專(zhuān)利名稱(chēng)：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(shuō)，與能用半導(dǎo)體集成電路實(shí)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(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式發(fā)送機(jī)、個(gè)人信息處理機(jī)等都要利用諸如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器或數(shù)字化儀之類(lèi)的輸入裝置來(lái)處理文本或圖形數(shù)據(jù)。
數(shù)字化儀用來(lái)以數(shù)字方式檢測(cè)筆或手指在一個(gè)專(zhuān)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(pán)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(diǎn)。此外，數(shù)字化儀可以預(yù)料會(huì)代替常用的傳統(tǒng)輸入裝置。
數(shù)字化儀有三種類(lèi)型利用專(zhuān)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(diǎn)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(gè)人數(shù)字輔助設(shè)備(PDA)或電子機(jī)構(gòu)。
為了實(shí)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(diǎn)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(gè)專(zhuān)制的矩形面板。這個(gè)面板可以是敷有一層電阻性薄膜(對(duì)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(kāi)，而在受壓時(shí)能夠接觸(對(duì)于按觸面板型)。
在將AC信號(hào)(對(duì)于錄入筆型和手指觸摸型)或DC信號(hào)(對(duì)于按觸面板型)加到面板的四個(gè)角上時(shí)，如果指點(diǎn)器所指位置不同，所檢測(cè)到的信號(hào)也就不同，因此就能識(shí)別指點(diǎn)器所指的位置。這種面板和控制器可參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利NO.4,600,807、4,649,232、4,650,962和4,665,283，因此說(shuō)明從略。
然而，由于常規(guī)的數(shù)字化儀控制裝置只是專(zhuān)為上述三種類(lèi)型中的某一種類(lèi)型設(shè)計(jì)的，因此如果配備一個(gè)能配合任何類(lèi)型的相應(yīng)數(shù)字化儀控制裝置，就會(huì)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(shí)現(xiàn)，裝置的體積和功率都比較大。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)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(lèi)型中任何類(lèi)型的數(shù)字化儀控制裝置。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的手指觸摸型驅(qū)動(dòng)方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提出一種適合上述驅(qū)動(dòng)方法的手指觸摸型驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種自動(dòng)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(gè)目的是提出一種自動(dòng)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(gè)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(gè)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器。
本發(fā)明的第八個(gè)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(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生器。
本發(fā)明的第九個(gè)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(gè)目的，本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置包括一個(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)接收具有預(yù)定第一頻率的時(shí)鐘信號(hào)，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(dòng)信號(hào)；一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器，用來(lái)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(hào)；一個(gè)第一多路復(fù)用器，用來(lái)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(hào)選擇輸出基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器提供的基準(zhǔn)電壓信號(hào)和面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器提供的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)兩者之一；一個(gè)四通路驅(qū)動(dòng)部，用來(lái)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(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別提供給面板的各個(gè)角；一個(gè)電流-電壓變換器，用來(lái)檢測(cè)流入或流出面板各角的電流的變化；一個(gè)差分放大器，用來(lái)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(dòng)部(16)提供的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的差分分量相應(yīng)的四個(gè)通路的差分信號(hào)；一個(gè)第二多路復(fù)用器(22)，用來(lái)相繼選擇從差分放大器(20)輸出的四通路差分信號(hào)，將所選擇的信號(hào)作為一個(gè)手指觸摸信號(hào)輸出；一個(gè)第三多路復(fù)用器(26)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)選擇輸出從第二多路復(fù)用器(22)輸出的手指觸摸信號(hào)和從錄入筆輸出的錄入筆信號(hào)兩者之一；一個(gè)第四多路復(fù)用器(34)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(hào)兩者之一；一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)從第三多路復(fù)用器(26)的輸出中濾出面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率分量；一個(gè)整流器(30)，用來(lái)對(duì)帶通濾波器(28)的輸出進(jìn)行整流；一個(gè)第五多路復(fù)用器，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(gè)低通濾波器，用來(lái)從第五多路復(fù)用器的輸出中檢測(cè)基本上是直流的分量；一個(gè)模數(shù)變換器，用來(lái)與面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)同步地將低通濾波器的輸出變換成數(shù)字信號(hào)，作為一個(gè)座標(biāo)信號(hào)輸出；以及一個(gè)接口，用來(lái)接收微處理器提供的控制指令，產(chǎn)生通過(guò)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(hào)以及與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，和將模數(shù)變換器提供的座標(biāo)信號(hào)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(dòng)信號(hào)數(shù)相應(yīng)的多個(gè)通路驅(qū)動(dòng)塊，各自放大通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之一與經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)前置放大器，用來(lái)分別以預(yù)定增益對(duì)手指觸摸信號(hào)、錄入筆信號(hào)和按觸面板信號(hào)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(gè)直流放大器，它具有三個(gè)直流放大器，按照工作模式各以不同的增益對(duì)低通濾波器的輸出進(jìn)行放大；以及一個(gè)第六多路復(fù)用器，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(gè)數(shù)模變換器，用來(lái)將微處理器提供的數(shù)字控制信號(hào)變換成一個(gè)模擬信號(hào)，將經(jīng)變換的控制信號(hào)用作帶通濾波器的頻率特性控制信號(hào)。
最好在本發(fā)明中面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器還產(chǎn)生一個(gè)具有基本上與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號(hào)，在自動(dòng)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(gè)目的，本發(fā)明所提供的驅(qū)動(dòng)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(dòng)信號(hào)分別加到面板的各個(gè)角上；檢測(cè)由于手指接觸面板而引起的流入或流出面板的每個(gè)角的電流的變化，并將所檢測(cè)到的電流變化變換成電壓變化；檢測(cè)與經(jīng)電流-電壓變換的信號(hào)與通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之差相應(yīng)的差分信號(hào)；以預(yù)定周期相繼選擇各差分信號(hào)，并對(duì)所選各差分信號(hào)進(jìn)行時(shí)分多路復(fù)用；以及按照多路復(fù)用差分信號(hào)大小確定手指接觸位置。
為了達(dá)到第三個(gè)目的，本發(fā)明所提出的手指觸摸型數(shù)字化儀的驅(qū)動(dòng)裝置包括一個(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)產(chǎn)生在手指觸摸模式所需的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)；一個(gè)四通路驅(qū)動(dòng)部，用來(lái)接收面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生電位基本相同的四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給面板的四個(gè)角；一個(gè)電流-電壓變換器，在四通路驅(qū)動(dòng)部和面板之間，用來(lái)檢測(cè)在手指接觸面板時(shí)流入或流出面板的每個(gè)角的電流的變化；一個(gè)差分放大器，用來(lái)產(chǎn)生四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)與電流-電壓變換器提供的電流-電壓變換值之差；一個(gè)多路復(fù)用器，用來(lái)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(hào)，并輸出所選信號(hào)；一個(gè)帶通濾波器，用來(lái)從多路復(fù)用器的輸出中檢測(cè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率分量；一個(gè)低通濾波器，用來(lái)從帶通濾波器的輸出中提取基本是直流的分量；以及一個(gè)模數(shù)變換器，用來(lái)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(gè)數(shù)字信號(hào)。
為了達(dá)到第四個(gè)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(duì)面板提供的手指觸模信號(hào)或錄入筆提供的錄入筆信號(hào)中的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)頻率基本與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的領(lǐng)示信號(hào)輸入帶通濾波器，并在預(yù)定范圍內(nèi)連續(xù)改變一個(gè)調(diào)整信號(hào)，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(hào)，確定使所檢測(cè)的信號(hào)幅度成為最大的調(diào)整信號(hào)的值；以及按照所確定的調(diào)整信號(hào)設(shè)置帶通濾波器的頻率特性。
