由于手指接觸所述面板(200)而引起的流入或流出所述面板(200)的每個角的電流的變化，并將所檢測到的電流變化變換成電壓變化；檢測與經(jīng)電流-電壓變換的信號與通路驅(qū)動信號之差相應(yīng)的差分信號；以預(yù)定周期相繼選擇各差分信號，并對所選各差分信號進(jìn)行時分多路復(fù)用；以及按照多路復(fù)用差分信號大小確定手指接觸位置。
25.一種手指觸摸型數(shù)字化儀的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)，用來產(chǎn)生在手指觸摸模式所需的面板驅(qū)動信號；一個四通路驅(qū)動部(16)，用來接收面板驅(qū)動信號，產(chǎn)生電位基本相同的四通路驅(qū)動信號提供給一個面板(200)的四個角；一個電流-電壓變換器(18)，插在所述四通路驅(qū)動部(16)和所述面板(200)之間，用來檢測在手指接觸所述面板(200)時流入或流出所述面板(200)的每個角的電流的變化；一個差分放大器(20)，用來產(chǎn)生四通路驅(qū)動信號與所述電流-電壓變換器(18)提供的電流-電壓變換值之差；一個多路復(fù)用器(22)，用來以預(yù)定周期相繼選擇從所述差分放大器(20)輸出的四通路差分信號，并輸出所選信號；一個帶通濾波器(28)，用來從所述多路復(fù)用器(22)的輸出中檢測面板驅(qū)動信號的頻率分量；一個低通濾波器(38)，用來從所述帶通濾波器(28)的輸出中提取一個基本是直流的分量；以及一個模數(shù)變換器(44)，用來與所述多路復(fù)用器(22)的所選周期同步地將所述低通濾波器(38)的輸出變換成一個數(shù)字信號。
26.一種在適合錄入筆型和手指觸摸型的數(shù)字化儀控制裝置中調(diào)整對面板(200)提供的手指觸摸信號或錄入筆提供的錄入筆信號中的面板驅(qū)動信號頻率分量進(jìn)行帶通濾波的帶通濾波器(28)的頻率特性的方法，所述方法包括下列步驟將一個頻率基本與面板驅(qū)動信號的頻率相同的領(lǐng)示信號輸入所述帶通濾波器(28)，并在預(yù)定范圍內(nèi)連續(xù)變換一個調(diào)整信號，調(diào)整所述帶通濾波器(28)的頻率特性；比較從所述帶通濾波器(28)輸出的信號，確定使所檢測的信號幅度成為最大的調(diào)整信號的值；以及按照所確定的調(diào)整信號設(shè)置所述帶通濾波器(28)的頻率特性。
27.一種在適合錄入筆型和手指觸摸型的數(shù)字化儀控制裝置中調(diào)整對面板(200)提供的手指觸摸信號或錄入筆提供的錄入筆信號中的面板驅(qū)動信號頻率分量進(jìn)行帶通濾波的帶通濾波器(28)的頻率特性的裝置，所述裝置包括一個面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10)，用來產(chǎn)生一個具有基本上與面板驅(qū)動信號的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號，送至所述帶通濾波器(28)；一個數(shù)模變換器(32)，用來將微處理器提供的數(shù)字調(diào)整信號變換成一個模擬信號，將經(jīng)變換的信號用作一個調(diào)整所述帶通濾波器(28)的頻率特性的信號；一個模數(shù)變換器(44)，用來檢測所述帶通濾波器(28)輸出的信號的振幅；以及一個微處理器，用來產(chǎn)生在預(yù)定范圍內(nèi)改變的調(diào)整信號以改變所述帶通濾波器(28)的頻率特性，將所產(chǎn)生的調(diào)整信號提供給所述數(shù)模變換器(32)，從在預(yù)定范圍內(nèi)改變的調(diào)整信號中確定一個與經(jīng)帶通濾波的信號中一個具有最大振幅的信號相應(yīng)的調(diào)整信號，將所確定的調(diào)整信號作為一個所述帶通濾波器(28)的頻率特性調(diào)整信號提供。
28.一種向外圍設(shè)備發(fā)送微處理器產(chǎn)生的控制命令和對將外圍設(shè)備提供的數(shù)據(jù)傳送給所述微處理器進(jìn)行控制的接口(46)，所述接口包括一個數(shù)據(jù)鎖存器(46b)，用來鎖存所述微處理器提供的控制命令；一個數(shù)據(jù)緩存器(46d)，用來輸入所述外圍設(shè)備提供的數(shù)據(jù)和將所輸入的數(shù)據(jù)輸出給所述微處理器；一個命令解碼器(46a)，用來接收所述數(shù)據(jù)鎖存器(46b)提供的控制命令，產(chǎn)生控制所述外圍設(shè)備所需的各種控制信號；以及一個地址解碼器(46c)，用來接收所述微處理器提供的地址信號，產(chǎn)生激活所述數(shù)據(jù)鎖存器(46b)和所述數(shù)據(jù)緩存器(46d)的信號。
