专利名称：采用定制传感器和通用控制器的触摸系统和方法
采用定制传感器和通用控制器的触摸系统和方法相关专利申请的交叉参考本专利申请要求2008年10月20日提交的美国临时专利申请No. 61/106898的优先权。本发明整体涉及触摸输入系统和用于使用、制备、测试和跟踪触摸系统和触摸系统和元件的方法，具体涉及包括可用于多种不同的定制传感器的通用控制板的触摸系统。
背景技术：
触摸传感设备允许用户便利而直接地与电子系统进行交互并以直观方式进行显示。例如，用户只需要在由图标标识的位置处触摸即显触摸屏，即可执行一系列复杂的指令。在用户与触摸系统的传感器部分进行物理交互的同时，控制器电子器件在后台根据所接收的触摸信号进行计算，从而可以确定诸如触摸位置之类的信息。传感器部分和控制器电子器件部分设计用于一起发挥作用，使得控制器电子器件可使用传感器部分响应触摸输入而产生的信号来确定有效触摸位置。由于传感器和控制器设计用于一起发挥作用，因此更换传感器部分(以修理、升级或为其他目的)可能需要更换控制器或将新固件手动上载到控制器上。
发明内容
在某些实施例中，本发明提供制备触摸感测电路结构的方法，每一个触摸感测电路结构包括传感器，其用于响应其触摸输入来产生触摸相关信号；和控制板，其根据触摸相关信号确定触摸位置。该方法涉及制备多个不同的传感器，该不同传感器中的每一个都通过装入存储设备进行定制，存储设备储存可由控制板执行以用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令；制备多个控制板；以及组装触摸感测电路结构，触摸感测电路结构包括多个不同传感器中的一个和多个控制板中的一个。
在某些其他实施例中，本发明提供触摸感测电路结构，触摸感测电路结构包括连接到控制板的触摸传感器，并且还包括用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令。在此类触摸感测电路结构中，触摸传感器包括信号；和存储设备，其储存计算机可执行固件指令。一个或多个感测元件，其用于响应其触摸输入而产生与触摸相关的此外，控制板包括 查询逻辑，其可由控制板执行，以使得控制板查询储存在触摸传感器的存储设备中的计算机可执行固件指令；和处理器电路，其响应于查询来执行加载到通用控制板的固件指令，以确定触摸位置。
在某些其他实施例中，本发明提供的系统包括触摸感测电路结构并具有控制板， 触摸感测电路结构包括用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令，控制板包括用于利用计算机可执行固件指令确定触摸位置的处理器电路，该系统包括一个或多个感测元件， 其用于响应传感器表面上的触摸输入来产生触摸相关信号，触摸相关信号由多根信号线传输；存储设备，其储存计算机可执行固件指令；和连接器，其用于将控制板以可通信方式连接到信号线和存储设备，以用于传输触摸相关信号和计算机可执行固件指令。
5 在某些其他实施例中，本发明提供用于响应具体命令而跟踪用于组装触摸感测电路结构的部件的方法，该方法包括将不同传感器部件号与多个不同类型的传感器中的每一个相关联，不同传感器中的每一个都包括存储设备，该存储设备储存用于确定触摸位置的针对传感器类型的计算机可执行固件指令；将单个控制器部件号与多个控制板中的每一个相关联，每一个控制板都被构造用于连接到每一个不同类型的传感器；对于每一个不同的传感器部件号，部分地根据命令中包含的传感器专用信息来管理关联类型传感器的库存；以及部分地根据所有不同传感器的总库存来管理控制板的库存。
在某些其他实施例中，本发明提供与包括控制板的触摸感测电路结构一起使用的测试方法，该控制板根据传感器响应其触摸输入而产生的触摸相关信号来确定触摸位置， 该传感器包括存储设备，存储设备储存配置文件，所述配置文件包括用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令。该测试方法包括通过将传感器连接到控制板以组装触摸感测电路结构；将计算机可执行固件指令从传感器存储设备加载到控制板上；模拟触摸传感器以产生测试触摸信号；使用加载到控制板上的计算机可执行固件指令来评估测试触摸信号； 以及根据测试触摸信号评估步骤的结果来验证或修改用于传感器的配置文件。
