交互可视化显示器通常包括某种形式的触摸敏感屏幕。随着下 一代便携式多媒体装置的出现，将触摸敏感的面板与可视化显示器集 成正变得普遍。被称为声表面波(SAW)的一种流行的触摸检测技 术使用玻璃屏幕的表面上传播的高频波。源自玻璃屏幕表面的手指接 触的波的衰减被用于检测触摸位置。SAW采用“穿行时间 (time-of-flight)”技术，其中，用于对到达拾取传感器的干扰的时 间被用于确定触摸位置。当介质以非扩散的方式运行时可采用该方 法，从而在感兴趣的频率范围，波的速度不发生重大变化。

本发明在于一种触摸敏感设备，其通常能够检测触摸敏感板中 的弯曲波振动。本发明的实施例包括采用拾取传感器和至少一个激励 转换器的那些触摸敏感设备。根据一实施例，触摸敏感设备包括触摸 板，一些拾取传感器和至少一个激励转换器分别被耦合到该触摸板。 传感器的每一个被配置为检测触摸板中的弯曲波，激励转换器被配置 为引起触摸板中的弯曲波。该设备还包括有源缓冲电路，其中，有源 缓冲电路中的每一个耦合到传感器之一。控制器经由所述有源缓冲电 路耦合到传感器，并经由无源缓冲连接耦合到激励转换器。控制器被 配置为响应于从传感器接收到的检测信号以计算触摸板上的接触位 置。
一种采用拾取传感器和至少一个激励转换器的触摸敏感设备， 可执行多种校准，包括触摸板和传感器校准。例如，板校准可用于提 供诸如相对或绝对板尺寸的关于触摸基底的有用的信息。例如，拾取 传感器可校准用于确定传感器相位响应的差，可对测得的弯曲波信号 进行相关以适应传感器相位响应中的这样的差。可在时间上检测和跟 踪触摸敏感设备校准和性能的改变。
根据另一实施例，一种使用触摸敏感装置的方法涉及将由激励 转换器生成的激励信号应用于触摸板，并由多个传感器的每一个检测 激励信号。确定在激励转换器的输入到传感器的每一个的输出的传递 函数。使用传递函数来确定用于传感器的每一个的扩散被校正的脉冲 响应。使用各个扩散被校正的脉冲响应来执行触摸敏感装置的校准。 有用的校准包括确定触摸板的相对或绝对尺寸，并确定传感器的每一 个的相位响应或幅度响应。当执行触摸位置检测时，可校正传感器之 间的相位响应或幅度响应差。另一有用的校准涉及确定用于触摸板的 扩散关系。
根据另一实施例，一种使用触摸敏感装置的方法涉及将由激励 转换器生成的激励信号应用于触摸板，并由多个传感器的每一个检测 激励信号。确定在激励转换器的输入到在传感器的每一个的输出的传 递函数。根据该实施例，不使用用于传感器的每一个的扩散被校正的 脉冲响应。该方法还涉及测量与由传感器的每一个检测到的激励信号 关联的频率响应的相位分量，并使用测得的相位分量执行触摸板的校 准。测量频率响应的相位分量涉及由传感器的每一个机械地或算法地 增强激励信号的第一能量到达的检测。
根据该实施例的触摸板的校准可涉及计算总的相位响应对测得 的用于传感器的每一个的分量的相位比率，并使用该相位比率来计算 触摸板的长宽比。另一触摸板校准方法涉及计算用于传感器的每一个 的第一到达能量的总的相位响应；相对于频率对总的相位响应的相位 进行微分；将相位速度特征化为频率的函数；以及使用相位速度特征 来确定触摸板的扩散关系。
根据另一实施例，在与触摸板校准的连接中使用到达时间。根 据一方法，校准方法涉及将由激励转换器生成的激励信号应用于触摸 板，由多个传感器的每一个检测激励信号，并确定在激励转换器的输 入到在传感器的每一个的输出的传递函数。该方法还涉及在时域中使 用传递函数计算用于传感器的每一个的脉冲响应，以及测量对传感器 的每一个的第一能量到达的时间。使用测得的第一能量到达的时间来 计算从激励转换器到传感器的每一个的距离。使用计算的转换器到传 感器的距离来计算触摸板的尺寸。该方法还可涉及将脉冲响应滤波为 一个或多个频带，对用于频带中的每一个的计算的距离进行平均，以 及使用转换器到传感器的平均距离来计算触摸板的尺寸。
