CN101286103A - 触控板装置及其控制方法和电脑系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种触控板装置及其控制方法和电脑系统，该触控板装置包含：一触控面板，当发生一触压动作时，产生多个模拟信号；一模拟多路复用器，信号连接于触控面板；以及，一嵌入式控制器，信号连接于模拟多路复用器，并送出一选择信号到模拟多路复用器，使模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到嵌入式控制器，且上述嵌入式控制器将模拟信号转换为多个数字信号。本发明以模拟多路复用器并搭配嵌入式控制器，加上嵌入式控制器固件程序以及触控板驱动程序即可取代已知技术中的触控板控制器，以节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控板装置及其控制的方法，尤其涉及可借由一模拟多路复用器以及一嵌入式控制器来改进触控板装置及其控制方法。
背景技术
触控板(TouchPad或TrackPad)，是一种广泛应用于笔记本电脑(notebook computer)上的输入设备，也是目前笔记本电脑通用的指针工具，它的功能相当于一般电脑的鼠标(mouse)，而触控板的原理是借由感应手指触摸触控面板的压力，以产生电压来定位游标以及下达指令，也就是利用使用者的手指在触控板上作移动来代替了鼠标，并且控制屏幕中光标的动作。请参见图1，其所示出为已知技术的触控板装置与笔记本电脑主机的连接与结构示意图。已知技术的触控板1包含一触控面板10与一触控板控制器11，主要是采用触控板控制器11作为主要的核心，而触控板控制器11信号连接于触控面板10以及笔记本电脑主机12，其功能是将使用者碰触触控面板10而产生的一模拟信号转换为一数字信号，并且从中取得坐标位置信息，再将坐标位置信息转换成屏幕中的游标坐标或是按键信号，并通过RS232或USB的接口，把数据传至笔记本电脑主机12。
关于触控板1的运作原理，以最基本的触控板规格举例来说，触控面板10的主要组成包括一片氧化铟锡导电玻璃(ITO Glass)，以及一片导电薄膜(ITO Film)。在这两层导电体的中间以隔球(Spacer)将氧化铟锡导电玻璃与导电薄膜区隔开，使上下两层绝缘。其目的在于避免无使用者触摸触控面板10时，造成短路而产生错误动作。但若以手指、笔或其它介质对触控面板10的表面触压，便可使上下两层接触而造成短路，因此产生压降，并将所量测到的电压值传至触控板控制器11，如此便得到包含一坐标位置的模拟信号，再将所测得的模拟信号的坐标位置经由触控板控制器11转换成数字信号，并将数字信号的坐标位置传送至笔记本电脑主机12，如此便可得知使用者对触控板10的触压点进而使得笔记本电脑主机12能根据使用者对触控板10所下的指令来对笔记本电脑主机12进行存取的动作。
由上述可知，已知技术需依赖触控板控制器11将所测得的模拟信号的坐标位置转换成数字信号的坐标位置，并通过标准的RS232或USB的接口，将数字信号的坐标位置传至电脑主机12。但是在成本方面，触控板控制器11的成本较高因此会造成触控板1整体的硬件设计成本过高。
发明内容
本发明提出一种触控板装置，包含：一触控面板，当发生一触压动作时，产生多个模拟信号；一模拟多路复用器，信号连接于触控面板；以及一嵌入式控制器，信号连接于模拟多路复用器，并送出一选择信号到模拟多路复用器，使模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到上述嵌入式控制器，且嵌入式控制器将上述这些模拟信号转换为多个数字信号。
本发明也提出一种触控板装置的控制方法，其中触控板装置在发生一触压动作时，产生多个模拟信号，上述这些模拟信号包含一Z轴压力值模拟信号，包含下列步骤：读取上述Z轴压力值模拟信号；当上述Z轴压力值模拟信号的一数值大于一预设值时，产生一选择信号而依序输出上述这些模拟信号其中之一；以及将上述这些模拟信号转换为多个数字信号。
本发明也提出一种电脑系统，包含：一触控面板，当发生一触压动作时，产生多个模拟信号；一模拟多路复用器，信号连接于上述触控面板；一主机；以及一嵌入式控制器，信号连接于模拟多路复用器，并送出一选择信号到模拟多路复用器，使模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到嵌入式控制器，且嵌入式控制器将上述这些模拟信号转换为多个数字信号后，再将上述这些数字信号通过一接口传送至主机。