為了達(dá)到第五個(gè)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(duì)面板提供的手指觸摸信號(hào)或錄入筆提供的錄入筆信號(hào)中的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)具有基本上與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號(hào)，送至帶通濾波器；一個(gè)數(shù)模變換器，用來(lái)將微處理器提供的數(shù)字調(diào)整信號(hào)變換成一個(gè)模擬信號(hào)，將經(jīng)變換的信號(hào)用作一個(gè)調(diào)整帶通濾波器的頻率特性的信號(hào)；一個(gè)模數(shù)變換器，用來(lái)檢測(cè)帶通濾波器輸出的信號(hào)的振幅；以及一個(gè)微處理器，用來(lái)產(chǎn)生在預(yù)定范圍內(nèi)改變的調(diào)整信號(hào)以改變帶通濾器的頻率特性，將所產(chǎn)生的調(diào)整信號(hào)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(hào)中確定一個(gè)與經(jīng)帶通濾波的信號(hào)中一個(gè)具有最大振幅的信號(hào)相應(yīng)的調(diào)整信號(hào)，將所確定的調(diào)整信號(hào)作為一個(gè)帶通濾波器頻率特性調(diào)整信號(hào)提供。
為了達(dá)到第六個(gè)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(duì)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(gè)數(shù)據(jù)鎖存器，用來(lái)鎖存微處理器提供的控制命令；一個(gè)數(shù)據(jù)緩存器，用來(lái)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(gè)命令解碼器，用來(lái)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(hào)；以及一個(gè)地址解碼器，用來(lái)接收微處理器提供的地址信號(hào)，產(chǎn)生激活數(shù)據(jù)鎖存器和數(shù)據(jù)緩存器的信號(hào)。
為了達(dá)到第七個(gè)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器包括一個(gè)D觸發(fā)器，用來(lái)接收時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生(n-1)個(gè)經(jīng)n分頻的信號(hào)，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)分別與各由個(gè)數(shù)與分頻比n相應(yīng)的相繼時(shí)鐘脈沖組成的時(shí)鐘脈沖串的第一個(gè)時(shí)鐘脈沖至第(n-1)個(gè)時(shí)鐘脈沖同步；一個(gè)階梯部，用來(lái)通過(guò)按預(yù)定阻值時(shí)(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)似正弦信號(hào)；以及一個(gè)帶通濾波波器，用來(lái)通過(guò)對(duì)階梯部提供的似正弦信號(hào)進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生基本上是正弦波形的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
為了達(dá)到第八個(gè)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(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生器包括一個(gè)第一計(jì)數(shù)器，用來(lái)通過(guò)的預(yù)定的第一計(jì)數(shù)比對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)第一計(jì)數(shù)信號(hào)；一個(gè)第二計(jì)數(shù)器，用來(lái)對(duì)第一計(jì)數(shù)器提供的第一計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)數(shù)，將經(jīng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)的信號(hào)作為一個(gè)第二計(jì)數(shù)信號(hào)輸出；一個(gè)倒相部，具有兩個(gè)倒相器，分別用來(lái)對(duì)第一和第二計(jì)數(shù)器分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行倒相；一個(gè)OR門(mén)，用來(lái)對(duì)第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行OR運(yùn)算；以及一個(gè)信號(hào)選擇部，用來(lái)接收第一和第二計(jì)數(shù)器分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)倒相部提供的經(jīng)倒相的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)以及OR門(mén)輸出的信號(hào)，根據(jù)模式選擇信號(hào)產(chǎn)生與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，其中信號(hào)選擇部在錄入筆和按觸面板模式輸出第一和第二計(jì)數(shù)器分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)以及倒相部提供的經(jīng)倒相的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)，而在手指觸摸模式輸出OR門(mén)提供的信號(hào)。
為了達(dá)到第九個(gè)目的，本發(fā)明所提出的數(shù)字化儀控制裝置還包括一個(gè)計(jì)數(shù)部，用來(lái)以預(yù)定第一計(jì)數(shù)比對(duì)具有預(yù)定周期的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸出一個(gè)第一脈沖信號(hào)；一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來(lái)以預(yù)定第二計(jì)數(shù)比對(duì)計(jì)數(shù)部輸出的第一脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)操作按錄入筆的筆端信號(hào)啟動(dòng)；以及一個(gè)省電信號(hào)產(chǎn)生器，用來(lái)通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)器輸出的第二脈沖信號(hào)和錄入筆的筆端信號(hào)進(jìn)行AND運(yùn)算確定錄入筆連續(xù)處在空閑狀態(tài)是否已超過(guò)一段預(yù)定時(shí)間，如果是，就產(chǎn)生一個(gè)控制功耗的省電信號(hào)，其中接口響應(yīng)省電信號(hào)產(chǎn)生器提供的省電信號(hào)進(jìn)入節(jié)電模式。
在本說(shuō)明書(shū)的附圖中

圖1為作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(dòng)控制信號(hào)和通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(hào)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(shí)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)和通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(shí)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)和通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(hào)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(shí)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)和通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(hào)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(gè)組成部分在按觸面板模式工作時(shí)的相應(yīng)波形；圖12示出了圖1中所示的模式選擇信號(hào)的格式；圖13示出了圖1中所示的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(shí)的相應(yīng)信號(hào)的波形；圖15為常規(guī)的傳統(tǒng)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(dòng)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(hào)的格式；圖21示出了在自動(dòng)頻率特性調(diào)整模式的信號(hào)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(hào)的定時(shí)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(gè)實(shí)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(hào)波形；圖29為圖25中所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生部的詳細(xì)原理方框圖；以及圖30為實(shí)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(dòng)信號(hào)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(dòng)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10利用輸入的具有預(yù)定的第一頻率的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生在錄入筆或手指觸摸模式用來(lái)驅(qū)動(dòng)面板200的、具有第二頻率的預(yù)定面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48，以及用來(lái)調(diào)整BPF28的頻率特性的領(lǐng)示信號(hào)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(dòng)信號(hào)48和領(lǐng)示信號(hào)50都是具有預(yù)定周期的正弦信號(hào)。
基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12產(chǎn)生在按觸面板模式用來(lái)驅(qū)動(dòng)面板200的基準(zhǔn)電壓信號(hào)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。基準(zhǔn)電壓信號(hào)52是一個(gè)電壓為具有預(yù)定值的第一基準(zhǔn)電壓的DC信號(hào)。
第一多路復(fù)用器14按照加在它上面的模式選擇信號(hào)有選擇地輸出面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所提供的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48或基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12所提供的基準(zhǔn)電壓信號(hào)52。
四通路面板驅(qū)動(dòng)器16接收第一多路復(fù)用器14輸出的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48或基準(zhǔn)信號(hào)52，根據(jù)加在它上面的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(dòng)信號(hào)UL、UR、LL和LR。第一至第四通路的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、UR、LL和LR分別加到面板200的左上、右上、左下、右下四個(gè)角部。
電流-電壓變換器18包括四個(gè)電流-電壓變換部(一般是電阻)，分別加在四個(gè)通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、UR、LL和LR上，用來(lái)在按觸面板模式檢測(cè)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(dòng)信號(hào)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(hào)UL′、UR′、LL′、LR′之間各個(gè)差分別相應(yīng)的信號(hào)DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、DIFF-LL。也就是說(shuō)，信號(hào)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(hào)有選擇地輸出差分放大器20所提供的信號(hào)DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR和DIFF-LL中的一個(gè)信號(hào)。也就是說(shuō)，第二多路復(fù)用器22在時(shí)間段T1、T2、T3、T4分別輸出信號(hào)DIFF-UR、DIFF-UL、DIFF-LR、IDFF-LL。
第二多路復(fù)用器22輸出的信號(hào)(手指觸摸信號(hào)58)、面板200輸出的信號(hào)(按觸面板信號(hào)62)、錄入筆300輸出的信號(hào)(錄入筆信號(hào))都送至前置放大器24。
