专利名称：用于驱动触摸板的装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动触摸板的装置和方法，具体涉及一种用于驱动触摸板的装置和方法，其增大了模数转换范围以改善效率。
背景技术：
一般来说，电阻型触摸板包括两个相互面对并在其间以一个间隙隔开的电阻层。两个电阻层之一具有在“X”方向沿着该电阻层的边沿相互面对形成的第一对电极，另一个电阻层具有在“Y”方向沿着该另一个电阻层的边沿相互面对形成的第二对电极。因此，通过每个电阻层中的电极交替地施加电流，从而在每个电阻层上产生一个电压。因此，当一个用户按压该触摸板时，两个电阻层在用户按压的位置相互接触，从而形成一个接触点，使得通过测量电阻层中电压的变化可以检测接触点在X-Y方向的坐标位置。但是，如果甚至在输入等待时段期间，即当用户没有产生接触点时，也把电流恒定地施加到电阻层，那么在输入等待时段期间会浪费电力。因此，通常在输入等待时段期间不向触摸板施加电流，并且触摸板被设计为自动检测用户何时产生一个接触点。
图1是表示根据现有技术的电阻型触摸板的电路图，图2表示根据现有技术当用户按压图1的触摸板时触摸板的等效电路图。在图1中，一对方形电阻层10和12以一个间隙相互面对地形成。电阻层10具有在“X”方向沿着电阻层10的边沿相互面对地形成的第一电极A1和第二电极A2。电阻层12具有在“Y”方向沿着电阻层12的边沿相互面对地形成的第三电极A3和第四电极A4。第二电极A2通过第一晶体管Tr1连接到一个提供固定电压的电源Vcc，第四电极A4通过第二晶体管Tr2连接到电源Vcc。而且，第一电极A1通过与第一电阻器R1并联的第三晶体管Tr3接地，第三电极A3通过与第二电阻器R2并联的第四晶体管Tr4接地。第三电极A3的电压变化被表示为在“X”方向的第一位置检测信号Vx，第一电极A1的电压变化被表示为在“Y”方向的第二位置检测信号Vy。此外，每个晶体管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4都连接到一个开关信号(未示出)，使得在一个输入等待时段期间，所有晶体管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4截止并且第一电极A1被设置为HIGH。
在图2中，当一个用户按压触摸板时，两个电阻层10和12在一个接触点相互接触。因此，电流通过电阻层10和12和第二电阻R2流入地，并且第三电极A3的电压电平也变化。因此，可以使用所检测的第三电极A3的电压电平的变化作为触摸板是否被按压的指示。
随后，当已经按压触摸板时，一个开关控制信号(未示出)被施加到第一和第三晶体管Tr1和Tr3的基极以便周期性地把来自电源Vcc的电源电压施加到电极A1和A2之间，使得第一位置检测信号Vx可以在第三电极A3的“X”方向检测接触点。而且，一个反向开关控制信号(未示出)被施加到第二和第四晶体管Tr2和Tr4的基极以便周期性地把来自电源Vcc的电源电压施加到两个电极A3和A4之间，使得第二位置检测信号Vy可以在第一电极A1的“Y”方向检测接触点。
图3表示根据现有技术的电阻层的横剖面图。在图3中，如果把一个电压施加到电阻层，电压在跨过电阻层表面时有变化。例如，如果电源Vcc把一个5V电压提供给电阻层中的第一电极，在邻近第一电极的点A测量的电压为大约4.5-4.7V。相反，在邻近相对电极的点B测量的电压仅为大约0.3-0.5V。因此，电压在跨过电阻层表面后下降。不幸的是，触摸板的有源区域通常位于电阻层的中心区域。由于模数转换器的参考电压通常是5V，在远离相对电极的触摸板有源区域中不能获得大约0.4-4.6V的可检测电压范围。因此，现有技术触摸板的性能不能完全令人满意。
发明内容
因此，本发明针对一种用于驱动触摸板的装置和方法，其实质上消除了由于现有技术的局限和缺点导致的一个或多个问题。
本发明的一个目的是提供一种触摸板驱动装置，其能够通过提高施加到一个电源电压的电压并利用可变电阻控制所施加电压的大小，来精确地检测触摸板上的接触点的坐标位置。
本发明的另一个目的是通过把一个开关元件作为一个附加控制来控制如何把电流施加到每个电极以在第一和第二方向驱动触摸板，从而提高对每个电阻层的电源供给。
本发明的再一个目的是提供一种触摸板驱动装置，其提高所提供的电源电压的电平并通过使用可变电阻来维持希望的电压差，使得能够更精确地计算电流信号和接触点的坐标。