在某些其他实施例中，本发明提供触摸传感器，该触摸传感器包括一个或多个感测元件，其响应所述一个或多个感测元件的触摸输入来产生触摸相关信号；电路，其用于将触摸相关信号传输到以可通信方式连接的设备；以及存储设备，其储存计算机可执行固件指令，在被以可通信方式连接的设备执行时，该计算机可执行固件指令使得以可通信方式连接的设备将触摸相关信号解析为触摸输入位置信息。
本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每一个实施例或每种实施方式。结合附图并参照下文的具体实施方式
以及所附权利要求书，再结合对本发明更全面的理解， 本发明的优点和成效将变得显而易见并易于领悟。
结合附图并参照下文中多个实施例的具体实施方式
，可以更全面地理解和领会本发明，其中 图IA示意性地示出根据本发明的某些实施例的触摸感测电路结构连同数据和处理流程项目； 图IB示意性地示出图IA的触摸感测电路结构； 图IC示意性地示出图IA的数据和处理流程项目； 图2示意性地示出实例电引线，实例电引线包括用于与根据本发明的某些实施例的定制传感器一起使用的存储设备； 图3示意性地示出触摸输入系统，触摸输入系统包括根据本发明的某些实施例的触摸感测电路结构； 图4示意性地示出涉及制备和组装根据本发明的某些实施例的触摸感测电路结构的步骤；和 图5示意性地示出涉及跟踪定制触摸传感器和通用控制板以提供根据本发明的某些实施例的感测电路结构的步骤； 虽然本发明可修改为各种修改形式和替代形式，但其具体的方式已以举例的方式在附图中示出并且将会作详细描述。然而，应当理解，其目的不在于将本发明局限于所述具体实施例。相反，其目的在于涵盖由所附权利要求书限定的本发明范围内的所有修改形式、 等同形式和替代形式。
具体实施例方式在下文对所举例说明的实施例的叙述中将参考构成本发明一部分的附图，并且其中通过举例说明示出可以在其中实施本发明的多个实施例。应当理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以利用这些实施例，并且可以进行结构上的修改。
本发明通常适用于触摸感测系统，触摸感测电路结构的传感器和控制器元件，以及制备、测试和跟踪触摸感测系统元件的方法。在某些实施例中，通过定制传感器元件，允许将通用控制板用于多种类型的传感器、传感器应用和针对客户的功能，来实施本发明的各方面。传感器定制包括将计算机可执行的配置文件储存在安装到传感器上的存储设备中。计算机可执行的配置文件包括用于确定触摸位置的计算机可执行指令，并且可任选地包括其他指令或与传感器相关的数据，例如为每一种特定传感器制定的校正因子。
为简便起见并且在不丧失一般性的同时，下文将用以下措辞描述本发明的多个方面控制器可执行的固件储存在传感器存储设备中以用于控制板检索以确定触摸位置，但应当理解，也可以将额外的数据或传感器配置信息储存在传感器中，以用于供控制板检索。
在某些实施例中，本发明提供触摸感测电路结构及其元件；触摸感测电路结构及其元件的制备和测试方法；和触摸感测电路元件的库存管理方法。此类触摸感测电路元件包括触摸传感器和控制板。触摸传感器包括一个或多个感测元件，其用于响应传感器触摸输入来产生触摸相关信号；和存储设备，其储存用于根据触摸相关信号确定触摸位置的计算机可执行固件指令。控制板包括查询逻辑，其可由控制板执行，以使得控制板查询储存在触摸传感器的存储设备中的计算机可执行固件指令；和处理器电路，其响应查询来执行加载到通用控制板上的固件指令，以确定触摸位置。
根据某些实施例，将通用控制平台用于多种不同的定制传感器。该通用控制平台使用单个控制板，该控制板具有通用于不同的定制传感器中的每一个的电路。可以根据不同的触摸感测技术(例如，电容式、电阻式、压力式等)和/或根据不同的控制器可执行固件或随传感器储存的传感器配置数据来定制传感器。控制器可执行固件包括用于确定触摸位置的指令，并且也可以包括其他针对应用或针对客户的功能，例如，用于确定触摸压力的指令、用于区别多个触摸或用户的指令、用于将噪声触摸相关信号相区别的指令，等等。计算机可执行的配置文件还可以包括根据校正例程为特定触摸传感器制定的触摸位置修正因子。
根据某些实施例，将用于每一种不同的定制传感器或传感器类型的计算机可执行的配置文件连同该传感器一起储存，可允许在某些实施例中制备通用的控制器电子器件而无需预先加载用于确定触摸位置的固件。在某些实施例中，除了用于查询和检索控制器可执行固件的固件和指令之外，控制板不包括永久性储存的固件或指令。这样可进一步允许制备没有用于永久性存储固件的存储设备或具有较小存储设备的通用控制板，从而节约控制板方面的成本。此外，通用控制板可以包括查询控制器可执行固件的硬连线的初始化例程，可从连接到控制板的传感器的存储设备自动检索控制器可执行固件，以供控制板上的处理器电路使用，以确定触摸位置信息。这样做可减轻原本可能被要求手动选择固件并将其加载到控制板上的现场技术人员和触摸系统集成人员的负担，从而简化现场的安装、测试和修理操作。