前置放大器24包括三個(gè)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(hào)58、錄入筆信號(hào)60、按觸面板信號(hào)62。
經(jīng)第一子前置放大器24a放大的手指觸摸信號(hào)58和經(jīng)第二子前置放大器24b放大的錄入筆信號(hào)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(hào)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(hào)有選擇地輸出面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所輸出的領(lǐng)示信號(hào)50、面板200所輸出的手指觸摸信號(hào)58和錄入筆300所輸出的錄入筆信號(hào)60中的一個(gè)信號(hào)。
BPF28對(duì)第三多路復(fù)用器26所輸出的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(hào)64由整流器30整流后送至第五多路復(fù)用器36作為一個(gè)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(hào)有選擇地輸出一個(gè)預(yù)定基準(zhǔn)電壓(地電壓)或經(jīng)放大的按觸面板信號(hào)62，送至第五多路復(fù)用器36作為另一個(gè)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(hào)有選擇地輸出整流器30所輸出的信號(hào)66或第四多路復(fù)用器34所輸出的信號(hào)。
LPF38對(duì)第五多路得用器36所輸出的信號(hào)進(jìn)行低通濾波，使這信號(hào)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(huì)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(lái)濾除這些交流分量。
DC放大器和包括三個(gè)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(gè)子DC放大器放大LPF38所輸出的信號(hào)，輸出經(jīng)放大的信號(hào)。這里，由于在每個(gè)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(hào)有選擇地將子DC放大器40a、40b、40c所輸出的信號(hào)中的一個(gè)信號(hào)送至A/D變換器44。
A/D變換器44按照加在它上面的時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)將第六多路復(fù)用器42所輸出的模擬信號(hào)70變換成數(shù)字信號(hào)，送至接口部46。
接口部46按照一個(gè)微處理器(未示出)所提供的控制信號(hào)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(hào)送至微處理器。
發(fā)送給微處理器的數(shù)字信號(hào)是一個(gè)有關(guān)錄入筆、按觸筆和手指相對(duì)面板的數(shù)字座標(biāo)數(shù)據(jù)。
下面將說(shuō)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(shuō)明圖1中所示出的四通路面板驅(qū)動(dòng)器16在錄入筆模式的工作情況，這兩個(gè)圖分別示出了面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR和通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR的波形。
圖2A中所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR都是數(shù)字信號(hào)。這里，這些信號(hào)的高電平(VH)表示通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(dòng)控制信號(hào)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(dòng)信號(hào)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(duì)面板200的四角進(jìn)行四次成對(duì)驅(qū)動(dòng)，每次驅(qū)動(dòng)兩個(gè)角。先驅(qū)動(dòng)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(dòng)信號(hào)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(gè)角時(shí)，在面板200上移動(dòng)的錄入筆所檢測(cè)到的信號(hào)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(dòng)信號(hào)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(gè)角時(shí)，錄入筆所檢測(cè)到的信號(hào)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(shuō)，x座標(biāo)確定為由下式(1)給出的相對(duì)座標(biāo)xx=x+-x-x++x----(1)]]>在間隔T1內(nèi)的信號(hào)振幅相應(yīng)于x+，而在間隔T2內(nèi)的信號(hào)振幅相應(yīng)于x-。因此，可以通過(guò)x+與x-之間的振幅關(guān)系來(lái)識(shí)別x座標(biāo)。以相同方式，在間隔T3和T4檢測(cè)出y+和y-，通過(guò)y+與y-之間的振幅關(guān)系可以識(shí)別y座標(biāo)。也就是說(shuō)，y座標(biāo)確定為由下式(2)給出的相對(duì)座標(biāo)yy+-y-y++y-(2)]]>這種確定x和y座標(biāo)的方法可參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利NO.4,600,807、4,650,962和4,665,283。
在錄入筆模式，模式選擇信號(hào)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(hào)60輸出，第五多路復(fù)用器36選擇整流器30所輸出的信號(hào)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(hào)輸出。
圖3示出了在錄入筆模式的信號(hào)流。接口部46在微處理器的控制下產(chǎn)生模式選擇信號(hào)、面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)、調(diào)整信號(hào)和通路選擇信號(hào)。面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48通過(guò)第一多路復(fù)用器14送至四通路面板驅(qū)動(dòng)器16。四通路面板驅(qū)動(dòng)器16按照?qǐng)D2A所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生圖2B所示的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR，分別送至面板200的各角。錄入筆300從面板200檢測(cè)到的錄入筆信號(hào)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(hào)60通過(guò)第三多路復(fù)用器26送至BPF28。BPF28從錄入筆信號(hào)60中提取一個(gè)具有作為主頻率的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率的分量，將所提取的信號(hào)輸出給整流器30，整流器30對(duì)所提取的信號(hào)進(jìn)行整流，得到經(jīng)整流的信號(hào)。整流器30所輸出的信號(hào)66通過(guò)第五多路復(fù)用器36送至LPF38。LPF38對(duì)整流器30所輸出的信號(hào)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(duì)LPF38所輸出的信號(hào)68進(jìn)行放大，將經(jīng)放大的信號(hào)通過(guò)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(hào)70變換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線104送至接口部46。這里，所述數(shù)字信號(hào)是一個(gè)表示錄入筆在時(shí)間間隔T1、T2、T3、T4內(nèi)所檢測(cè)到的信號(hào)的振幅的信號(hào)，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(hào)通過(guò)總線102送至微處理器。
圖4A至4E為說(shuō)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(shuō)，圖4A為輸入面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10的時(shí)鐘信號(hào)的波形，圖4B為面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10利用圖4A所示時(shí)鐘信號(hào)所產(chǎn)生的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48的波形，圖4C為加在四通路面板驅(qū)動(dòng)器16上的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，圖4D例示了錄入筆在某個(gè)位置檢測(cè)到的錄入筆信號(hào)60的波形，而圖4E為L(zhǎng)PF38所輸出的信號(hào)68的波形。
下面將說(shuō)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(gè)優(yōu)選實(shí)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(dòng)方法不同于常規(guī)的數(shù)字化控制裝置的驅(qū)動(dòng)方法。按照常規(guī)的驅(qū)動(dòng)方法，面板的四個(gè)角一次驅(qū)動(dòng)一個(gè)。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(shí)驅(qū)動(dòng)面板的兩個(gè)角，但在常規(guī)的數(shù)字化儀控制裝置中通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)只加到一個(gè)角上，因此檢測(cè)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(dòng)方法中，振幅相同的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR同時(shí)加到面板的四個(gè)角上，依次檢測(cè)每個(gè)通路所檢測(cè)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(shuō)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(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形。如圖5A所示，在檢測(cè)每個(gè)通路中的電流的變化時(shí)，在每段時(shí)間T1、T2、T3、T4內(nèi)只有面板的一個(gè)角得到驅(qū)動(dòng)。圖5B示出了按照?qǐng)D5A所示面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(dòng)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(dòng)方法在手指觸摸模式的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形。
如圖6A所示，在檢測(cè)每個(gè)通路中的電流變化的時(shí)間段T1、T2、T3、T4內(nèi)面板的四個(gè)角都得到驅(qū)動(dòng)。因此，增大了每個(gè)通路中的電流的變化，從而改善了靈敏度。圖6B示出了按照?qǐng)D6A所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR的波形，圖6C示出了通路選擇信號(hào)的波形。這里，各通路中電流變化按通路選擇信號(hào)分別在時(shí)間段T1、T2、T3、T4內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。
下面說(shuō)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(dòng)方法。
首先，將各有一個(gè)相同電位的AC分量的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR同時(shí)分別加到面板的四個(gè)角上。
第二，檢測(cè)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(cè)與通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR和經(jīng)電流-電壓變換的信號(hào)之間的振幅差相應(yīng)的差分信號(hào)。
第四，以預(yù)定周期依次重復(fù)選擇這些差分信號(hào)，對(duì)這些所選的信號(hào)進(jìn)行時(shí)分復(fù)用。
