CN1331089C

CN1331089C - 触控板及其中的定位检测电路与方法

Info

Publication number: CN1331089C
Application number: CNB2004100060070A
Authority: CN
Inventors: 廖栋才; 许鸿达; 罗立声
Original assignee: Sunplus Technology Co Ltd
Current assignee: Sunplus Technology Co Ltd
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2024-02-25
Also published as: CN1661629A

Abstract

本发明是关于一种触控板及其中的定位检测电路与方法，其是运用波形产生器，来产生可控制感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的输入讯号，并使用零电位侦测器，以侦测感应笔所感应的感应讯号的零电位位置发生时间，以便检测感应笔在感应板上的位置。因而无须使用类比数位转换器，故其分辨率易于扩充，且成本、精度与规格也易于控制。

Description

触控板及其中的定位检测电路与方法

技术领域

本发明涉及一种输入外围装置，特别是涉及一种触控板及其中的定位检测电路与方法。

背景技术

随着科技的发展，有关于计算机的软硬件也已获得长足的进步。在各种软硬件设施中，应用于幼教方面的软硬件也是现今极力发展的目标之一，而为了提供幼儿操作的便利性，通常是应用如触控板(Touch Pad)等来作为其输入的外围装置。

请参阅图1所示，其为一种触控板示意图。图中，此触控板包括感应板110、感应笔120及定位检测电路(未绘示)。感应板110的垂直方向绘示有A、B两端点，水平方向亦绘示有C、D两端点，分别用以接收检测用的输入讯号。因为感应板110是均匀电阻性分布的，由输入讯号所产生的电场也会均匀分布，故可由感应笔120所感应的感应讯号的不同，来判断感应笔120所在的位置，达成输入操作的目的。

请参阅图2所示，其为图1的触控板的操作波形图。图中显示，在S1阶段时，感应板110的垂直方向的A、B端点及水平方向的C、D端点，均施加相同的电位。因此，感应笔120所感应的感应讯号将如图中的S1下的E波形所示，此波形的振幅大小将作为S2与S3阶段判断感应笔120的位置时使用。如图所示，在S2阶段时，仅在感应板110的垂直方向的A端点施加与S1阶段相同的电位，而在S3阶段时，则仅在感应板110的水平方向的C端点施加与S1阶段相同的电位。由于感应板110的电阻性的均匀分布，因此，感应笔120所感应的波形将分别如S2与S3下的E波形所示，其振幅大小将依感应笔120的位置而比例于S1下的E波形的振幅大小，藉以判断出感应笔120的位置。

然而，此种作法却有如下的缺点：

1.由于是使用感应笔所感应的感应讯号的振幅大小，来判断感应笔的位置，故如需较精密的分辨率时，便需使用具有较多位及较精密的类比(模拟)数位(数字)转换器(ADC)，使得成本不易降低。

2.侦测电压感应所产生的振幅或能量，在大量生产时，其精度与规格较不易控制。

由此可见，上述现有的触控板仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的触控板的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的触控板存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的触控板及其中的定位检测电路与方法，能够改进一般现有的触控板，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的触控板存在的缺陷，而提供一种新的触控板及其中的定位检测电路与方法，所要解决的技术问题是使其无须使用类比数位转换器，故其分辨率易于扩充，且成本、精度与规格也易于控制。从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种定位检测电路，适用于具有一感应板与一感应笔的触控板，其包括：

一波形产生器，用以产生可控制该感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的一输入讯号；

一滤波器，用以接收该感应笔感应的一感应讯号，并输出滤波后的该感应讯号；

一放大器，耦接该滤波器，用以接收滤波后的该感应讯号，并输出放大的该感应讯号；

一封包检测器，耦接该放大器，用以检测放大后的该感应讯号，以产生一封包讯号；

一零电位侦测器，耦接该封包检测器，用以接收该封包讯号，并产生可判断零电位位置发生时间的一输出讯号；以及

一控制器，耦接该波形产生器与该零电位侦测器，用以控制该波形产生器产生该输入讯号，并依据该零电位侦测器输出的该输出讯号，来判断该感应笔在该感应板上的位置。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的触控板及其中的定位检测电路，其更包括一多任务器，耦接在该波形产生器与该感应板之间，用以在该感应板的水平方向与垂直方向间切换输入该输入讯号。