本发明的各方面也适于为更换损坏的传感器和/或将传感器或固件升级为具有新功能而进行的现场服务。当需要现场更换本发明的触摸传感器时，现场服务人员只需要更换触摸传感器组件，即可更换触摸传感器和固件两者。将控制器可执行指令储存在传感器上安装的存储设备中也可以有利于更容易地引入与现有通用控制器硬件兼容的新感测技术或功能。
在某些实施例中，本发明的各方面也可有助于简化触摸感测系统元件的库存管理。常规的触摸感测系统元件库存管理涉及跟踪不同的触摸传感器和不同的控制器两者， 以确保向客户提供匹配的传感器和控制器组合。本发明的各方面允许为多个不同的定制传感器使用单个通用控制板，从而在无需跟踪不同控制器类型的情况下产生匹配的组合。这样，可以将单独的传感器部件号分配给每一个不同类型的定制传感器，而将单个控制器部件号分配给所有通用控制板。因此，跟踪部件涉及跟踪定制传感器部件和管理通用控制板的总库存。通过将传感器部件号匹配到针对订单的信息和通过提供所需数量的控制板，可以完成客户订单。
在某些实施例中，触摸传感器包括电引线，例如，附接到传感器基板的柔性电缆或挠曲电路。该引线在介于触摸传感器和控制板之间布设信号线，在一个实施例中，通过匹配的连接器对连接控制板与传感器，其中一个连接器在引线末端处，另一个连接器位于控制板上。可使用其他连接器构型。引线也可用于在介于控制板和附接到传感器的非易失性存储设备之间提供电连接，其中非易失性存储设备存储控制器可执行固件和任选的其他配置数据。非易失性存储设备可以是可编程只读存储器(PROM)设备，例如可电擦除 PROM(EEPROM)、或用于永久性或长期存储用于确定触摸位置的控制器可执行固件的任何其他合适的设备。虽然引线可以提供安装非易失性存储设备的便利位置，但可以在其他位置处(例如传感器表面周边)将存储设备附接到传感器。
非易失性存储设备存储控制器可执行固件，控制器可执行固件包括可由控制板上的处理器电路执行以根据触摸相关信号确定触摸输入位置的指令，控制板响应触摸输入而从触摸传感器接收触摸相关信号。控制器可执行固件也可以包括这样的指令，该指令可被执行以进行附加的功能和/或根据预定的修正系数和/或在所接收的触摸相关信号中检测到的特征赋予触摸位置确定的修正因子。此类附加功能可以包括例如 系统诊断功能和触摸模拟，例如美国专利No. 7，362，313和No. 7，236，161以及美国专利公开No. 20080211782中所公开的； 辨别多个触摸和/或用户，例如美国专利No. 7，254，775和美国专利公开 No. 20060022959 和 No. 20030067447 中所公开的； 检测或补偿触摸相关信号中可能存在的多种噪声源，例如美国专利公开 No. 20070034423 和 No. 20060267953 中所公开的； 补偿传感器上的电荷积聚，例如美国专利公开No. 20080142281中所公开的； 单独调节多个感测信道中的每一个，例如美国专利公开No. 20070074913中所公开的；
8 使用多个不同的触摸位置测定算法进行触摸坐标细化和/或验证，例如美国专利公开No. 20060279548中所公开的； 检测和跟踪预触摸信号，例如美国专利公开No. 20060244733中所公开的；以及 修正因传感器移动引起的误差，例如美国专利公开No. 20060227114中所公开的。
可以植入控制器可执行固件中的其他功能包括防止手掌误触例程和参数、控制器唤醒例程、传感器操作频率参数(例如，根据已知或预计的安装位置)、用于缺少后屏蔽层的传感器的后屏蔽模拟例程、用于减小对具有较高静电放电(ESD)抗扰度要求的触摸位置测定的影响的例程，等等。
在某些实施例中，可以将传感器专用修正因子作为传感器配置文件的一部分储存在传感器存储设备中。这类修正因子可以在触摸传感器线性化和/或校正例程运行过程中产生，线性化和/或校正例程可以在制备过程中、发货时、安装过程中或任何合适的时间执行(和测试)。用于模拟电容触摸传感器的传感器表面线性化例程的实例包括美国专利 No. 6，977，646中所公开的那些。如上所述，修正因子可以按相关的定制触摸传感器与控制器可执行固件一起储存。