最后，根據(jù)時(shí)分復(fù)用的差分信號(hào)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(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR同時(shí)分別加到面板200的四個(gè)角上。在手指接觸面板時(shí)，由于手指起著一個(gè)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(hào)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48輸出，第二多路復(fù)用器22依次選擇各差分信號(hào)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(hào)58輸出，第五多路復(fù)用器36選擇整流器30所輸出的信號(hào)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(hào)輸出。
圖7示出了在手指觸摸模式的信號(hào)流。
接口部46在微處理器的控制下產(chǎn)生了模式選擇信號(hào)、面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)、調(diào)整信號(hào)和通路選擇信號(hào)。
面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所輸出的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48通過(guò)第一多路復(fù)用器14送至四通路面板驅(qū)動(dòng)器16。
四通路面板驅(qū)動(dòng)器16按照?qǐng)D6A所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生如圖6B所示的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR，分別送至面板200的四個(gè)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(dòng)信號(hào)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(hào)由第二多路復(fù)用器22依次選擇。然后，所選信號(hào)作為手指觸摸信號(hào)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(hào)通過(guò)第三多路復(fù)用器26送至BPF28。
BPF28從手指觸摸信號(hào)58中提取一個(gè)具有作為主頻率的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48的頻率的分量，將所提取的信號(hào)輸出給整流器30，然后整流器30對(duì)所提取的信號(hào)進(jìn)行整流，輸出經(jīng)整流的信號(hào)。
整流器30所輸出的信號(hào)66通過(guò)第五多路復(fù)用器36送至LPF38。
LPF38對(duì)整流器30所輸出的信號(hào)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(duì)LPF38所輸出的信號(hào)68進(jìn)行放大，將經(jīng)放大的信號(hào)通過(guò)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(hào)70變換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)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(hào)通過(guò)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(gè)組成部分在手指觸摸模式的工作情況的波形。具體地說(shuō)，圖8A為輸入面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10的時(shí)鐘信號(hào)的波形，圖8B為面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10利用圖8A所示的時(shí)鐘信號(hào)所產(chǎn)生的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)48的波形，圖8C為加到四通路面板驅(qū)動(dòng)器16上的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(hào)的波形，而圖8E為L(zhǎng)PF38所輸出的信號(hào)68的波形。
下面將結(jié)合圖9A和9B說(shuō)明圖1中所示的四通路面板驅(qū)動(dòng)器16在按觸面板模式的工作情況。圖9A示出了面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，而圖9B示出了通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR的波形。
在按觸面板模式，面板200的四個(gè)角全由DC信號(hào)驅(qū)動(dòng)，與錄入筆模式不同。然而，在按觸面板模式的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(hào)由面板200檢測(cè)。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(shí)間段T1和T2內(nèi)確定，而按觸筆的位置的y座標(biāo)則在時(shí)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(hào)輸出。
圖10簡(jiǎn)要地示出了在按觸面板模式的信號(hào)流。
接口部46在微處理器的控制下產(chǎn)生了模式選擇信號(hào)、面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)、調(diào)整信號(hào)和通路選擇信號(hào)。
基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器12所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓通過(guò)第一多路復(fù)用器14送至四通路面板驅(qū)動(dòng)器16。
四通路面板驅(qū)動(dòng)器16按照?qǐng)D9A所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR產(chǎn)生圖9B所示的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LL、UR、LR，分別送至面板200的各個(gè)角。
由面板檢測(cè)到的隨在面板200上運(yùn)動(dòng)的按觸筆(未示出)的位置而變的按觸面板信號(hào)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(hào)62通過(guò)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(hào)68放大后通過(guò)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(hào)70變換成數(shù)字信號(hào)，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(hào)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(shuō)，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(hào)的波形，圖11B為加到四通路面板驅(qū)動(dòng)器16的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LL、C-UR、C-LR的波形，而圖11C例示了面板200所檢測(cè)到的按觸面板信號(hào)的波形。
圖12示出了一個(gè)用來(lái)控制第一多路復(fù)用器14、四通路面板驅(qū)動(dòng)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(hào)。這個(gè)模式選擇信號(hào)是一個(gè)二比特?cái)?shù)字信號(hào)。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(shuō)，模式選擇信號(hào)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖13所示結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)本中請(qǐng)人在韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.95-15442中的說(shuō)明，該申請(qǐng)列為本發(fā)明的參考。
圖13所示的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生(n-1)個(gè)經(jīng)n分頻(n為整數(shù))的信號(hào)。這里，這(n-1)個(gè)經(jīng)分頻的信號(hào)分別與時(shí)鐘信號(hào)序列的第一至第(n-1)個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步。
在一個(gè)所假設(shè)的實(shí)施例中，有四個(gè)級(jí)聯(lián)的D觸發(fā)器120a-120d。級(jí)聯(lián)情況是每個(gè)D觸發(fā)器的非反相輸出作為下一個(gè)D觸發(fā)器的輸入，最后一個(gè)D觸發(fā)器的反相輸出作為第一個(gè)D觸發(fā)器的輸入，而三個(gè)經(jīng)分頻的信號(hào)從前三個(gè)D觸發(fā)器的非反相輸出端得到。
經(jīng)分頻的信號(hào)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(dòng)信號(hào)的分辨率有關(guān)。例如，為了模擬一個(gè)三階梯的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)，需要三個(gè)延遲信號(hào)和四個(gè)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(dòng)信號(hào)的階梯數(shù)相同。
放大部122具有放大器122a-122c，用來(lái)對(duì)D觸發(fā)器部120所輸出的各經(jīng)分頻的信號(hào)進(jìn)行差分放大。
階梯部124通過(guò)將放大部122所輸出的各經(jīng)分頻的信號(hào)按照電阻124a、124b、124c、124d和124e各自阻值相加產(chǎn)生一個(gè)似正弦信號(hào)。這里，似正弦信號(hào)為一個(gè)具有接近理想正弦波波形的信號(hào)。
帶通濾波器(BPF)126對(duì)階梯部124所輸出的似正弦信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，為圖1中所示的BPF28產(chǎn)生領(lǐng)示信號(hào)50。
放大器128通過(guò)放大BPF126所輸出的信號(hào)產(chǎn)生面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(hào)的情況下說(shuō)明圖13所示的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生部分工作情況的信號(hào)波形。圖14A例示了時(shí)鐘信號(hào)CLOCK，圖14B例示了清零信號(hào)CLEAR，而圖14C-14E分別例示了經(jīng)分頻的信號(hào)V1、V2、V3。圖14F例示了階梯部124所輸出的似正弦信號(hào)，圖14G例示了BPF126所輸出的信號(hào)。
圖15例示了常規(guī)的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生裝置的原理圖。圖15所示的裝置具有一個(gè)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器140，一個(gè)對(duì)計(jì)數(shù)器140所輸出的計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行解碼從而產(chǎn)生一組通斷控制信號(hào)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(hào)通斷的電流源144a-144n，以及一個(gè)用來(lái)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生裝置的缺點(diǎn)是電路過(guò)于龐大、功耗高，而且難于集成。這是因?yàn)楸匦枰獙?duì)時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值進(jìn)行不方便的解碼，還要配置數(shù)目與解碼比特?cái)?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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路由于具有不需要計(jì)數(shù)器、解碼器和電流源的優(yōu)點(diǎn)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功耗也小，從而可以用集成電路形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖16為圖1中所示的四通路面板驅(qū)動(dòng)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(dòng)部分16包括四個(gè)分別產(chǎn)生加到面板200的四個(gè)角上的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、UR、LL、LR的驅(qū)動(dòng)塊16a-16d。各驅(qū)動(dòng)塊16a-16d分別接收面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR和第一多路復(fù)用器14所輸出的一個(gè)信號(hào)，輸出加到面板200的四個(gè)角上的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、UR、LL、LR。四通路面板驅(qū)動(dòng)部分16所輸出的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、UR、LL、LR通過(guò)電流-電壓變換部分18加到面板200的四個(gè)角上。