前述的触控板及其中的定位检测电路，其中所述的波形产生器是包括两数位类比转换器。

前述的触控板及其中的定位检测电路，其中所述的波形产生器产生的该输入讯号的零电位位置，是在该方向上来回变化。

前述的触控板及其中的定位检测电路，其中所述的零电位侦测器是为一比较器。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种定位检测方法，适用于具有一感应板与一感应笔的触控板，其包括以下步骤：

输入可控制该感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的一输入讯号；以及

依据该感应笔感应的一感应讯号的零电位位置发生时间，来判断该感应笔在该感应板上的位置。

前述的一种定位检测方法，其更包括在该感应板的水平方向与垂直方向间，切换输入该输入讯号的步骤。

前述的一种定位检测方法，其中所述的输入讯号的零电位位置，是在该方向上来回变化。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种触控板，其包括：

一感应板；

一感应笔；

前述的触控板，其更包括一多任务器，耦接在该波形产生器与该感应板之间，用以在该感应板的水平方向与垂直方向间切换输入该输入讯号。

前述的触控板，其中所述的波形产生器是包括两数位类比转换器。

前述的触控板，其中所述的波形产生器产生的该输入讯号的零电位位置，是在该方向上来回变化。

前述的触控板，其中所述的零电位侦测器是为一比较器。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：本发明提供一种触控板及其中的定位检测电路。此触控板包括感应板、感应笔及定位检测电路，而定位检测电路则包括：波形产生器、滤波器、放大器、封包检测器、零电位侦测器及控制器。

其中，波形产生器用以产生可控制感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的输入讯号。滤波器用以接收感应笔感应的感应讯号，并输出滤波后的感应讯号。放大器耦接滤波器，用以接收滤波后的感应讯号，并输出放大后的感应讯号。封包检测器耦接放大器，用以检测放大后的感应讯号，以产生封包讯号。零电位侦测器耦接封包检测器，用以接收封包讯号，并产生可判断零电位位置发生时间的输出讯号。而控制器则耦接波形产生器与零电位侦测器，用以控制波形产生器产生前述的输入讯号，并依据零电位侦测器输出的输出讯号，来判断感应笔在感应板上的位置。

在一实施例中，此定位检测电路更包括一多任务器，用以在感应板的水平方向与垂直方向间切换输入前述的输入讯号，以轮流检测感应笔在感应板的水平方向与垂直方向的位置。

在一实施例中，此定位检测电路的波形产生器可以包括两数位类比转换器，用以依据控制器的控制，产生可控制感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的输入讯号。

在一实施例中，此定位检测电路的波形产生器所产生的输入讯号的零电位位置，是在前述的方向上来回变化，以在判断感应笔的位置时，可补偿零电位侦测器可能产生的误差。

在一实施例中，此定位检测电路的零电位侦测器是为一比较器。

本发明另提供一种定位检测方法，可适用于具有感应板与感应笔的触控板。此方法包括：输入可控制感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的输入讯号；以及依据感应笔感应的感应讯号的零电位位置发生时间，来判断感应笔在感应板上的位置。

其中，此定位检测方法可更包括在感应板的水平方向与垂直方向间，切换输入前述的输入讯号，以轮流检测感应笔在感应板的水平方向与垂直方向的位置的步骤。

其中，输入的输入讯号的零电位位置，可以在一方向上来回变化，以在判断感应笔的位置时，可补偿零电位侦测的误差。

由上述的说明中可知，应用本发明所提供的一种触控板及其中的定位检测电路与方法，则无须使用类比数位转换器，其分辨率则由波形产生器产生的输入讯号的零电位位置变化阶度的不同而易于扩充，故其成本、精度与规格均易于控制。

经由上述可知，本发明是关于一种触控板及其中的定位检测电路与方法，其是运用波形产生器，来产生可控制感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的输入讯号，并使用零电位侦测器，以侦测感应笔所感应的感应讯号的零电位位置发生时间，以便检测感应笔在感应板上的位置。借由上述技术方案，本发明触控板及其中的定位检测电路与方法具有：无须使用类比数位转换器，其分辨率易于扩充，且成本、精度与规格也易于控制等优点。

