TWI302261B - Apparatus and method for driving a touch panel - Google Patents

Description

1302261 五、發明說明α) 本發明參考2001年12月27日韓國專利申請案號第 P20(H-85975 號 ° ' 發明所屬之技術領域 本發明係關於一種驅動觸控式面板的装置及方法， 別是關於一種驅動增加類比至數位轉換範園以改善效夕 觸控式面板的裝置及方法。 先前技術 一言，電阻式觸控式面板包含兩個面對面之電阻 曰 a有一分隔間隙加以分隔用。其中一個電阻芦罝 有二Ϊ電極’沿著該電阻層的X軸方向互相相對形成：^ 二；:且！則具有第二對電^沿著該另-電阻層的二 尨σ在：目對形成。結|’電流交替通過各電阻層上的電 極，在電阻層間產生一個電壓。 们电 位置ί此兩觸控式面板時，在使用者壓觸的 此接觸點觸，因此形成-個接觸點’ 電壓變化而1 *表不位置的座標可以藉由測量電阻層的 使是在等待二=果持續施加電流到電阻層’即 態下，電力在等待輪：的=沒有使用者壓出接觸點的狀 言，在等待輸入的期間就；^就白白浪費。所以，一般而 而觸控式面板倍私許或叮^有電流施加在觸控式面板上， 第一圖係a rI二可自動偵測使用者之壓出接觸點。 圖係為習知技術之電随式觸控式面板的電路圖，

1302261 五、發明說明（2) --------- 第二圖係為當使用者壓觸第一圖所示之觸控式面板時 到之等當電路圖。如筮 m ^ x ^ ^ 圃如第一圖所不，一對正方形電阻層10和 a又置成互相面對，而中間以一分隔間隙隔離開。電阻層 10在X軸方向有第一電極A1與第二電極A2，其等係在電阻曰 層1 0的兩端互相相對設置。電阻層丨2在γ軸方向具有第三 $極A3和第四電極A4，其等係在電阻層12的兩端互相相一對 設置、。第二電極A2經由第一電晶體Trl和可供應固定電壓 之電源Vcc連接，第四電極A4則經由第二電晶體Tr2和電源

Vcc一連接。此外，第一電極A1經由與第一電阻器以並聯的 第二電晶體Tr3接地，第三電極A3則由與第二電阻器—並 聯的第四電晶體Tr4接地。第三電極A3電壓的變化視為是 在X軸方向的第一方位信號^，第一電極A1電壓的變化則 被視為在Y軸方向的第二方位偵測信號Vy。更進一步而 言’每一個電晶體Trl、Tr2、Tr3及Tr4都連接到一個轉換 4吕5虎（未標示），如此一來在輸入等待期間所有的電晶體

Trl、Tr2、Tr3及Tr4都會關閉而第一電極則設在high值。 如弟一圖所示’當使用者壓觸觸控式面板時，電阻層和 電阻層1 2在接觸點互相接觸。因此，電流經由電阻層丨〇、 電阻層12和第二電阻R2接地，第三電極A3之電壓也會改 變。因此’债測第三電極A3電壓的變化也可以用來當作觸 控式面板是否受到壓觸的指示。 接著，當觸控式面板受到壓觸時，一轉換控制信號 (未標示）施加到第一電晶體T r 1和第三電晶體τ r 3的基 極，以使電極A1和A2之間的電源Vcc定期供應一電源電

第7頁 j3〇2261 〇) " -

M 從’如此一來，第一方位偵測信號Vx可以在第三電極A3處 2 —轴方向偵測接觸點。此外，一反向轉換控制信號（未 j）施加到第二電晶體Tr2與第四電晶體Tr4之基極以使 〜與Α4兩電極之間的電源Vcc定期供應一電源電壓，如此 ”來，第二方位信號Vy可以在第一電極A1處從γ軸方向福 剛到接觸點。 價 一 第三圖係為習知技術之電阻層剖面圖。如第三圖所 示，當電壓施加到電阻層時，電壓隨著穿過之電阻層表面 而不同。舉例而言，如果電源Vcc供應5伏特電壓到一電阻 層之第一電極上’由第一電極附近之A點所測得之電壓約 為4· 5-4· 7伏特。反之，由其相對之電極附近B點所測得之 電壓約為0.3-0.5伏特。因此，電壓隨著穿過電阻層表面 而減少。不幸的是，觸控式面板的活化區通常位在電阻層 的中央區域。由於類比至數位轉換器之參考電壓一般為5" 伏特，一可偵測之〇· 4-4· 6伏特左右之電壓範圍無法由離 對應電極太运之觸控式面板活化區獲得。因此，習知技術 之觸控式面板的性能無法令人滿意。 ； 發明内容 如上所述，本發明係關於一種驅動觸控式面板的裝 及方法，其玎確實避免因習知技術的限制與缺點而產生 一個或更多的問題。 、 本發明之一目的在於提供一種驅動觸控式面板的裝 置，其藉由增加通過電源之電壓以準確偵測觸控式面^上