在传感器元件制备工艺的较后阶段，将用于储存控制器可执行固件的存储设备以某种方式附接到传感器，该方式允许将存储设备连接到控制器电子器件，以用于查询和检索控制器可执行固件连同与传感器相关的任何配置文件。在某些实施例中，非易失性存储设备安装在触摸传感器的电引线上，并且电引线从存储设备延伸到在引线末端处的连接器。这样可以通过单个连接让控制器电子器件访问触摸传感器产生的触摸相关信号和储存在传感器存储器中的配置信息。将信息储存在非易失性存储设备中可以在将存储设备安装到传感器上之前或之后进行。一旦连接和加载了控制器可执行固件(包括任何修正系数)， 就完全定制了传感器，并可将其与通用控制板组装在一起，而不需要单独跟踪控制板。
图IA示意性地示出触摸感测电路结构100的元件，并指示出根据某些实施例制备、测试、组装和使用这些元件的某些方面。触摸感测电路结构100包括触摸传感器101，触摸传感器101提供用于与触摸工具交互的触敏表面102。在某些实施例中，触摸表面为透明的，以用于在显示设备上方定位和透过该表面观看显示内容。触摸表面102包括一个或多个触敏元件，一个或多个触敏元件用于响应触摸工具和触摸表面的交互作用而产生触摸相关信号。触摸相关信号被发送到电引线104，电引线104端接于连接器106中以用于与控制板120相连。或者，可以将用于传输触摸相关信号的多根信号线中的每一根单独布设到连接器，或单独连接到控制板。
如所指出的那样，根据传感器类型、固件设置文件、传感器配置文件、校正数据等定制每一个传感器101。此外，可以使用传感器选择、校正和测试的结果开发或修改定制的配置文件。此类校正和测试可以例如在制备、储存、运输包装、安装、使用和修理的各个阶段重复进行。
根据某些实施例，控制器用来根据传感器产生的触摸相关信号确定触摸位置的控制器可执行固件储存在存储设备中，例如图1所示的非易失性PROM存储设备。将存储设备 110连接到引线104允许控制板120上的电路存取所储存的配置文件中包含的控制器可执行固件。应当理解，可使用允许介于存储设备Iio和控制板120之间相连的其他安装位置和连接机构。控制板120使用控制器可执行固件指令根据触摸传感器101产生的触摸相关信号确定触摸位置。如上所述，除了用于确定和/或修正触摸位置的指令之外，控制器可执行固件也可以包括用于附加功能的指令，其中包括可以应用于多种感测技术(例如，降噪例程)的功能、针对一种或多种特定感测技术(例如，用于检测多个触摸的技术)的功能、 以及针对某些客户或应用(例如ESD抗扰)的功能。配置文件可以包括特定类型的传感器和/或传感器的预计或预期使用环境特定的或为之优化的参数。存储设备110也可以储存校正和/或测试获得的传感器专用修正系数。
除了通过储存的固件指令和配置文件定制传感器之外，还可以通过将附加的硬件添加到引线上或传感器的另一部分上，以在触摸相关信号发送到控制板之前调整或以其他方式预处理此信号，以定制传感器。即使采用传感器专用固件定制，这种附加硬件可以用来适应多种传感器技术之间的差异，从而允许在多种传感器上使用相似的触摸位置测定例程。例如，可以使用放大器电路对力感测触摸传感器的触摸力相关的信号进行预放大，然后再将此信号传输到控制板以根据按传感器储存的定制固件指令使用。
再次参见图1A，控制板120包括用于连接信号线和触摸传感器101的存储设备的连接端口 126。该控制板包括硬件电路，硬件电路用于通过执行附接到传感器101的存储设备110中储存的固件指令处理触摸相关信号，以计算触摸位置测量值。例如，控制板120 包括用于通过执行固件指令处理触摸相关信号的处理器122。可以在控制板上预加载默认固件指令，默认固件指令被传感器存储设备110中的新固件指令覆盖。或者，控制板不包括用于确定触摸位置的预加载固件，并且作为节约成本的措施，在预计启动例程过程中从传感器存储设备110加载固件指令的情况下，可以不包括用于永久性储存固件指令的存储设备。
可以将电路板120硬连线以执行初始化例程，初始化例程包括为查找储存在传感器存储设备110中的固件指令和配置数据而进行的查询。可以对固件指令和配置数据进行检索并储存在本地，以供控制板120的处理器122使用。这样，可制备通用控制板，通用控制板中的每一个都可用于多种类型的传感器和定制的配置文件。执行从传感器存储设备检索到的固件指令的此类通用电路板也可以用于对传感器进行进一步的诊断、测试和校正， 这可以导致传感器的配置文件的更新。此类诊断、测试和校正可以在制备、发货前的测试、 安装或日常维护过程中执行。