综上所述，本发明特殊结构的触控板及其中的定位检测电路与方法，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品及方法中未见有类似的结构设计及方法公开发表或使用而确属创新，其不论在产品结构、方法、或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的触控板及其中的定位检测电路与方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体结构及其方法由以下实施例及附图详细给出。

附图说明

图1是一种触控板示意图。

图2是图1的触控板的操作波形图。

图3是根据本发明较佳实施例的一种触控板及其定位检测电路方块示意图。

图4是根据本发明较佳实施例的波形产生器产生的输入讯号波形图。

图5是感应板的电场分布图。

图6是感应板的轴线示意图。

图7是根据本发明较佳实施例的零电位侦测器的输入与输出波形图。

110：感应板 120：感应笔

300：触控板 310：感应板

320：感应笔 330：波形产生器

331：数位类比转换器 332：数位类比转换器

340：滤波器 350：放大器

360：封包检测器 370：零电位侦测器

371：比较器 380：控制器

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的触控板及其中的定位检测电路与方法其具体结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3所示，其为根据本发明较佳实施例的一种触控板及其定位检测电路方块示意图。此触控板300具有感应板310与感应笔320，而其定位检测电路则包括：由数位类比转换器331与332组成的波形产生器330、滤波器340、放大器350、封包检测器360、例如是比较器371所形成的零电位侦测器370及控制器380。

此外，因为此触控板300为二维的触控板，其感应笔320可在感应板310的水平方向与垂直方向移动，故此定位检测电路可更包括多任务器390，以在感应板310的水平方向与垂直方向间切换输入波形产生器330产生的输入讯号，以轮流检测感应笔320在感应板310的水平方向与垂直方向的位置。由于感应笔320在感应板310的水平方向与垂直方向的位置的检测方式类似，因此以下仅以如图中的多任务器390切换于感应板310的水平方向，也就是输入感应板310的X+端与X-端的情形来解释其工作原理。

请参阅图3所示，控制器380会控制波形产生器330，以产生可控制感应板310的零电位位置在水平方向上逐次变化的输入讯号，其方法为将如第4图所示的输入讯号输入至感应板310的X+端与X-端，说明如下。

请参阅图4所示，整个侦测扫描过程共分为9个时段，每一个时段在X+端和X-端会送出两个完整的方波，方波的振幅共有V、3V/4、2V/4、V/4、0、-V/4、-2V/4、-3V/4、-V等不同的振幅。

请参阅图5、图6所示，首先，在时段1的波形正半周时，X+端的振幅为V，而X-端的振幅为0，故整个感应板310的电场分布将如图5(a)所示，其零电位位置在图6的A轴上。另外，当在时段1的波形负半周时，X+端的振幅为-V，X-端的振幅为0，故整个感应板310的电场分布如图5(b)所示，其零电位位置也在图6的A轴上。所以在时段1时，其零电位位置会发生在图6的A轴上。

在时段2的波形正半周时，X+端的振幅为3V/4，X-端的振幅为-V/4，故整个感应板310的电场分布将如图5(c)所示，其零电位位置在图6的B轴上。另外，当在时段2的波形负半周时，X+端的振幅为-3V/4，X-端的振幅为V/4，故整个感应板310的电场分布将如图5(d)所示，其零电位位置也在第6图的B轴上。所以在时段2时，其零电位位置会发生在图6的B轴上。

同理，在时段3时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(e)与(f)所示，其零电位位置在图6的C轴上。在时段4时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(g)与(h)所示，其零电位位置在图6的D轴上。在时段5时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(i)与(j)所示，其零电位位置在图6的E轴上。在时段6时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(g)与(h)所示，其零电位位置在图6的D轴上。在时段7时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(e)与(f)所示，其零电位位置在图6的C轴上。在时段8时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(c)与(d)所示，其零电位位置在图6的B轴上。而在时段9时，整个感应板310的电场分布将分别如图5(a)与(b)所示，其零电位位置则回到图6的A轴上。

因此，只要检查零电位位置的发生时间，便可以侦测感应笔320的位置是在A、B、C、D、E的哪一个轴上。在此实施例中，整个扫描周期会检测感应笔320的位置是在A、B、C、D、E的哪一个轴上两次，其原因是用来作为平均，以补偿零电位侦测器370可能产生的误差。当然，也可以使用多次扫描并做数学统计，以增进其检测的精确度。