本发明发展出以模拟多路复用器并搭配嵌入式控制器，加上嵌入式控制器固件程序以及触控板驱动程序即可取代已知技术中的触控板控制器，以节省成本。
为了能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
本发明以模拟多路复用器并搭配嵌入式控制器，加上嵌入式控制器固件程序以及触控板驱动程序即可取代已知技术中的触控板控制器，以节省成本。
附图说明
图1为已知技术的触控板装置与笔记本电脑主机的连接与结构示意图。
图2为本发明所发展出的触控板装置与笔记本电脑主机的连接与结构示意图。
图3为本发明所发展出触控板装置2的连接电路示意图。
图4为本发明所发展出的模拟多路复用器根据选择信号而依序输出的模拟信号真值表。
图5为本发明所提出的触控板装置运作步骤流程图。
具体实施方式
本发明利用已知笔记本电脑中已经具有的嵌入式控制器，并将一触控面板所产生的信号传递至嵌入式控制器，使得嵌入式控制器可处理触控面板所产生的信号。
请参见图2，其所示出为本发明所发展出的触控板装置与笔记本电脑主机的连接与结构示意图。本发明所提出的触控板装置2包含：一触控面板(touch panel)21、一模拟多路复用器22；以及一嵌入式控制器(embeddedcontroller)23。其中，一模拟多路复用器22信号连接于触控面板21，而一模拟多路复用器22信号连接于嵌入式控制器23。当使用者触压触控面板21时，触控面板可产生多个模拟信号，这些模拟信号至少包含X轴模拟信号、Y轴模拟信号以及Z轴压力值模拟信号。而模拟多路复用器22是嵌入式控制器23所产生的一数字信号(参考图3的S0与S1)控制来依序输出上述的多个模拟信号中的其中之一。其中，嵌入式控制器23所产生的一数字信号，根据模拟多路复用器22所输出多个模拟信号中的一个Z轴压力值模拟信号，当嵌入式控制器23检测Z轴压力值模拟信号的一数值大于一预设值时，嵌入式控制器23才开始产生选择信号到模拟多路复用器22，使模拟多路复用器22才能依序输出多个模拟信号其中之一到嵌入式控制器23。
再者，嵌入式控制器23是控制模拟多路复用器22来选取触控面板21所产生的模拟信号，并且嵌入式控制器23会将所接收到的模拟信号转换为一数字信号。首先，嵌入式控制器23会持续读取Z轴压力值模拟信号，当使用者触压触控面板21时，Z轴压力值模拟信号便会产生变化，当Z轴压力值模拟信号的数值大于某一预设值时，便表示有物体触碰触控面板21，此时嵌入式控制器23便开始依序切换上述选择信号，并接收模拟多路复用器所输出的X轴模拟信号、Y轴模拟信号以及Z轴压力值模拟信号。反之，当Z轴压力值模拟信号的数值未大于某预设值时，嵌入式控制器23仅针对Z轴压力值模拟信号做接收动作。
而嵌入式控制器23将所接收到的X轴模拟信号、Y轴模拟信号以及Z轴压力值模拟信号转换为X轴数字信号、Y轴数字信号以及Z轴压力值数字信号后，便由嵌入式控制器23内部的一嵌入式控制器固件程序(embeddedcontroller firmware)来通过一第二代个人电脑(PS/2)接口传送至一笔记本电脑主机24，也就是说，通过嵌入式控制器固件程序将数字信号制定为一特殊的触控板信号(protocol)并通过第二代个人电脑(PS/2)接口传送至笔记本电脑主机24。笔记本电脑主机24再通过一触控板驱动程序(touch paneldriver)及一坐标校正软件将上述这些数字信号转换成为鼠标的坐标以及按键的信息。而触控板驱动程序的作用为处理嵌入式控制器固件程序所制定的特殊的触控板信号，并将其转换为鼠标的坐标以及按键的信息。以下再提供更详细的说明。
请参见图3，其所示出为本发明所发展出触控板装置2的连接电路示意图。由图中可看出，触控面板21为一电阻式触控面板，而关于电阻式触控面板又可分为四线式、五线式及八线式，各个工作原理尽不相同。本实施例中以四线式举例做说明，四线式的电阻式触控面板至少包括X+端、X-端、Y+端、Y-端。而根据X+端、X-端、Y+端、Y-端的信号即可得知手指所在的X轴及Y轴坐标。也就是说，当使用者以手指、笔或其它介质对触控面板21做触压的动作，便可使触控面板21上下层接触而造成短路，产生压降。由Y+端或者Y-端产生信号时，此时仅X+与X-端会导电；由X+端或者Y-端产生信号时，此时仅Y+端与Y-端导电；如此迅速交替而产生X轴模拟信号、Y轴模拟信号以及Z轴压力值模拟信号。