本发明的上述概述并非在于描述本发明的每个实施例或每种实 现。通过结合附图参照说明书和权利要求书的详细描述，本发明的优 点和成果连同更完整的理解将变得清楚和明白。

图1a图示性地示出与平方根扩散有关的理想介质中的脉冲响 应；
图1b图示性地示出通过对图1a的脉冲响应进行傅里叶变换获 得的图1a的扩散的脉冲响应的频率响应；
图1c图示性地示出通过以触摸板扩散的逆来变化频率轴获得的 图1b所示的扩散的频率响应的扩散被校正的变换；
图1d示出通过图1c的轨迹进行逆快速傅里叶变换(FFT)而产 生的非扩散的脉冲响应，其已经对扩散进行校正；
图2示出根据本发明实施例的包含用于检测弯曲波振动的特点 和功能的触摸敏感装置的一种配置；
图3示出根据本发明实施例的包含拾取传感器和激励转换器的 触摸敏感装置的另一配置；
图4示出根据本发明实施例的包含激励转换器和耦合到缓冲电 路的拾取传感器的触摸敏感装置的配置；
图5示出适合在图4所示的实施例的装置中使用的缓冲电路配 置的示图；
图6是根据本发明实施例的安装到显示器的触摸敏感装置的截 面图；
图7是根据本发明实施例的包括触摸敏感装置和触摸面板控制 器的触摸面板系统的描述；
图8示出根据本发明实施例的用于处理在多个拾取传感器的每 一个获得的弯曲波信息的实现；
图9示出根据本发明实施例的包括耦合到主机处理器和触摸面 板控制器并安装到显示器的触摸敏感装置的触摸面板系统。
图10示出根据本发明的相互通信地耦合到触摸敏感装置的触摸 面板控制器的实施例。
图11示出根据本发明实施例的用于使用扩散被校正的传感器数 据执行触摸板校准的实现；
图12示出根据本发明实施例的用于确定使用扩散被校正的传感 器数据的各个拾取传感器的相位响应的实现；
图13示出根据本发明实施例的用于确定在激励转换器处的输入 到在多个拾取传感器的每一个处的输出的传递函数的实现；
图14示出通过使用图13描述的实现而推导的测得的传递函数 的示例性示例；
图15示出根据本发明实施例的获得作为触摸距离的函数的脉冲 响应的过程；
图16示出根据本发明实施例的使用作为由图15所示的过程确 定的扩散被校正的脉冲响应来计算触摸敏感板的尺寸的校准方法；
图17示出根据本发明实施例的基于相位响应延迟测量来计算触 摸敏感板的尺寸的另一校准方法；
图18示出根据本发明实施例的使用穿行时间技术来计算触摸敏 感板的尺寸的另一校准方法；
图19示出根据本发明实施例的确定用于触摸敏感板的材料扩散 关系的校准方法；以及
图20示出根据本发明实施例的用于确定各个拾取传感器的相位 响应的传感器校准技术；
虽然本发明的特定实施例已通过附图中的示例示出并将被详细 描述，但本发明可修改为各种改变或替换的形式。然而，应理解，这 并非想要将本发明限制于在此描述的特定实施例。反之，其目的在于 覆盖落入由所附权利要求定义的本发明的范围内的所有修改、等同物 和替换物。

在下面对示出的实施例的描述中，参照形成可被实施的各种实 施例的部分并通过示例的方式示出的附图。应理解，在不脱离本发明 的范围的情况下，可使用实施例，并可改变结构。
本发明涉及触摸激活的用户交互装置，其通过多个触摸转换器 检测通过触摸基底传播的振动。更具体地说，本发明涉及一种弯曲波 振动触摸敏感检测设备，该设备除了采用拾取传感器之外还包括至少 一个激励转换器。对拾取传感器和激励转换器的结合使用提供多种增 强的可操作和诊断的能力。例如，所述能力包括：执行板校准过程， 其提供关于诸如相对或绝对的板尺寸的触摸基底有用信息。另一能力 是指拾取传感器校准，其中，确定传感器相位响应中的差，并校正测 得的弯曲波信号以适应所述传感器相位响应中的差。