第8頁 1302261 五、發明說明 ⑷ 接觸點的座標位置 加電壓之大小。 並且藉由可變電阻的設置來控制所施 本發明之另 量，藉由加入〜門1的^於增加每一個電阻層的電力供應 上以便在第一方^ 2 _控制電流如何施加到每一個電極 本發明之叉1σ 一方向上驅動觸控式面板。 置，其藉由使用；；動觸控式面板的裝 維持預設的電壓兰 曰加L應之電源電壓的位準並 及接觸點的座襟位置因此可以更為精確地計算出電流信號 述，優點將藉由之後的部分來加以描 發明。本發明的目的及其他優點得以藉由 及其申請專利範圍所撰寫的内容，加上圖式所描 、、、曰‘出的結構來理解並加以實現。 為了達成上述種種目的及其他優點，根據本發明中具 體並廣泛描述的目的，本發明驅動觸控式面板的裝置包^ 一個第一電卩且層，其在第一方向具有第一和第二電極，沿 著第一電阻層之兩端相對設置；一個第二電阻層，其在第 二方向具有第三和第四電極，沿著第二電阻層之兩端相對 没置，其中第一電阻層係面向第一電阻層，且其間以一間 隙與第一電阻層分隔開；一個高電位控制器，係用以選擇 性的連接第一和第二電極其中之一到一由高電位電壓源供 應之高電位電壓上；一低電位控制器，係用以選擇性的連 接第二和第四電極其中之一到一低電位電壓上；及一可變

1302261 五、發明說明（5) 電阻器’係用以減少高電 高電位電壓。 电位控制器和问電位電壓源之間的 皆具來的r敘述 圍做更進一步的說明。 ° 7月之申4專利範 實施方式 wί 了替本發明之較佳具體實施例提供-詳細之明， 么么配a圖示辅助說明之。 '、、。兒月， 弟四圖所示係為本發明 實施例。纟第四圖由/ 觸控式板驅動裝置之具體 、 第圖中’觸控式面板驅動裝置句合一佃總缺 式面板驅動器30，一個用以批制_缺4展置包3個觸控 制哭39 μ& 用以控制觸控式面板驅動器30之控 制时32，一個連接本觸控式面板驅動器 的類比至數位（A/D)轉換哭μ。鎚挾a ; /徑制〇〇 32之間 一侗且古时34觸控式面板驅動器30包含 主個具有一對正方形電阻層2〇和22之觸控式面板及一個負 貝驅動觸控式面板之驅動電路（夫 、 功电路I禾才示不）。電阻層20和22 係互相互相相對設置，其間具有一間隙。另外，電阻⑽ 在X方向具有第-電極al和第二電極a2，係沿著電阻層 之兩端相對設置:電阻層22 W方向具有第三電極Μ和第 四電極a4，係、沿著電阻層2〇之兩端相對設置。帛二電極藉 由第一電晶體Trl和第一可變電阻VH與供應固定電壓之 電源Vcc相連。第四電極a4藉由第二電晶體Tr2和第二可變 電阻Vr2與電源Vcc相連。此外，第一電極al經由盘第一電 阻器R1並聯的第三電晶體Tr3接地，而第三電極心則由與