图IB示意性地示出与图IA中所示相同的传感器101和控制板120元件，但没有覆盖过程和数据流信息。示例性的通用控制板可以基于可以商品名EXII从3M Touch Systems, Inc.商购获得的控制板平台。EXII控制板平台可以尤其适合与多种触摸传感器一起使用，包括模拟电容触摸传感器、模拟电阻触摸传感器(包括4线、5线、8线等)、力敏或压敏触摸传感器等。
控制板120可以包括辅助电子器件，以有利于在介于附接到传感器101的存储设备110和控制器电子器件之间进行通信。辅助电子器件可以包括例如复用器和其他逻辑电路。复用器将发送到存储设备的地址和从存储设备加载到控制器电子器件上的信息复用。 例如，存储设备可以将包括数据修正系数或其他传感器专用信息在内的多组指令或数据储存在不同的存储器地址处。逻辑电路可以用来向存储设备提供允许信号。
当组装触摸感测电路结构100时，引线104布设信号线，以用于向传感器表面102 的感测元件提供驱动信号并用于接收来自传感器101的触摸相关信号。例如，可以将电极连接到设置在传感器表面102上的信号载线或导线，以用于向感测元件施加和从感测元件接收触摸信号。位于控制板120上的电子器件包括用来为感测元件产生驱动信号和根据触摸相关信号计算触摸位置的电路。例如，在某些实施例中，控制器120利用感测到的经过触摸表面102上的多个位置中的每一个的电流为施加的触摸输入产生一对坐标。控制器120 也可以通过施加修正因子来修正由于感测元件的变化所造成的与位置信号相关的误差，修正因子可以储存在触摸传感器存储设备110中。控制器120使用从传感器存储设备110检索到的固件的可执行指令执行触摸传感器驱动、感测和测量功能，从而可确定触摸位置。
触摸传感器101可为使用任何合适的触摸感测技术的任何合适的触摸传感器。触摸感测技术的实例包括模拟电容感测、模拟电阻感测、力感测、表面声波感测、矩阵电容感测、矩阵电阻感测、感应数字转换器感测、红外感测、振动感测，等等。在一些实施例中，只要与特定触摸传感器相关的固件为可用的，就可使用相同的通用控制板和处理器来驱动采用不同触摸感测技术的触摸传感器。
通过简单的实例，电阻触摸传感器采用设置在基板上方的柔性隔膜。隔膜和基板的相对表面各涂有透明的导电性膜。在介于隔膜和基板之间夹有绝缘的点隔片。当用户按压柔性隔膜时，隔膜的导电性膜接触基板的导电性膜。该接触在介于隔膜和基板之间引起电流流动。控制器通过比较印刷在导电表面上的各种电极或母线流出的电流确定触摸点。
与电阻传感器不同，电容触摸传感器不采用移动部件。在电容触摸传感器中，电阻涂层直接沉积在玻璃或塑料薄膜之类的绝缘基板上。设置在基板拐角处的电极在涂层上形成电场。控制器监测流经这些电极中的每一个的电流量。足够靠近电阻涂层的使用者的手指或导电性触笔在介于手指或触笔与涂层之间引起电容耦合。该耦合引起少量电流流经涂层和电极中的每一个。经过使用者的身体和大地的电容耦合形成返回控制器的完整的电流通路。控制器根据流过这些电极中的每一个的电流量计算触摸坐标。
力感测传感器结构根据在遍布触摸表面的多个点处所承受的力的大小在这些点处产生信号。例如，可以将可变电容传感器设置在触摸板的四个角中的每一个处，以感测触摸输入所传递的力在每一个角处产生的位移量。触摸输入离拐角越近，所传递的力越大，检测到的位移就越大。控制器根据在力传感器的每一个处检测到的电容变化计算触摸坐标。
图IC示意性地示出图IA的过程和数据流信息，而未显示传感器和控制板部件。如上指出，可制备通用控制板，从而建立通用控制板的库存，通用控制板可与多种传感器中的每一种和按传感器储存的定制配置文件中的每一个一起使用。在组装控制板和传感器时， 控制板在传感器存储器中查询固件和配置文件，并检索可由位于控制板上的处理器执行的触摸位置确定指令。在传感器侧，选择不同类型的传感器(电容式、电阻式、力式，等等)以及固件和定制的配置文件。可以校正和测试传感器以开发或修改根据传感器专用信息设置的配置。包含用于确定触摸的可执行指令与可任选地其他功能的配置文件和固件储存在附接到传感器的非易失性存储设备中。这样，可以用定制的传感器部件和通用控制板组装触摸感测电路结构，而不必跟踪某些传感器和将其与某些控制器匹配。