電流-電壓變換部分18具有四個(gè)分別對(duì)送至四個(gè)角的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(guò)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(gè)差分放大器20a-20d，用來(lái)接收通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)54，也就是四通路面板驅(qū)動(dòng)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(dòng)信號(hào)56，產(chǎn)生它們的相應(yīng)差信號(hào)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(gè)低通陷波(LPN)濾波器28a、一個(gè)高通陷波(HPN)濾波器28b一和個(gè)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(dòng)信號(hào)48的頻率上。
在制造本發(fā)明的數(shù)字化儀控制裝置的過(guò)程中，由于過(guò)程參數(shù)的散布性，濾波器28a、28b和28c的特性可能會(huì)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(diǎn)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(shí)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(gè)頻率實(shí)際上與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同的領(lǐng)示信號(hào)輸入BPF，再在一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)連續(xù)改變用來(lái)調(diào)整BPF頻率特征的信號(hào)。
其次，通過(guò)比較BPF所輸出的信號(hào)的幅度確定使所輸出的受檢信號(hào)幅度最大的用來(lái)調(diào)整頻率特性的信號(hào)的值。
最后，用所確定的頻率特性調(diào)整信號(hào)確定BPF的頻率特性。
數(shù)模變換器32用來(lái)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(hào)。
數(shù)模變換器32將微處理器所輸出的調(diào)整信號(hào)變換成模擬信號(hào)，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(lái)自動(dòng)調(diào)整頻率特性的信號(hào)的格式。比特組32a、32b、32c分別用來(lái)移動(dòng)LPN濾波器28a、HPN濾波器28b、BPF28c的中心頻率。
圖21例示了在自動(dòng)頻率特性調(diào)整模式的信號(hào)流。自動(dòng)頻率特性調(diào)整模式可以在數(shù)字化儀控制裝置-加電時(shí)執(zhí)行。
在自動(dòng)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(hào)選擇面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所輸出的領(lǐng)示信號(hào)50輸出。微處理器將自動(dòng)頻率特性調(diào)整信號(hào)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(hào)調(diào)整的頻率特性對(duì)領(lǐng)示信號(hào)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(hào)50后就對(duì)它進(jìn)行整流。
整流器30所輸出的信號(hào)66通過(guò)第五多路復(fù)用器36送至低通濾波器38。
低通濾波器38對(duì)整流器30所輸出的信號(hào)66進(jìn)行低通濾波，將經(jīng)濾波的信號(hào)輸出給第二DC放大器40b。
第二DC放大器40b對(duì)低通濾波器38所輸出的信號(hào)68進(jìn)行放大，將經(jīng)放大的信號(hào)通過(guò)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(hào)70變換成數(shù)字信號(hào)，送至接口部46。
接口部46將變換得出的數(shù)字信號(hào)通過(guò)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(hào)，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果，確定一個(gè)具有最大結(jié)果值的調(diào)整信號(hào)，作為最終確定的頻率特性調(diào)整信號(hào)送至接口部46。接口部46中的一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器(未示出)鎖存這個(gè)調(diào)整信號(hào)，并將所鎖存的信號(hào)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(hào)確定BPF的頻率特性。
如上所述的自動(dòng)頻率特性調(diào)整方法的優(yōu)點(diǎn)是，例如，允許BPF28的頻率特性可以由于過(guò)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器10所產(chǎn)生的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(dòng)信號(hào)48和領(lǐng)示信號(hào)50具有相同的頻率，因此用領(lǐng)示信號(hào)50所進(jìn)行的對(duì)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(dòng)信號(hào)48的頻率上。
模數(shù)變換器44接收互補(bǔ)的雙輸入，對(duì)它們的差進(jìn)行數(shù)字變換。也就是說(shuō)，模數(shù)變換器44接收互補(bǔ)信號(hào)，將它們的差變換成具有預(yù)定分辨率的數(shù)字信號(hào)。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)施例中，模數(shù)變換器44輸出12比特，在雙輸入差為4V時(shí)是“1111 1111 1111”，為0V時(shí)是“1000 0000 0000”，而為-4V時(shí)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(jiàn)本專(zhuān)利申請(qǐng)者的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.95-21316“系統(tǒng)控制信號(hào)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(guò)總線102向接口部46發(fā)送系統(tǒng)寫(xiě)控制信號(hào)WRITE，系統(tǒng)讀控制信號(hào)READ，時(shí)鐘信號(hào)CLOCK，節(jié)電允許信號(hào)PSEN，地址信號(hào)ADDRESS，自動(dòng)頻率調(diào)整信號(hào)，面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，通路選擇信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制信號(hào)，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(hào)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(lái)自微處理器的地址信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)激活數(shù)據(jù)緩存器46d或數(shù)據(jù)鎖存器46b的信號(hào)。
數(shù)據(jù)鎖存器46b在被地址解碼器46c激活時(shí)鎖存微處理器發(fā)來(lái)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(hào)，面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，通路選擇信號(hào)，以及自動(dòng)頻率特性調(diào)整信號(hào)。
在圖1所示的實(shí)施例中，面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR都在微處理器內(nèi)產(chǎn)生，通過(guò)接口部46送至四通路面板驅(qū)動(dòng)部16。微處理器通過(guò)一個(gè)利用存儲(chǔ)在一個(gè)諸如ROM那樣的存儲(chǔ)器(未示出)內(nèi)的數(shù)據(jù)的軟件來(lái)產(chǎn)生這些面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。這些面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)也可在下面將要說(shuō)明的另一種面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(dòng)時(shí)就接收來(lái)自模數(shù)變換器44的經(jīng)數(shù)字變換的數(shù)據(jù)，或通過(guò)總線102將所存儲(chǔ)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(guò)總線102送來(lái)的系統(tǒng)寫(xiě)控制信號(hào)和系統(tǒng)讀控制信號(hào)控制。
在系統(tǒng)寫(xiě)控制信號(hào)有效時(shí)，接口部46的數(shù)據(jù)鎖存器46b接收微處理器發(fā)來(lái)的指令數(shù)據(jù)，通過(guò)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(hào)有效時(shí)，接口部46的數(shù)據(jù)緩存器46d接收來(lái)自模數(shù)變換器44的數(shù)字信號(hào)。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(hào)同步。
圖24A-24H為各信號(hào)的定時(shí)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(hào)ADDRESS，以及控制指令和調(diào)整信號(hào)COMMAND和ADC的順序，圖24B例示了節(jié)電允許信號(hào)PSEN，圖24C例示了地址鎖存允許信號(hào)ALE，圖24D例示了系統(tǒng)寫(xiě)控制信號(hào)WRITE，圖24E例示了系統(tǒng)讀控制信號(hào)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(hào)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(hào)都是通過(guò)總線102發(fā)送的。
在節(jié)電允許信號(hào)PSEN和地址鎖存允許信號(hào)ALE為高電平時(shí)，地址解碼器46c接收通過(guò)總線102發(fā)來(lái)的地址，通過(guò)對(duì)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(hào)表示ADDRESS1而系統(tǒng)寫(xiě)控制信號(hào)為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器46b接收通過(guò)總線102發(fā)來(lái)的控制指令，指令解碼器46a對(duì)所接收的指令解碼，輸出各種系統(tǒng)控制信號(hào)。
在地址信號(hào)表示ADDRESS2而系統(tǒng)讀控制信號(hào)為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)緩存器46d接收來(lái)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(shí)際上，數(shù)據(jù)鎖存器46b由多個(gè)鎖存器(未示出)構(gòu)成，每個(gè)內(nèi)鎖存器分別具有各自的地址，以便微處理器直接訪問(wèn)。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(hào)，面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，頻率特性調(diào)整信號(hào)，以及通路選擇信號(hào)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(gè)實(shí)施例500。圖25所示裝置除了還配置了面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(shuō)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(hào)的控制。因此，微處理器通過(guò)一個(gè)軟件確定是否設(shè)置節(jié)電模式。這對(duì)微處理器加了一些限制，需要有一根信號(hào)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(hào)。
另一方面，為了防止出現(xiàn)上述問(wèn)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(lái)根據(jù)錄入筆300中所產(chǎn)生的筆端信號(hào)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(hào)時(shí)，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(jiàn)本發(fā)明申請(qǐng)者的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.95-56423。