第10頁 1302261 五、發明說明（6) 第二電阻器R2並聯的第四電晶體Tr4接地。第三電極a3電 壓的變化視為是在X軸方向的第一方位偵測信號Vx，第一 電極al電壓的變化則被視為在γ軸方向的第二方位债測信 號Vy。更進一步，每一個電晶體Trl，Tr2，Tr3及Td都^ 接到一個轉換彳§號（未標示），如此一來在輸入等待期間 所有的電晶體Trl，Tr2，Tr3及Tr4都會關閉而第一電極M 則設在HIGH值。 第五圖係為當使用者壓觸本發明之觸控式面板時所 到之等當電路圖。如第五圖所示，當使用者壓觸觸控 板時，二電阻層20和22在使用者壓觸之接觸點互相接^。 在第五圖中，電流經由電阻層2〇和22，第一可變電阻° 及第二電阻器R2接地。因此，第三電極a3之電壓也合Γ 變。所以，偵測第二電極&3電壓的變化也將可用來去 控式面板是否受到壓觸以及是否超過輸入等待時間=指 接著，當第三電極a3之電壓位準的改變被偵測 (亦即，觸控式面板受到壓觸並超過輸入等待時時 轉換控制信號（未標示）將被施加到第一電晶 三電晶體τΓ3的基極以使第一電極al =弟 電源Vcc定期供應一電壓，如此一 =之間的

Vx將在第三電極a3之X u古A伯 弟方位债剛信號 .,,^ 一尾才3之X軸方向偵測到接觸點。此外，—c =轉，控制信號（未標示）會被施 ：5 電晶體ΤΓ4基極以從第三t㈣和f四電極:4體=與 之間的電源Vcc定期供應電壓，如此一來，第！極 位信號

第11頁 1302261 五、發明說明（7)

Vy將在第一電極a 1之Y軸方向偵測到接觸點。除此之外， 電源Vcc所供應之電壓將被固定在8_12伏特左右的範圍， 同時接地電壓將被設為0伏特。 控制器3 2會提供轉換控制信號及反向轉換控制信號， 以控制電晶體Trl、Tr2、Tr3及Tr4。另外，控制器32可供 應數位資料，包括代表來自類比至數位轉換器3 4之方位偵 測信號Vx及Vy的四個方位偵測信號代表到主機（未標 、 不）。特別的是，類比至數位轉換器3 4將電極處的電壓加 以轉換並將這些電壓反射轉換成數位資料，如此一來數位 資料將被用來提供為一個”是否壓觸"偵測信號、一個在乂 軸方向之第一方位偵測信號與一個在γ軸方向之第二方位 偵測信號。因此，此數位資料可具有2n個位元數值。接 ^，主機將根據這些數位資料計算接觸點之座標位置在計 算接觸點之座標位置之前，主機也將根據這些方位偵測信 號計算接觸點之電流信號XU和“（未標示）。 、 口 如本發明所述，電源Vcc所供應之電源電壓可設定在 8 -12伏特左右之範圍’而可變電&Vri或Vr2將提供一特定 之電壓降到電源電壓上。舉例而言，當轉換控制信號藉由 控制器32啟動電晶體Trl時’下降之電壓會被施加到第二 電極a2上。接著，可變電阻Vrl之電阻值將被設定以使& 極al和a2之間形成一5伏特之電壓差。因此，即便電源電 壓不足以在觸控式面板之電極之間維持一預期之電壓差， 可變電阻將提供此電壓差。因此，接觸點之準確位置將可 透過以來自A/D轉換器的2η位元資料而固定維持之電位來

1302261 五、發明說明（8) 偵測之。 很顯然的，對熟習此技藝者而言，在不脫離本發明之 精神與範疇内皆能對本發明驅動觸控式面板的裝置與方法 進行修飾與改良，亦即凡依本發明申請專利範圍内所做之 均等變化修飾與改良，皆涵蓋在本發明之專利範圍内。

第13頁 1302261 圖式簡單說明 了 、乂卜 書中成為本專利說；：：瞭：：故將文後之附圖併入說明 明之具體實施例並與說明金田而其目的在於說明本發 在f圖中： C㈣來解釋本發明之原理。 第圖係為習知技術之電阻六、觴扯、 第二圖係為當使用者壓觸二=式面板電路圖； 到，等當電路圖； 所〜控式面板時所得 =二圖係為習知技術之電阻層剖面 々四圖係為本發明之觸控式面板驅動肤 :::係為當使用者壓觸本發 3電路圖； 專當電路圖。 觸控式面板時所得到之 符號簡單說明 10、12、20、22 電阻層 3 0觸控式面板驅動器 3 2控制器 34類比至數位（A/D)轉換器 電極 A1、A2、A3、A4、al、a2、a3、a4 R1、R2電阻器