29.一種產(chǎn)生正弦信號的裝置，所述裝置包括一個D觸發(fā)器(120)，用來接收時鐘信號，產(chǎn)生(n-1)個經(jīng)n分頻的信號，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個經(jīng)分頻的信號分別與各由個數(shù)與分頻比n相應(yīng)的相繼時鐘脈沖組成的時鐘脈沖串的第一個時鐘脈沖至第(n-1)個時鐘脈沖同步；一個階梯部(124)，用來通過按預(yù)定阻值時(n-1)個經(jīng)分頻信號進(jìn)行加權(quán)計算產(chǎn)生一個似正弦信號；以及一個帶通濾波器(28)，用來通過對所述階梯部(124)提供的似正弦信號進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生基本上正弦波形的面板驅(qū)動信號。
30.一種對產(chǎn)生驅(qū)動適合錄入筆型、按觸面板型和手指觸摸型數(shù)字化儀的面板(200)的四個角的四通路驅(qū)動信號進(jìn)行控制的面板驅(qū)動控制信號產(chǎn)生器，所述產(chǎn)生器包括一個第一計數(shù)器(740)，用來通過以預(yù)定的第一計數(shù)比對時鐘信號進(jìn)行計數(shù)產(chǎn)生一個第一計數(shù)信號；一個第二計數(shù)器(742)，用來對所述第一計數(shù)器(740)提供的第一計數(shù)信號進(jìn)行二進(jìn)制計數(shù)，將經(jīng)二進(jìn)制計數(shù)的信號作為一個第二計數(shù)信號輸出；一個倒相部(744)，具有兩個倒相器(744a、744b)，分別用來對所述第一和第二計數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計數(shù)信號進(jìn)行倒相；一個OR門(746)，用來對第一和第二計數(shù)信號進(jìn)行OR運算；以及一個信號選擇部(748)，用來接收所述第一和第二計數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計數(shù)信號、所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計數(shù)信號以及所述OR門(746)輸出的信號，根據(jù)模式選擇信號產(chǎn)生與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動控制信號，其中所述信號選擇部(748)在錄入筆和按觸面板模式輸出所述第一和第二計數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計數(shù)信號以及所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計數(shù)信號，而在手指觸摸模式輸出所述OR門(746)提供的信號。
31.一種在錄入筆型數(shù)字化儀中防止數(shù)字化儀控制裝置在錄入筆不使用狀態(tài)下耗電的節(jié)電裝置，所述裝置包括一個計數(shù)部(720)，用來以預(yù)定第一計數(shù)比對具有預(yù)定周期的時鐘信號進(jìn)行計數(shù)，輸出一個第一脈沖信號；一個計數(shù)器(722b)，用來以預(yù)定第二計數(shù)比對所述計數(shù)部(720)輸出的第一脈沖信號進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)操作按錄入筆的筆端信號啟動；以及一個省電信號產(chǎn)生器(722)，用來通過對所述計數(shù)器(722b)輸出的第二脈沖信號和錄入筆的筆端信號進(jìn)行AND運算確定錄入筆連續(xù)處在空閑狀態(tài)是否已超過一段預(yù)定時間，如果是，就產(chǎn)生一個控制功耗的省電信號，其中所述接口(46)響應(yīng)所述省電信號產(chǎn)生器(722)提供的省電信號進(jìn)入節(jié)電模式。
全文摘要
一種數(shù)字化儀控制裝置包括:面板驅(qū)動信號產(chǎn)生器(10),基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器(12),選擇輸出面板驅(qū)動信號或基準(zhǔn)電壓信號的第一多路復(fù)用器(14),產(chǎn)生送至面板各角的通路驅(qū)動信號的四通路驅(qū)動部(16),選擇輸出手指觸摸信號或錄入筆輸出的錄入筆信號的第三多路復(fù)用器(26),帶通濾波器(28),對帶通濾波器的輸出進(jìn)行整流的整流器(30),檢測整流器(30)的輸出中的基本是直流的分量的低通濾波器(38),與面板驅(qū)動控制信號同步地將低通濾波器的輸出作為坐標(biāo)信號輸出的模數(shù)變換器(44),以及接口(46)。因此,這種數(shù)字化儀控制裝置可以適用于錄入筆、手指觸摸和按觸面板型數(shù)字化儀,而且可以用半導(dǎo)體集成電路實現(xiàn),可靠性高而功耗低。
文檔編號G06F3/041GK1187892SQ96194766
公開日1998年7月15日 申請日期1996年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月12日
發(fā)明者金度潤, 安秉權(quán) 申請人:三星電子株式會社