而模拟多路复用器22连接至一电压源(Vcc)，例如3V以及接地端，而选择信号包括二选择端(S0、S1)。根据选择信号S0、S1的电平变化可使得模拟多路复用器22依序输出上述的多个模拟信号其中之一，且模拟多路复用器22中的二模拟多路复用电路也可以根据选择信号提供电压源(Vcc)或者接地端至触控面板21的不同端。
请再参见图4，其所示出为本发明所发展出的模拟多路复用器根据选择信号而依序输出的模拟信号真值表。模拟多路复用器22是根据选择信号S0、S1来依序输出模拟信号至嵌入式控制器23。也就是说，嵌入式控制器23是通过切换选择信号并将模拟多路复用器22输出端连接至嵌入式控制器23的ADC脚位，来接收模拟多路复用器22所输出的模拟信号。
以此实施例来说，当选择信号S0＝0，S1＝0时，Y+端连接3V电压源，Y-端接地，X-端开路(open)，而X+端即可以输出X+模拟信号至嵌入式控制器23的ADC脚位。当选择信号S0＝0，S1＝1时，X+端连接3V电压源，X-端接地，Y-端开路，而Y+端即可以输出Y+模拟信号至嵌入式控制器23的ADC脚位。当选择信号S0＝1，S1＝0时，Y-端连接一3V电压源，Y+端接地，X+端开路，而X-端即可以输出X-模拟信号至嵌入式控制器23的ADC脚位。当选择信号S0＝1，S1＝1时，X-端连接3V电压源，X+端接地，Y+端开路，而Y-端即可以输出Y-模拟信号至嵌入式控制器23的ADC脚位。
由上述可知，模拟多路复用器22是根据嵌入式控制器23切换所述的选择信号来依序传送X+、Y+、X-、Y-模拟信号至嵌入式控制器23，而嵌入式控制器23便将依序所接收到的模拟信号经由内部的模拟转数字电路转换为数字信号。
最后请参见图5，其所示出为一实施例的本发明所提出的触控板装置运作步骤流程图。在触控板装置启用的状态下，嵌入式控制器23持续读取Z轴压力值模拟信号，如步骤510，并检测Z轴压力值模拟信号是否超过一预设值，如步骤511。若无超过预设值，则持续检测Z轴压力值模拟信号，如步骤510；若Z轴压力值模拟信号超过预设值，代表有物体触压触控面板21，则进入下一步骤。嵌入式控制器23便依序切换选择信号，使模拟多路复用器22根据选择信号而依序输出X+模拟信号、Y+模拟信号、X-模拟信号、Y-模拟信号以及Z轴压力值模拟信号至嵌入式控制器23，如步骤512。而嵌入式控制器23便将依序所接收到的X+模拟信号、Y+模拟信号、X-模拟信号、Y-模拟信号以及Z轴压力值模拟信号转换为X轴数字信号、Y轴数字信号以及Z轴压力值数字信号，如步骤513，之后便由嵌入式控制器23内部的嵌入式控制器固件程序来通过一第二代个人电脑(PS/2)接口传送至笔记本电脑主机24，如步骤514。笔记本电脑主机24再通过一触控板驱动程序及一坐标校正软件将上述这些数字信号转换成为鼠标的坐标以及按键的信息，如步骤515。
综上所述，本发明以模拟多路复用器并搭配嵌入式控制器，加上嵌入式控制器固件程序以及触控板驱动程序即可取代已知技术中的触控板控制器，以节省成本。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的范围为准。另外，本发明的任一实施例或权利要求书不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。
Claims (16)
1.一种触控板装置，其特征是，包含：
触控面板，当发生触压动作时，产生多个模拟信号；
模拟多路复用器，信号连接于上述触控面板；以及
嵌入式控制器，信号连接于上述模拟多路复用器，并送出选择信号到上述模拟多路复用器，使上述模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到上述嵌入式控制器，且上述嵌入式控制器将上述这些模拟信号转换为多个数字信号。
2.根据权利要求1所述的触控板装置，其特征是，其中上述这些模拟信号包括Z轴压力值模拟信号，当Z轴压力值模拟信号的数值大于预设值时，上述嵌入式控制器产生上述选择信号到上述模拟多路复用器，使上述模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到上述嵌入式控制器。
3. 根据权利要求1所述的触控板装置，其特征是，其中上述选择信号由上述嵌入式控制器的二选择端产生，上述嵌入式控制器可依序改变上述二选择端的电平，使得上述模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到上述嵌入式控制器。