節(jié)電控制電路72具有一個(gè)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、輸出一個(gè)具有預(yù)定周期的脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)部720和一個(gè)在面板空閑超過(guò)一段預(yù)定時(shí)間時(shí)產(chǎn)生控制電源消耗的省電信號(hào)PSL的省電信號(hào)產(chǎn)生部722。
計(jì)數(shù)部720包括一個(gè)對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的第一計(jì)數(shù)器720a和一個(gè)對(duì)第一計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)的第二計(jì)數(shù)器720b。
降電信號(hào)產(chǎn)生部722包括一個(gè)根據(jù)來(lái)自錄入筆300的TIP信號(hào)控制第二計(jì)數(shù)器720b所輸出的脈沖信號(hào)的傳輸?shù)拈_(kāi)關(guān)722a，一個(gè)對(duì)開(kāi)關(guān)722a的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)的第三計(jì)數(shù)器722b，以及一個(gè)對(duì)第三計(jì)數(shù)器722b和信號(hào)TIP執(zhí)行邏輯乘的AND門(mén)722c。這里，信號(hào)TIP是在錄入筆300中產(chǎn)生的。在錄入筆300接觸面板時(shí)，信號(hào)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(hào)的波形。圖27A例示了時(shí)鐘信號(hào)的波形，圖27B例示了清零信號(hào)的波形，而圖27c例示了第二計(jì)數(shù)器720b的輸出波形。
第一和第二計(jì)數(shù)器720a、720b對(duì)圖27A所示時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，而第二計(jì)數(shù)器720b輸出一個(gè)具有預(yù)定周期的第一脈沖信號(hào)Q1。第一脈沖信號(hào)Q1從計(jì)數(shù)器的進(jìn)位比特(COB)端輸出。
在所提出的這個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘信號(hào)頻率為2MHz，第一計(jì)數(shù)器720a是一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而第二計(jì)數(shù)器720b是一個(gè)四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。因此，從第二計(jì)數(shù)器720b輸出的第一脈沖信號(hào)Q1的頻率為244Hz。
圖28A例示了第二計(jì)數(shù)器720b所輸出的脈沖信號(hào)Q1的波形，圖28B例示了錄入筆300所輸出的信號(hào)TIP的波形，圖28C例示了第三計(jì)數(shù)器722b所輸出的脈沖信號(hào)Q2的波形，而圖28D例示了AND門(mén)722d所輸出的省電信號(hào)PSL的波形。
如圖28A-28D所示，在信號(hào)TIP為高電平時(shí)，第三計(jì)數(shù)器722b對(duì)第一脈沖信號(hào)Q1進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸出計(jì)滿時(shí)為高電平的第二脈沖信號(hào)Q2。在信號(hào)TIP和第二脈沖信號(hào)Q2均為高電平時(shí)，從AND門(mén)722e輸出的省電信號(hào)PSL就成為高電平。
這個(gè)省電信號(hào)PSL通過(guò)接口部46送出。在產(chǎn)生省電信號(hào)PSL時(shí)，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(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR的控制。這樣，微處理器需要通過(guò)一個(gè)諸如ROM那樣的存儲(chǔ)器或一個(gè)軟件來(lái)產(chǎn)生與模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。這就對(duì)微處理器加了一些限制，需要有一根四比特信號(hào)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(dòng)控制信號(hào)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(gè)功能塊74，可以按照微處理器所輸出的模式選擇信號(hào)產(chǎn)生所需的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR，從而解決了上述問(wèn)題。
圖29為圖25中所示的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(jiàn)韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)NO.95-69704“觸筆數(shù)字化儀的面板驅(qū)動(dòng)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(jì)數(shù)器740、第二計(jì)數(shù)器742、倒相部744、OR門(mén)746和信號(hào)選擇部748。
第一計(jì)數(shù)器740對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行十二進(jìn)制的計(jì)數(shù)。
這樣，第一計(jì)數(shù)器740所輸出的第一計(jì)數(shù)信號(hào)的周期相應(yīng)于用來(lái)控制加到面板200的左下角和右上角的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)LL、UR的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-LL、C-UR的周期。
第二計(jì)數(shù)器742對(duì)第一計(jì)數(shù)器740所輸出的第一計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)數(shù)。這樣，所輸出的第二計(jì)數(shù)信號(hào)的周期就相應(yīng)于用來(lái)控制加到面板200的左上角和右下角的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、LR的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-LR的周期。
倒相部744具有兩個(gè)倒相器744a、744b，分別用來(lái)對(duì)第一計(jì)數(shù)器740所輸出的第一計(jì)數(shù)信號(hào)和第二計(jì)數(shù)器742所輸出的第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行倒相。
OR門(mén)746產(chǎn)生一個(gè)由第一計(jì)數(shù)器740所輸出的第一計(jì)數(shù)信號(hào)、第二計(jì)數(shù)器742所輸出的第二計(jì)數(shù)信號(hào)、第一倒相器746a所輸出的經(jīng)倒相的第一計(jì)數(shù)信號(hào)和第二倒相器746b所輸出的經(jīng)倒相的第二計(jì)數(shù)信號(hào)所構(gòu)成的邏輯和信號(hào)。
信號(hào)選擇部748根據(jù)模式選擇信號(hào)產(chǎn)生與模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)C-UL、C-UR、C-LL、C-LR。例如，在模式選擇信號(hào)表示為錄入筆模式或按觸面板模式，信號(hào)選擇部748就選擇第一計(jì)數(shù)器740所輸出的第一計(jì)數(shù)信號(hào)、第二計(jì)數(shù)器742所輸出的第二計(jì)數(shù)信號(hào)、第一倒相器746a所輸出的經(jīng)倒相的第一計(jì)數(shù)信號(hào)和第二倒相器746b所輸出的經(jīng)倒相的第二計(jì)數(shù)信號(hào)輸出。如果模式選擇信號(hào)表示的是手指觸摸模式，信號(hào)選擇部748就選擇OR門(mén)746所輸出的信號(hào)輸出。
圖30例示了實(shí)現(xiàn)圖1所示裝置的集成電路的配置圖。在所示的這個(gè)實(shí)施例中，微處理器400具有8比特的操作能力。數(shù)據(jù)通過(guò)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(hào)線，分別用來(lái)發(fā)送系統(tǒng)寫(xiě)控制信號(hào)，系統(tǒng)讀控制信號(hào)，地址鎖存允許信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)，節(jié)電允許信號(hào)，以及面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)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(diǎn)(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(shí)現(xiàn)，因此功耗??；(3)能自動(dòng)調(diào)整BPF的頻率特性，因而提高了可靠性和能實(shí)現(xiàn)一個(gè)自動(dòng)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(gè)人數(shù)字輔助設(shè)備或電子機(jī)構(gòu)。這種數(shù)字化儀控制裝置可以做成一個(gè)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(dòng)控制信號(hào)提供驅(qū)動(dòng)面板(200)的四個(gè)角的四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)、通過(guò)識(shí)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(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)，用來(lái)接收具有預(yù)定第一頻率的時(shí)鐘信號(hào)，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(dòng)信號(hào)；一個(gè)四通路驅(qū)動(dòng)部(16)，用來(lái)接收所述面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)提供的所述面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)，根據(jù)與工作模式相應(yīng)的所述面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別提供給所述面板(200)的各個(gè)角；一個(gè)電流-電壓變換器(18)，用來(lái)檢測(cè)流入或流出所述面板(200)各角的電流的變化；一個(gè)差分放大器(20)，用來(lái)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(dòng)部(16)提供的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的差分分量相應(yīng)的四個(gè)通路的差分信號(hào)；一個(gè)第二多路復(fù)用器(22)，用來(lái)相繼選擇從所述差分放大器(20)輸出的四通路差分信號(hào)，將所選擇的信號(hào)作為一個(gè)手指觸摸信號(hào)輸出；一個(gè)第三多路復(fù)用器(26)，用來(lái)根據(jù)指示錄入筆或手指觸摸模式的模式選擇信號(hào)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(hào)和從錄入筆輸出的錄入筆信號(hào)兩者之一；一個(gè)第四多路復(fù)用器(34)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(hào)兩者之一；一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)從所述第三多路復(fù)用器(26)的輸出中濾出面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率分量；一個(gè)整流器(30)，用來(lái)對(duì)所述帶通濾波器(28)的輸出進(jìn)行整流；一個(gè)第五多路復(fù)用器(36)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(gè)低通濾波器(38)，用來(lái)從所述第五多路復(fù)用器(36)的輸出中檢測(cè)基本上是直流的分量；一個(gè)模數(shù)變換器(44)，用來(lái)與面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)同步地將所述低通濾波器(38)的輸出變換成數(shù)字信號(hào)，作為一個(gè)座標(biāo)信號(hào)輸出；以及一個(gè)接口(46)，用來(lái)接收微理器提供的控制命令，產(chǎn)生通過(guò)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(hào)以及與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，和將所述模數(shù)變換器(44)提供的座標(biāo)信號(hào)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(gè)通路驅(qū)動(dòng)塊(20a-20d)，各自放大通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之一與經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)前置放大器(24)，用來(lái)分別以預(yù)定增益對(duì)手指觸摸和錄入筆信號(hào)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(gè)直流放大器(40)，具有至少兩個(gè)直流放大器(40b、40c)，按照工作模式各以不同的增益對(duì)所述低通濾波器(38)的輸出進(jìn)行放大；以及一個(gè)第六多路復(fù)用器(42)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(gè)數(shù)模變換器(32)，用來(lái)對(duì)所述微處理器提供的控制信號(hào)進(jìn)行數(shù)模變換，將經(jīng)變換的控制信號(hào)用作所述帶通濾波器(28)的頻率特性控制信號(hào)。