本发明的其它特征和优点将在下面的说明中给出，其部分地可以从说明书中了解，或者可以通过本发明的实践获得。本发明的目的和其它优点可以通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，如所实施和广义描述的，用于驱动触摸板的装置包括第一电阻层，具有在第一方向沿着第一电阻层的相对边沿相互面对形成的第一和第二电极；第二电阻层，具有在第二方向沿着第二电阻层的相对边沿相互面对形成的第三和第四电极，其中第二电阻层面对第一电阻层并且与第一电阻层间隔一个间隙；高电位控制器，用于选择性地把第一和第三电极之一连接到一个从高电位电压源提供的高电位电压；低电位控制器，用于选择性地把第二和第四电极之一连接到一个低电位电压；和可变电阻器，用于减小高电位控制器和高电位电压源之间的高电位电压的电压。
应该理解，上述一般性说明和以下的详细说明都是示例性和解释性的，是为了对本发明权利要求提供进一步解释。
被包括来提供本发明进一步理解的附图构成了说明书的一部分，显示了本发明实施例，并与说明书一起用于解释本发明原理。在附图中图1是表示根据现有技术的电阻型触摸板的电路图；
图2表示根据现有技术当用户按压图1的触摸板时触摸板的等效电路图；图3表示根据现有技术的电阻层的横剖面图；图4表示根据本发明的触摸板驱动装置的电路图；以及图5表示根据本发明当用户按压触摸板时触摸板的等效电路图。
具体实施例方式
下面参考附图中显示的例子对本发明优选实施例进行详细说明。
图4表示根据本发明实施例的触摸板驱动装置。在图4中，触摸板驱动装置可以包括触摸板驱动器30；控制器32，用于控制触摸板驱动器30；和模数(A/D)转换器34，连接在触摸板驱动器30和控制器32之间。触摸板驱动器30可以包括触摸板，具有一对方形电阻层20和22；和驱动电路(未示出)，用于驱动触摸板。电阻层20和22可以相互面对地以间隔一个特定间隙的方式形成。而且，电阻层20可以具有在“X”方向沿着电阻层20的边沿相互面对地形成的第一电极a1和第二电极a2。电阻层22可以具有在“Y”方向沿着电阻层22的边沿相互面对地形成的第三电极a3和第四电极a4。第二电极a2可以通过第一晶体管Tr1和第一可变电阻Vr1连接到一个提供固定电压的电源Vcc。第四电极a4可以通过第二晶体管Tr2和第二可变电阻Vr2连接到电源Vcc。而且，第一电极a1可以通过与第一电阻器R1并联的第三晶体管Tr3接地，而第三电极a3可以通过与第二电阻器R2并联的第四晶体管Tr4接地。第三电极a3的电压变化可以表示为在“X”方向的第一位置检测信号Vx，第一电极a1的电压变化可以表示为在“Y”方向的第二位置检测信号Vy。此外，每个晶体管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4都可以连接到一个开关信号(未示出)，使得在输入等待时段期间，所有晶体管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4可以截止并且第一电极A1可以被设置为HIGH。
图5表示根据本发明当用户按压触摸板时触摸板的等效电路图。在图5中，当用户按压触摸板时，两个电阻层20和22在用户按压的接触点相互接触。在图5中，电流可以通过电阻层20和22、第一可变电阻Vr1、和第二电阻器R2流入地。因此，第三电极a3的电压电平也可以改变。因此，所检测的第三电极a3的电压电平的变化也可以表示触摸板是否已经被按压以及输入等待时段是否已经期满。
随后，当已经检测到第三电极a3的电压电平的变化时(即，触摸板已经被按压并且输入等待时段已经期满)，可以把一个开关控制信号(未示出)施加到第一和第三晶体管Tr1和Tr3的基极，以便周期性地把来自电源Vcc的电源电压提供到第一和第二电极a1和a2之间，使得第一位置检测信号Vx可以在第三电极a3的“X”方向检测接触点。而且，可以把一个反向开关控制信号(未示出)提供到第二和第四晶体管Tr2和Tr4的基极，以便周期性地把来自电源Vcc的电源电压施加到第三和第四电极a3和a4之间，使得第二位置检测信号Vy可以在第一电极a1的“Y”方向检测接触点。而且，从电源Vcc提供的电源电压可以固定在大约8-12V的范围，而来自大地的地电压可以被设置为大约0V。
控制器32可以提供用于控制晶体管Tr1，Tr2，Tr3和Tr4的该开关控制信号和该反向开关控制信号。而且，控制器32可以把来自A/D转换器34的包括代表位置检测信号Vx和Vy的四个位置检测信号的数字数据提供给一个主机(未示出)。具体地说，A/D转换器34可以转换在电极处的电压，并把电压反映为数字数据，使得该数字数据可以被提供为一个“是否按压”检测信号，一个在“X”方向的第一位置检测信号，和一个在“Y”方向的第二位置检测信号。因此，该数字数据具有2n位值。随后，主机可以基于该数字数据计算接触点的坐标位置，并且在计算接触点的坐标位置之前，主机还可以基于位置检测信号计算触摸板的电流信号Xu和Yu(未示出)的电平。