Trl、Tr2、Tr3、Tr4 電晶體

Vcc 電源

Vrl、Vr2 可變電阻

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Claims (1)

1302261 案號 91137315 修正 六、申請專利範圍 1. 一種驅動觸 一個 沿著 一個 沿著 ’向第 第一電阻 第一電阻 第二電阻 第二電阻 一電阻層 -個高電位控 其中之一到一 一低電位控制 中之一到一低 一可 之間 一個 3S · σσ ， 一類 換為 其中 參考 與第 換器 控式面板的 層，其在第 層之兩端相 層，其在第 層之兩端相 ，且其間以 制器，係用 由高電位電 器，係用以 電位電壓上 ，係用以降 電壓； 其係用以控 裝置，其包含 補 一方向具有第一和第二電極，係 對設置； 二方向具有第三和第四電極，係 對設置，其中該第二電阻層係面 一間隙與第一電阻層分隔開； 以選擇性的連接第一和第三電極 壓源供應之高電位電壓上； 選擇性的連接第二和第四電極其 9 低高電位控制器和高電位電壓源 變電阻器 的高電位 控制器， 以及 比至數位轉換器，係用以將第二和第四電極之電壓轉 數位資料， ，將此高電位電壓設 電壓，以及將此第 四電極間 之參考電 制高電位控制器及低電位控制 之電壓差設 壓。 定至高於此類比至數位轉換器之 與第二電極間之電壓差、或第三 定為實質上等於此類比至數位轉 2.如申請專利範圍第1項所述之驅動觸控式面板的裝置， 其中該數位資料代表一「是否壓觸」之偵測信號，一個在 第一方向之方位偵測信號與一個在第二方向之方位偵測信

第15頁 陶ft 1302261 案號 91137315 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 號。 3.如申請專利範圍第1項所述之驅動觸控式面板的裝置， 其中該數位資料包含2 η個位元類型之資料。 >4.如申請專利範圍第1項所述之驅動觸控式面板的裝置， 莫中該高電位電壓是位於8 - 1 2伏特之範圍。 ❿ 5. 如申請專利範圍第1項所述之驅動觸控式面板的裝置， 其中該低電位電壓為0伏特。 6. 如申請專利範圍第1項所述之驅動觸控式面板的裝置， 其中該可變電阻係用以減少高電位電壓，以便在第一和第 二電極其中之一與第三和第四電極之間維持一 5伏特之電 壓差。 7. —種驅動觸控式面板裝置之方法，其包含下列步驟： 在第一方向，沿著第一電阻層的兩端設置相對之第一和第 二電極； 在第二方向，沿著第二電阻層的兩端設置相對之第三和第 四電極， 該第二電阻層係面向第一電阻層設置，且其間具有一間 隙； 選擇性的連接第一和第三電極其中之一到一由高電位電壓

第16頁 1302261 案號 91137315 年 月 a 修正 六、申請專利範圍 源供應之高電位電壓上； 選擇性的連接第二和第四電極其中之一到一低電位電壓 上； 藉由使用此連接介於高電位電壓源與第一與第三電極之一 間之一可變電阻，以降低高電位控制器和高電位電壓源之 間的高電位電壓；以及 ~藉由使用此類比至數位轉換器將第二和第四電極之電壓轉 換為數位資料， 其中，將此高電位電壓設定至高於此類比至數位轉換器之 參考電壓，以及將此第一與第二電極間之電壓差、或第三 與第四電極間之電壓差設定為實質上等於此類比至數位轉 換器之參考電壓。 8.如申請專利範圍第7項所述之驅動觸控式面板裝置之方 法，其中該數位資料代表一「是否壓觸」之偵測信號，一 個在第一方向之方位偵測信號與一個在第二方向之方位偵 測信號。 9 ·如申請專利範圍第7項所述之驅動觸控式面板裝置之方 法，其中該數位資料包含2 η個位元類型之資料。 1 0 .如申請專利範圍第7項所述之驅動觸控式面板裝置之方 法，其更進一步包含將該高電位電壓設定於8 - 1 2伏特範圍 之步驟。

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