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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)還產(chǎn)生一個(gè)具有基本上與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號(hào)，在自動(dòng)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(gè)數(shù)據(jù)鎖存器(46b)，用來(lái)鎖存所述微處理器提供的控制命令；一個(gè)數(shù)據(jù)緩存器(46d)，用來(lái)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(gè)命令解碼器(46a)，用來(lái)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(hào)、面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)、通路選擇信號(hào)和頻率特性控制信號(hào)；以及一個(gè)地址解碼器(46c)，用來(lái)接收所述微處理器提供的地址信號(hào)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(hào)。
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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)包括一個(gè)D觸發(fā)器(120)，用來(lái)接收時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生(n-1)個(gè)經(jīng)n分頻的信號(hào)，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)分別與各由個(gè)數(shù)與分頻比相應(yīng)的相繼時(shí)鐘脈沖組成的時(shí)鐘脈沖串的第一個(gè)時(shí)鐘脈沖至第(n-1)個(gè)時(shí)鐘脈沖同步；一個(gè)階梯部(124)，用來(lái)通過(guò)按預(yù)定阻值對(duì)(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)似正弦信號(hào)，以及一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)通過(guò)對(duì)所述階梯部(124)提供的似正弦信號(hào)進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生具有正弦波形的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
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(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生器(74)包括一個(gè)第一計(jì)數(shù)器(740)，用來(lái)通過(guò)以預(yù)定的第一計(jì)數(shù)比對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)第一計(jì)數(shù)信號(hào)；一個(gè)第二計(jì)數(shù)器(742)，用來(lái)對(duì)所述第一計(jì)數(shù)器(740)提供的第一計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)數(shù)，將經(jīng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)的信號(hào)作為一個(gè)第二計(jì)數(shù)信號(hào)輸出；一個(gè)倒相部(744)，具有兩個(gè)倒相器(744a、744b)，分別用來(lái)對(duì)所述第一和第二計(jì)數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行倒相；一個(gè)OR門(mén)(746)，用來(lái)對(duì)第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行OR運(yùn)算；以及一個(gè)信號(hào)選擇部(748)，用來(lái)接收所述第一和第二計(jì)數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)、所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)以及所述OR門(mén)(746)輸出的信號(hào)，根據(jù)模式選擇信號(hào)產(chǎn)生與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，其中所述信號(hào)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(jì)數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)以及所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)，而在手指觸摸模式輸出所述OR門(mén)(746)提供的信號(hào)。
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(gè)計(jì)數(shù)部(720)，用來(lái)以預(yù)定第一計(jì)數(shù)比對(duì)具有預(yù)定周期的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸出一個(gè)第一脈沖信號(hào)；一個(gè)計(jì)數(shù)器(722b)，用來(lái)以預(yù)定第二計(jì)數(shù)比對(duì)所述計(jì)數(shù)部(720)輸出的第一脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)操作按錄入筆的筆端信號(hào)啟動(dòng)；以及一個(gè)省電信號(hào)產(chǎn)生器(722)，用來(lái)通過(guò)對(duì)所述計(jì)數(shù)器(722b)輸出的第二脈沖信號(hào)和錄入筆的筆端信號(hào)進(jìn)行AND運(yùn)算確定錄入筆連續(xù)處在空閑狀態(tài)是否已超過(guò)一段預(yù)定時(shí)間，如果是，就產(chǎn)生一個(gè)控制功耗的省電信號(hào)，其中所述接口(46)響應(yīng)所述省電信號(hào)產(chǎn)生器(722)提供的省電信號(hào)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(dòng)控制信號(hào)提供驅(qū)動(dòng)面板(200)的四個(gè)角的四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)、通過(guò)識(shí)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(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)，用來(lái)接收具有預(yù)定第一頻率的時(shí)鐘信號(hào)，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(dòng)信號(hào)；一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器(12)，用來(lái)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(hào)；一個(gè)第一多路復(fù)用器(14)，用來(lái)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(hào)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(hào)和所述面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)提供的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)兩者之一；一個(gè)四通路驅(qū)動(dòng)部(16)，用來(lái)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(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，分別提供給所述面板(200)的各個(gè)角；一個(gè)電流-電壓變換器(18)，用來(lái)檢測(cè)流入或流出所述面板(200)各角的電流的變化；一個(gè)差分放大器(20)，用來(lái)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(dòng)部(16)提供的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的差分分量相應(yīng)的四個(gè)通路的差分信號(hào)；一個(gè)第二多路復(fù)用器(22)，用來(lái)相繼選擇從所述差分放大器(20)輸出的四通路差分信號(hào)，將所選擇的信號(hào)作為一個(gè)手指觸摸信號(hào)輸出；一個(gè)第三多路復(fù)用器(26)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(hào)和從錄入筆輸出的錄入筆信號(hào)兩者之一；一個(gè)第四多路復(fù)用器(34)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(hào)兩者之一；一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)從所述第三多路復(fù)用器26)的輸出中濾出面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率分量；一個(gè)整流器(30)，用來(lái)對(duì)所述帶通濾波器(28)的輸出進(jìn)行整流；一個(gè)第五多路復(fù)用器(36)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(gè)低通濾波器(38)，用來(lái)從所述第五多路復(fù)用器(36)的輸出中檢測(cè)基本上是直流的分量；一個(gè)模數(shù)變換器(44)，用來(lái)與面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)同步地將所述低通濾波器(38)的輸出變換成數(shù)字信號(hào)，作為一個(gè)座標(biāo)信號(hào)輸出；以及一個(gè)接口(46)，用來(lái)接收微處理器提供的控制命令，產(chǎn)生通過(guò)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(hào)以及與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，和將所述模數(shù)變換器(44)提供的座標(biāo)信號(hào)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(dòng)信號(hào)數(shù)相應(yīng)的多個(gè)通路驅(qū)動(dòng)塊，各自放大通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之一與經(jīng)電流-電壓變換的通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)前置放大器(24)，用來(lái)分別以預(yù)定放大量對(duì)手指觸摸信號(hào)、錄入筆信號(hào)和按觸面板信號(hào)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(gè)直流放大器(40)，具有三個(gè)直流放大器，按照工作模式各以不同的增益對(duì)所述低通濾波器(38)的輸出進(jìn)行放大；以及一個(gè)第六多路復(fù)用器(42)，用來(lái)根據(jù)模式選擇信號(hào)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(gè)數(shù)模變換器(32)，用來(lái)將所述微處理器提供的數(shù)字控制信號(hào)變換成一個(gè)模擬信號(hào)，將經(jīng)變換的控制信號(hào)用作所述帶通濾波器(28)的頻率特性控制信號(hào)。
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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(74)還產(chǎn)生一個(gè)具有基本上與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號(hào)，在自動(dòng)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(74)包括一個(gè)D觸發(fā)器(120)，用來(lái)接收時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生(n-1)個(gè)經(jīng)n分頻的信號(hào)，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)分別與各由個(gè)數(shù)與分頻比相應(yīng)的相繼時(shí)鐘脈沖組成的時(shí)鐘脈沖串的第一個(gè)時(shí)鐘脈沖至第(n-1)個(gè)時(shí)鐘脈沖同步；一個(gè)階梯部(124)，用來(lái)通過(guò)按預(yù)定阻值對(duì)(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)似正弦信號(hào)；以及一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)通過(guò)對(duì)所述階梯部(124)提供的似正弦信號(hào)進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生具有正弦波形的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