根据本发明，从电源Vcc提供的电源电压可以在大约8-12V范围内，那么可变电阻Vr1或Vr2可以提供对电源电压的特定电压降。例如，当控制器32提供的开关控制信号接通晶体管Tr1时，下降的电压被施加给第二电极a2。随后，可变电阻Vr1的电阻值可以被设置为在电极a1和a2之间形成5V电压差。因此，甚至当电源电压不足以维持触摸板的电极之间的希望电压差时，可变电阻可以提供该电压差。因此，基于来自A/D转换器的2n位数据，通过恒定维持的电位可以检测接触点的精确位置。
本领域技术人员应该理解，在不偏离本发明精神或范围的条件下，可以对本发明的触摸板驱动装置和方法进行各种改进和变型。因此，应认为本发明覆盖所有落入所附权利要求及其等同物范围内的所有改进和变型。
权利要求
1.一种触摸板驱动装置，包括第一电阻层，具有在第一方向沿着第一电阻层的相对边沿相互面对地形成的第一和第二电极；第二电阻层，具有在第二方向沿着第二电阻层的相对边沿相互面对地形成的第三和第四电极，其中第二电阻层面对第一电阻层并与第一电阻层间隔一个间隙；高电位控制器，用于选择性地把第一和第三电极之一连接到一个从高电位电压源提供的高电位电压；低电位控制器，用于选择性地把第二和第四电极之一连接到一个低电位电压；和可变电阻器，用于减小在高电位控制器和高电位电压源之间的高电位电压的电压。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括控制器，用于控制高电位控制器和低电位控制器；和模数转换器，用于把在第二和第四电极处的电压转换为数字数据。
3.根据权利要求2所述的装置，其中数字数据代表一个“是否按压”检测信号，一个在第一方向的位置检测信号，和一个在第二方向的位置检测信号。
4.根据权利要求2所述的装置，其中数字数据包括2n位的数据。
5.根据权利要求1所述的装置，其中高电位电压大体上在大约8-12V范围内。
6.根据权利要求1所述的装置，其中低电位电压大体上为0V。
7.根据权利要求1所述的装置，其中可变电阻器减小高电位电压的电压以把第一和第二电极之间或第三和第四电极之间的电位差大体上维持在5V。
8.一种驱动触摸板装置的方法，包括以下步骤在第一方向沿着第一电阻层的相对边沿形成相互面对的第一和第二电极；在第二方向沿着第二电阻层的相对边沿形成相互面对的第三和第四电极；第二电阻层被形成为与第一电阻层面对并间隔一个间隙；选择性地把第一和第三电极之一连接到一个从高电位电压源提供的高电位电压；选择性地把第二和第四电极之一连接到一个低电位电压；以及减小高电位控制器和高电位电压源之间的高电位电压的电压。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤把第二和第四电极处的电压转换为数字数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中数字数据代表一个“是否按压”检测信号，一个在第一方向的位置检测信号，和一个在第二方向的位置检测信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其中数字数据包括2n位的数据。
12.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤把高电位电压设置为大体上在大约8-12V范围内。
13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤把低电位电压设置为大体上0V。
全文摘要
一种增大模数转换范围的触摸板驱动装置和方法，该触摸板驱动装置包括第一电阻层，具有在第一方向沿着第一电阻层的相对边沿相互面对地形成的第一和第二电极；第二电阻层，具有在第二方向沿着第二电阻层的相对边沿相互面对地形成的第三和第四电极。该装置还包括高电位控制器，用于选择性地把第一和第三电极之一连接到一个从高电位电压源提供的高电位电压；低电位控制器，用于选择性地把第二和第四电极之一连接到一个低电位电压。此外，使用一个可变电阻器，用于减小在高电位控制器和高电位电压源之间的高电位电压的电压。
文档编号G06F3/041GK1428741SQ0215912
公开日2003年7月9日 申请日期2002年12月20日 优先权日2001年12月27日
发明者孔南零 申请人:Lg.飞利浦Lcd有限公司