图2示意性地示出根据本发明的某些实施例的触摸传感器的电引线204的一部分。该引线顶部连接到传感器(未示出)，并且将触摸相关信号线208从传感器布设到引线 204另一端的连接器(未示出)。在这种情况下，有五根信号线，这种构造可以见于以下传感器具有四根拐角信号线和后屏蔽线的模拟电容触摸传感器；具有在一层电阻层上的四根拐角单线和引向相对的电阻层的信号接收器线的五线电阻触摸传感器；和采用五根信号线的其他触摸传感器。引线204还包括与之相连的存储设备210，存储设备210储存包括可由控制板执行的指令的固件和定制配置数据。若干线路218从存储设备210引到引线204 末端上的连接器(未示出)，以用于与控制板相连。
图3示意性地示出包括触摸传感器301的触摸输入系统，触摸传感器301与控制板320相连，控制板320又连接到主计算机360。在某些实施例中，可透过触摸传感器301 观看连接到主计算机360的显示设备370，以用于通过用户直接输入与显示设备370上显示的项目进行交互。
传感器301包括用于在介于传感器301和控制板320之间汇集和传输触摸相关信号的电引线304。引线304端接在专用于插入控制板320中的接口连接器306中。根据本发明的某些实施例，非易失性存储设备310安装在引线304上，存储设备310储存包括指令在内的固件和定制的配置数据，以供控制板用于根据触摸传感器301产生的触摸相关信号来确定触摸位置。
控制板320包括处理器电路322，处理器电路322通过执行从安装在触摸传感器 301的电引线304上的非易失性存储设备310中检索到的固件处理从触摸传感器301接收的触摸相关信号。在所示实施例中，该控制板也包括启动电路324，启动电路3M执行查找控制板的存储地址的硬连线的查询例程，以将固件指令从该地址加载到临时本地存储器 325(例如RAM)中。处理器322起到执行加载到临时存储器325上的固件指令的作用。
图4示意性地示出本发明的某些实施例的方法中涉及的步骤。在一组步骤480中， 选择触摸传感器类型和配置文件，将固件储存在非易失性存储设备中，以及将存储设备安装到传感器上。组480中的步骤可以任何合适的顺序执行。例如，可预选多种配置文件并储存到根据配置文件和预期传感器类型录入库存的存储设备中。然后，可在制备过程中或进行测试或准备发货时将这些预加载的存储设备附接到传感器。在其他实施例中，可在制备过程中将存储设备安装在传感器上，并且固件和配置文件可在制备过程的后面阶段或较迟时间储存。可以盖写触摸传感器存储设备中储存的固件和配置文件，以适应最近的版本修订、新的或修改的客户规范或特殊功能、附加校正和测试的结果，等等。
一旦根据组480所示步骤准备了触摸传感器，就可如步骤485所示将该传感器连接到控制板。如组490中的步骤所指出的那样，将控制板初始化，从而执行查询例程(例如， 响应通电和/或连接到触摸传感器)。查询例程从传感器存储设备中查找控制器可执行固件指令，可任选地连同任何校正数据或其他配置数据，并将其加载到控制板上的本地存储器中。接着，控制板可以执行定制指令，以根据从触摸传感器接收的触摸相关信号确定触摸输入位置。
在多个实施例中，本发明允许相对于传感器进行大部分或所有触摸传感器系统定制并存储。同样，可将相同的控制板用于多种不同的传感器类型、传感器尺寸、配置文件和定制应用。这些特征有利于实现基于延迟定制的更有效的库存系统，并消除将特定传感器与特定控制器相匹配的必要性。相反，通用控制板平台可用于多种类型的传感器和配置文件。在示例性实施例中，单个控制器部件号用于多种传感器类型和配置文件，专门的部件号仅用于定制的传感器。这也可减轻那些原本需要从CD-ROM光盘手动安装固件或从网站下载的客户、安装人员和技术人员的负担。
图5示意性地示出了延迟定制概念。传感器元件的制备和定制所涉及的步骤580 可以与根据通用控制器平台制备控制板所涉及的步骤595分开进行。在发货时或其他方便的时间，可选择定制传感器和所需数量的通用控制板(585)以进行包装或者说是提供给客户，而不必确保特定传感器与特定控制板相匹配。
上文对于本发明的各种实施例的描述，其目的在于进行举例说明和描述，并非意图穷举本发明或将本发明局限于所公开的精确形式。可以按照上述教导进行多种修改和变化。例如，本文所述检测方法可以结合多种触摸工具使用，包括带绳工具和装有电池或其他电源的工具。此外，可使用多种设备和方法实现各种工序，包括运行专用软件的通用处理器、数字信号处理器、可编程逻辑阵列、离散逻辑元件和完全可编程电路与半可编程电路。 本发明的范围不受所述具体实施方式
的限定，而仅受所附权利要求书的限定。
权利要求