请参阅图3所示，滤波器340会接收感应笔320感应的感应讯号，并输出滤波后的感应讯号。放大器350会接收滤波后的感应讯号，并将感应讯号放大后输出。封包检测器360则用以检测放大后的感应讯号，以产生如图7所示的封包讯号Vin。图7的封包讯号Vin，是假设感应笔320的位置是在图6的D轴时所产生，此时，其零电位位置将分别如图所示地发生于第4时段与第6时段。

如图7所示，此封包讯号Vin将输入比较器371的正输入端，而比较器371的负输入端则输入零电位参考讯号Vref。因此，比较器371的输出端将产生可判断零电位位置发生时间的输出讯号Vout。使得控制器380可以依据比较器371输出的输出讯号Vout，来判断感应笔320在感应板上的位置。以此例而言，当控制器380发现比较器371的输出讯号Vout的下降缘与上升缘，分别发生于第4时段与第6时段时，便可判断感应笔320是位于感应板的D轴上。

需说明的是，前述实施例的图4虽然将整个侦测扫描过程分为9个时段，且每一时段在X+和X-端会送出两个完整的方波。然而，熟习此艺者应知，每一时段在X+和X-端送出的完整的方波数，是可以依检测需求来变化的。另外，整个侦测扫描过程的时段数则是依所需的分辨率而定，例如，所需的分辨率为256时，上例的时段数将为256x2-1＝511个时段，而此种分辨率也只需要8位的数位类比转换器，或8段的电阻分压电路就够了。所以，前述根据本发明的实施例，其分辨率是十分易于扩充的，且其成本、精度与规格也易于控制。

由上述的说明中可归纳一种定位检测方法，其可适用于具有感应板与感应笔的触控板。此方法的步骤首先输入可控制感应板的零电位位置在一方向上逐次变化的输入讯号；然后依据感应笔感应的感应讯号的零电位位置发生的时间，来判断感应笔在感应板上的位置。

其中，此定位检测方法也可包括在感应板的水平方向与垂直方向间，切换输入前述的输入讯号，以轮流检测感应笔在感应板的水平方向与垂直方向的位置的步骤。

其中，输入的输入讯号的零电位位置，可以是在一方向上来回变化，以在判断感应笔的位置时，可补偿零电位侦测的误差。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1、一种定位检测电路，适用于具有一感应板与一感应笔的触控板，其特征在于其包括：

2、根据权利要求1所述的定位检测电路，其特征在于其更包括一多任务器，耦接在该波形产生器与该感应板之间，用以在该感应板的水平方向与垂直方向间切换输入该输入讯号。

3、根据权利要求1所述的定位检测电路，其特征在于其中所述的波形产生器是包括两数位类比转换器。

4、根据权利要求1所述的定位检测电路，其特征在于其中所述的波形产生器产生的该输入讯号的零电位位置，是在该方向上来回变化。

5、根据权利要求1所述的定位检测电路，其特征在于其中所述的零电位侦测器是为一比较器。

6、一种定位检测方法，适用于具有一感应板与一感应笔的触控板，其特征在于其包括以下步骤：

7、根据权利要求6所述的定位检测方法，其特征在于其更包括在该感应板的水平方向与垂直方向间，切换输入该输入讯号的步骤。

8、根据权利要求6所述的定位检测方法，其特征在于其中所述的输入讯号的零电位位置，是在该方向上来回变化。

9、一种触控板，其特征在于其包括：

一感应板；

一感应笔；

10、根据权利要求9所述的触控板，其特征在于其更包括一多任务器，耦接在该波形产生器与该感应板之间，用以在该感应板的水平方向与垂直方向间切换输入该输入讯号。

11、根据权利要求9所述的触控板，其特征在于其中所述的波形产生器是包括两数位类比转换器。

12、根据权利要求9所述的触控板，其特征在于其中所述的波形产生器产生的该输入讯号的零电位位置，是在该方向上来回变化。

13、根据权利要求9所述的触控板，其特征在于其中所述的零电位侦测器是为一比较器。