4. 根据权利要求1所述的触控板装置，其特征是，其中上述这些模拟信号包含X+模拟信号、Y+模拟信号、X-模拟信号、Y-模拟信号以及Z轴压力值模拟信号，而上述这些数字信号包含X轴数字信号、Y轴数字信号以及Z轴压力值数字信号。
5. 根据权利要求1所述的触控板装置，其特征是，其中上述嵌入式控制器包含嵌入式控制器固件程序，上述嵌入式控制器固件程序通过第二代个人电脑接口将上述数字信号传送至主机。
6. 根据权利要求1所述的触控板装置，其特征是，其中上述触控面板可为四线式、五线式或八线式的电阻式触控面板。
7.一种触控板装置的控制方法，其特征是，其中上述触控板装置在发生触压动作时，产生多个模拟信号，上述这些模拟信号包含Z轴压力值模拟信号，包含下列步骤：
读取上述Z轴压力值模拟信号；
当上述Z轴压力值模拟信号的数值大于预设值时，产生选择信号而依序输出上述这些模拟信号其中之一；以及
将上述这些模拟信号转换为多个数字信号。
8.根据权利要求7所述的触控板装置的控制方法，其特征是，其中上述数字信号是通过第二代个人电脑接口传送至主机
9.根据权利要求8所述的触控板装置的控制方法，其特征是，其中上述主机通过触控板驱动程序及坐标校正软件将上述数字信号转换为坐标信息。
10.根据权利要求9所述的触控板装置的控制方法，其特征是，其中上述坐标信息包含鼠标的移动坐标信息及按键指令。
11.根据权利要求7所述的触控板装置的控制方法，其特征是，其中上述这些模拟信号包含X+模拟信号、Y+模拟信号、X-模拟信号、Y-模拟信号以及Z轴压力值模拟信号，而上述数字信号包含X轴数字信号、Y轴数字信号以及Z轴压力值数字信号。
12.一种电脑系统，其特征是，包含：
触控面板，当发生触压动作时，产生多个模拟信号；
模拟多路复用器，信号连接于上述触控面板；
主机；以及
嵌入式控制器，信号连接于上述模拟多路复用器，并送出选择信号到上述模拟多路复用器，使上述模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到上述嵌入式控制器，且上述嵌入式控制器将上述这些模拟信号转换为多个数字信号后，再将上述这些数字信号通过接口传送至上述主机。
13.根据权利要求12所述的电脑系统，其特征是，其中上述主机通过触控板驱动程序及坐标校正软件，将上述这些数字信号转换为坐标信息。
14.根据权利要求12所述的电脑系统，其特征是，其中上述坐标信息包含鼠标的移动坐标信息及按键指令。
15.根据权利要求12所述的电脑系统，其特征是，其中上述接口为第二代个人电脑接口。
16.根据权利要求12所述的电脑系统，其特征是，其中上述选择信号由上述嵌入式控制器的二选择端产生，上述嵌入式控制器可依序改变上述二选择端的电平，使得上述模拟多路复用器依序输出多个模拟信号其中之一到上述嵌入式控制器。
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| CN102033636B (zh) * | 2009-09-29 | 2012-08-29 | 晶宏半导体股份有限公司 | 触控模块的控制系统 |
| CN108627299A (zh) * | 2017-03-21 | 2018-10-09 | 原相科技股份有限公司 | 压力感测装置的校正方法及其校正电路 |
| US10634567B2 (en) | 2017-03-10 | 2020-04-28 | Pixart Imaging Inc. | Calibration method and circuit for pressure sensing device |
| CN117130494A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-11-28 | 荣耀终端有限公司 | 实现触控的方法以及电子设备 |
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2008
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| PB01 | Publication | ||
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Open date: 20081015 |