1.一种制备触摸感测电路结构的方法，每一个触摸感测电路结构都包括传感器和控制板，所述传感器响应所述传感器的触摸输入来产生触摸相关信号，所述控制板根据所述触摸相关信号确定触摸位置，所述方法包括制备多个不同的传感器，所述不同传感器中的每一个都通过包括存储设备进行定制， 所述存储设备储存可由所述控制板执行以用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令；制备多个控制板；以及组装触摸感测电路结构，所述触摸感测电路结构包括所述多个不同传感器中的一个， 并且包括所述多个控制板中的一个。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同传感器根据由每一个传感器使用的触摸感测技术进行定制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述不同传感器根据储存在所述存储设备中的传感器专用配置数据进行定制。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述传感器专用配置数据包括针对所述传感器开发的传感器校正数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中传感器定制通过以下步骤执行选择传感器类型；为所述选择的传感器类型选择配置文件，所述配置文件包括用于根据由所述选择的传感器产生的触摸相关信号确定触摸位置的固件指令；将所述配置文件储存在所述存储设备中；以及将所述存储设备附接到所述选择的传感器，使得在组装所述触摸感测电路结构时，所述存储设备能够触及所述控制板。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个不同传感器包括电容传感器、电阻传感器和力传感器中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述固件指令还包括用于辨别噪声信号和触摸相关信号的计算机可执行指令。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述固件指令还包括用于辨别多个同时发生的触摸输入的计算机可执行指令。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述固件指令还包括用于辨别触摸所述传感器的多个用户的计算机可执行指令。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述固件指令还包括补偿由传感器移动、电荷聚集、ESD事件或手掌效应中的一者或多者引起的触摸相关信号误差的计算机可执行指令。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述固件指令还包括用于自动触摸模拟和系统诊断的计算机可执行指令。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个控制板中的每一个通用于所述定制的不同传感器中的每一个。
13.一种连接到触摸感测电路结构中的控制板的触摸传感器，包括用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令，其中所述触摸传感器包括一个或多个感测元件，所述一个或多个感测元件响应所述传感器的触摸输入来产生触摸相关信号；和存储设备，所述存储设备储存所述计算机可执行固件指令，并且其中所述控制板包括查询逻辑，所述查询逻辑可由所述控制板执行，以使得所述控制板查询储存在所述触摸传感器的所述存储设备中的所述计算机可执行固件指令；和处理器电路，所述处理器电路响应所述查询来执行加载到通用控制板上的所述固件指令，以确定触摸位置。
14.根据权利要求13所述的触摸感测电路结构，其中所述存储设备还储存为针对述传感器开发的传感器专用配置数据。
15.根据权利要求13所述的触摸感测电路结构，其中所述触摸传感器还包括触摸信号调整电路，所述触摸信号调整电路用于调节所述触摸相关信号以供所述控制板使用。
16.根据权利要求15所述的触摸感测电路结构，其中所述触摸信号调整电路包括至少一个放大器，以放大所述触摸相关信号。
17.根据权利要求13所述的触摸感测电路结构，其中所述查询逻辑包括储存在所述控制板上的控制器可执行指令。
18.根据权利要求13所述的触摸感测电路结构，其中所述查询逻辑在所述控制板上为硬连线的。