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(dòng)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(dòng)信號(hào)分別加到所述面板(200)的各個(gè)角上；檢測(cè)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(gè)角的電流的變化，并將所檢測(cè)到的電流變化變換成電壓變化；檢測(cè)與經(jīng)電流-電壓變換的信號(hào)與通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)之差相應(yīng)的差分信號(hào)；以預(yù)定周期相繼選擇各差分信號(hào)，并對(duì)所選各差分信號(hào)進(jìn)行時(shí)分多路復(fù)用；以及按照多路復(fù)用差分信號(hào)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(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括一個(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)，用來(lái)產(chǎn)生在手指觸摸模式所需的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)；一個(gè)四通路驅(qū)動(dòng)部(16)，用來(lái)接收面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)，產(chǎn)生電位基本相同的四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給一個(gè)面板(200)的四個(gè)角；一個(gè)電流-電壓變換器(18)，插在所述四通路驅(qū)動(dòng)部(16)和所述面板(200)之間，用來(lái)檢測(cè)在手指接觸所述面板(200)時(shí)流入或流出所述面板(200)的每個(gè)角的電流的變化；一個(gè)差分放大器(20)，用來(lái)產(chǎn)生四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)多路復(fù)用器(22)，用來(lái)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(hào)，并輸出所選信號(hào)；一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)從所述多路復(fù)用器(22)的輸出中檢測(cè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率分量；一個(gè)低通濾波器(38)，用來(lái)從所述帶通濾波器(28)的輸出中提取一個(gè)基本是直流的分量；以及一個(gè)模數(shù)變換器(44)，用來(lái)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(gè)數(shù)字信號(hào)。
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(duì)面板(200)提供的手指觸摸信號(hào)或錄入筆提供的錄入筆信號(hào)中的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)頻率基本與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的領(lǐng)示信號(hào)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(gè)調(diào)整信號(hào)，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(hào)，確定使所檢測(cè)的信號(hào)幅度成為最大的調(diào)整信號(hào)的值；以及按照所確定的調(diào)整信號(hào)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(duì)面板(200)提供的手指觸摸信號(hào)或錄入筆提供的錄入筆信號(hào)中的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10)，用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)具有基本上與面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率相同的頻率的領(lǐng)示信號(hào)，送至所述帶通濾波器(28)；一個(gè)數(shù)模變換器(32)，用來(lái)將微處理器提供的數(shù)字調(diào)整信號(hào)變換成一個(gè)模擬信號(hào)，將經(jīng)變換的信號(hào)用作一個(gè)調(diào)整所述帶通濾波器(28)的頻率特性的信號(hào)；一個(gè)模數(shù)變換器(44)，用來(lái)檢測(cè)所述帶通濾波器(28)輸出的信號(hào)的振幅；以及一個(gè)微處理器，用來(lái)產(chǎn)生在預(yù)定范圍內(nèi)改變的調(diào)整信號(hào)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(hào)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(hào)中確定一個(gè)與經(jīng)帶通濾波的信號(hào)中一個(gè)具有最大振幅的信號(hào)相應(yīng)的調(diào)整信號(hào)，將所確定的調(diào)整信號(hào)作為一個(gè)所述帶通濾波器(28)的頻率特性調(diào)整信號(hào)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(duì)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(gè)數(shù)據(jù)鎖存器(46b)，用來(lái)鎖存所述微處理器提供的控制命令；一個(gè)數(shù)據(jù)緩存器(46d)，用來(lái)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(gè)命令解碼器(46a)，用來(lái)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(hào)；以及一個(gè)地址解碼器(46c)，用來(lái)接收所述微處理器提供的地址信號(hào)，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(hào)。
29.一種產(chǎn)生正弦信號(hào)的裝置，所述裝置包括一個(gè)D觸發(fā)器(120)，用來(lái)接收時(shí)鐘信號(hào)，產(chǎn)生(n-1)個(gè)經(jīng)n分頻的信號(hào)，其中n為整數(shù)，所產(chǎn)生的(n-1)個(gè)經(jīng)分頻的信號(hào)分別與各由個(gè)數(shù)與分頻比n相應(yīng)的相繼時(shí)鐘脈沖組成的時(shí)鐘脈沖串的第一個(gè)時(shí)鐘脈沖至第(n-1)個(gè)時(shí)鐘脈沖同步；一個(gè)階梯部(124)，用來(lái)通過(guò)按預(yù)定阻值時(shí)(n-1)個(gè)經(jīng)分頻信號(hào)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算產(chǎn)生一個(gè)似正弦信號(hào)；以及一個(gè)帶通濾波器(28)，用來(lái)通過(guò)對(duì)所述階梯部(124)提供的似正弦信號(hào)進(jìn)行帶通濾波產(chǎn)生基本上正弦波形的面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
30.一種對(duì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)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(gè)角的四通路驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)產(chǎn)生器，所述產(chǎn)生器包括一個(gè)第一計(jì)數(shù)器(740)，用來(lái)通過(guò)以預(yù)定的第一計(jì)數(shù)比對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)第一計(jì)數(shù)信號(hào)；一個(gè)第二計(jì)數(shù)器(742)，用來(lái)對(duì)所述第一計(jì)數(shù)器(740)提供的第一計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)數(shù)，將經(jīng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)的信號(hào)作為一個(gè)第二計(jì)數(shù)信號(hào)輸出；一個(gè)倒相部(744)，具有兩個(gè)倒相器(744a、744b)，分別用來(lái)對(duì)所述第一和第二計(jì)數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行倒相；一個(gè)OR門(mén)(746)，用來(lái)對(duì)第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)進(jìn)行OR運(yùn)算；以及一個(gè)信號(hào)選擇部(748)，用來(lái)接收所述第一和第二計(jì)數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)、所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)以及所述OR門(mén)(746)輸出的信號(hào)，根據(jù)模式選擇信號(hào)產(chǎn)生與所選模式相應(yīng)的面板驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，其中所述信號(hào)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(jì)數(shù)器(740、742)分別提供的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)以及所述倒相部(744)提供的經(jīng)倒相的第一和第二計(jì)數(shù)信號(hào)，而在手指觸摸模式輸出所述OR門(mén)(746)提供的信號(hào)。
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(gè)計(jì)數(shù)部(720)，用來(lái)以預(yù)定第一計(jì)數(shù)比對(duì)具有預(yù)定周期的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸出一個(gè)第一脈沖信號(hào)；一個(gè)計(jì)數(shù)器(722b)，用來(lái)以預(yù)定第二計(jì)數(shù)比對(duì)所述計(jì)數(shù)部(720)輸出的第一脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)操作按錄入筆的筆端信號(hào)啟動(dòng)；以及一個(gè)省電信號(hào)產(chǎn)生器(722)，用來(lái)通過(guò)對(duì)所述計(jì)數(shù)器(722b)輸出的第二脈沖信號(hào)和錄入筆的筆端信號(hào)進(jìn)行AND運(yùn)算確定錄入筆連續(xù)處在空閑狀態(tài)是否已超過(guò)一段預(yù)定時(shí)間，如果是，就產(chǎn)生一個(gè)控制功耗的省電信號(hào)，其中所述接口(46)響應(yīng)所述省電信號(hào)產(chǎn)生器(722)提供的省電信號(hào)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(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器(10),基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生器(12),選擇輸出面板驅(qū)動(dòng)信號(hào)或基準(zhǔn)電壓信號(hào)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(dòng)信號(hào)的四通路驅(qū)動(dòng)部(16),選擇輸出手指觸摸信號(hào)或錄入筆輸出的錄入筆信號(hào)的第三多路復(fù)用器(26),帶通濾波器(28),對(duì)帶通濾波器的輸出進(jìn)行整流的整流器(30),檢測(cè)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(dòng)控制信號(hào)同步地將低通濾波器的輸出作為坐標(biāo)信號(hào)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(shí)現(xiàn),可靠性高而功耗低。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1187892SQ96194766
公開(kāi)日1998年7月15日 申請(qǐng)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(rùn), 安秉權(quán) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社