19.一种系统，所述系统包括触摸感测电路结构，所述触摸感测电路结构包括用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令；和具有控制板，所述控制板包括使用所述计算机可执行固件指令确定触摸位置的处理器电路，所述系统包括一个或多个感测元件，所述一个或多个感测元件响应所述传感器的表面的触摸输入来产生触摸相关信号，所述触摸相关信号由多根信号线传输；存储设备，所述存储设备储存所述计算机可执行固件指令；和连接器，所述连接器将所述控制板以可通信方式连接到所述信号线和连接到所述存储设备，以用于所述触摸相关信号和所述计算机可执行固件指令的通信。
20.一种响应具体命令来跟踪部件以用于组装触摸感测电路结构的方法，包括将不同传感器部件号与多个不同类型的传感器中的每一个相关联，所述不同传感器中的每一个都包括存储设备，所述存储设备储存用于确定触摸位置的所述传感器类型专用的计算机可执行固件指令；将单个控制器部件号与多个控制板中的每一个相关联，每一个控制板都被构造用于连接到每一个不同类型的传感器；对于每一个不同的传感器部件号，部分地根据所述命令中包含的传感器专用的信息来管理所述关联类型传感器的库存；以及部分地根据所有所述不同传感器的总库存来管理所述控制板的库存。
21.一种与包括控制板的触摸感测电路结构一起使用的测试方法，所述控制板根据由传感器响应所述传感器的触摸输入而产生的触摸相关信号来确定触摸位置，所述传感器包括存储设备，所述存储设备储存配置文件，所述配置文件包括用于确定触摸位置的计算机可执行固件指令，所述测试方法包括通过将所述传感器连接到所述控制板来组装所述触摸感测电路结构；将所述计算机可执行固件指令从所述传感器存储设备加载到所述控制板上；模拟所述触摸传感器以产生测试触摸信号；使用加载到所述控制板上的所述计算机可执行固件指令来评估所述测试触摸信号；以及根据所述测试触摸信号评估步骤的结果来验证或修改用于所述传感器的所述配置文件。
22.根据权利要求21所述的测试方法，其中所述测试方法作为用于制备所述定制传感器的制备过程的一部分执行。
23.根据权利要求21所述的测试方法，其中所述测试方法作为发货前验证过程的一部分执行。
24.根据权利要求21所述的测试方法，其中所述测试方法作为安装过程的一部分执行。
25.根据权利要求21所述的测试方法，其中所述测试方法作为现场维护过程的一部分执行。
26.根据权利要求21所述的测试方法，其中所述测试触摸信号代表在一个或多个已知位置处的触摸输入，并且其中评估所述测试触摸信号包括使用加载到所述控制板上的所述计算机可执行固件指令根据所述产生的测试触摸信号确定一个或多个触摸位置，以及将所述确定的一个或多个触摸位置与所述一个或多个已知位置进行比较。
27.一种触摸传感器，包括一个或多个感测元件，所述一个或多个感测元件响应所述一个或多个感测元件的触摸输入来产生触摸相关信号；电路，所述电路用于将所述触摸相关信号传输到以可通信方式连接的设备；和存储设备，所述存储设备储存计算机可执行固件指令，当所述计算机可执行固件指令在被所述以可通信方式连接的设备执行时，使得所述以可通信方式连接的设备将所述触摸相关信号解析为触摸输入位置信息。
28.根据权利要求27所述的触摸传感器，其中所述以可通信方式连接的设备为触摸传感器控制板。
29.根据权利要求观所述的触摸传感器，另外包括用于将所述触摸传感器以可通信方式连接到所述触摸传感器控制板的引线，所述存储设备被连接到所述弓I线。
全文摘要
本发明公开的触摸感测电路结构包括触摸传感器和控制板。所述触摸传感器包括一个或多个感测元件，所述一个或多个感测元件响应所述传感器的触摸输入来产生触摸相关信号；和存储设备，所述存储设备储存用于根据所述触摸相关信号确定触摸位置的计算机可执行固件指令。所述控制板包括查询逻辑，所述查询逻辑可由所述控制板执行，以使得所述控制板查询储存在所述触摸传感器的所述存储设备中的所述计算机可执行固件指令；和处理器电路，所述处理器电路响应所述查询来执行加载到所述通用控制板上的所述固件指令，以确定触摸位置。
文档编号G06F3/041GK102187305SQ200980141594
公开日2011年9月14日 申请日期2009年10月13日 优先权日2008年10月20日
发明者罗德里戈·S·戈梅斯, 理查德·A·小皮特森, 布鲁斯·A·莱萨德, 戈登·F·泰勒 申请人:3M创新有限公司