通过结合使用触摸敏感设备的拾取传感器和激励转换器而实现 的另一能力关注检测触摸敏感设备性能的改变，同时跟踪改变。在触 摸敏感设备性能中的细微和重大的改变可被检测和跟踪。关于触摸敏 感设备状态和性能改变的信息可被存储在本地和/或由远程系统存 取。可实施多个自诊断过程以校正性能中的不太大的改变(本地或远 程地)，并可响应于触摸敏感设备性能中的重大改变的检测而生成维 持信息/告警消息。其它能力包括增强的脱离(lift-off)检测，对轻 触摸的改进的灵敏度以及改进的触摸唤醒功能。
下面将更详细地描述这些和其它有利特点和能力。根据本发明 实现的触摸敏感设备可包括在此描述的一种或多种特点、结构、方法 或其组合。目的在于所述装置或方法不需要包括在此描述的所有特点 和功能，而是可被实现为包括提供特定结构和/或功能的组合的选择 的特征和功能。
例如，在包括压电传感器的振动检测触摸输入装置中，在触摸 面板的平面中传播的振动对压电传感器产生压力，致使可检测到的电 压降穿过传感器。可通过由直接触摸输入的挤压或以轨迹(摩擦)的 能量的输入，或影响现有振动(例如振动的衰减)的触摸输入而产生 的振动来产生接收的信号。也可由不期望的触摸输入(例如由触摸输 入装置的用户处理或误处理、或从外部环境源到触摸输入装置(但是 被触摸输入装置检测)而产生的触摸输入来产生接收的信号。
根据一种触摸检测方法，例如，当接收表示直接触摸的信号时， 可使用在传感器中的每一个接收的相同的信号的微分次数来推导触 摸输入的位置。当传输介质是扩散介质时，包括多个频率的振动波包 被展开并随着其传输而衰减，使得信号的译码变得困难。这样，提出 该方法以转换接收的信号，从而它们可如同在非扩散介质中传输那样 被译码。这样的技术尤其适合于检测弯曲波振动的系统。
在国际公布WO 2003/005292和WO 01/48684、于2000年12月 26日提交的第09/746,405号美国专利申请、2002年12月10日提交 的第60/432,024号美国临时申请以及共同共有的第10/440,650号美 国专利申请中公开了解决振动波包扩散并产生校正这样的扩散的典 型信号的技术。
术语弯曲波振动指的是激励，例如通过接触，该激励将一些超 出平面的移动告知能够支持弯曲波振动的成员。许多材料弯曲，一些 材料具有良好的平方根扩散关系的纯的弯曲，一些材料具有纯弯曲和 切变(shear)弯曲的混合弯曲。扩散关系描述波的平面内速度对波 的频率的依赖性。
将参照图1a-1d以增加对振动波包扩散和产生校正这样的扩散 的典型信号的理解。图1a示出在具有平方根关系的理想介质中的脉 冲，并示出扩散介质未保持脉冲的波形。输出波60在时间t＝0是明 显的，而回波信号62随着时间而被扩展，这使确切接触位置的确定 变得困难。
在诸如空气的非扩散介质中，频率响应的周期性变化由反射来 表征，通常由梳状滤波器参照。从物理上来说，频率响应中的周期性 变化来源于适用于信源和反射器之间的波长的数量。随着频率增加以 及适用于该空间的波长的数量增加，反射波对输出波的干扰介于建设 性与破坏性之间。
对图1a的扩散脉冲响应的傅里叶变换进行计算产生图1b所示 的频率响应。频率响应是非周期性的，波长的周期性变化对应于随频 率增加而变得较缓慢的频率的变化。这是平方根扩散的结果，其中， 波长与频率的倒数的平方根成比例。因此，在频率响应上的面板的效 果在于根据面板扩散将该响应延展为频率的函数。因此，可通过在频 域中应用逆延展来校正面板扩散，从而恢复在非扩散情况下的周期 性。
通过以面板扩散的逆来变化频率轴，图1b可被变换为用于非扩 散情况(图1c)的频率响应，其中，激励的频率与波长的倒数成比 例。如图1c所示，这种简单关系将随波长减少的周期性变化转变为 随频率增加的周期性变化。
对图1c的轨迹应用逆快速傅里叶变换(FFT)产生图1d所示的 脉冲响应，其校正扩散并恢复明显的反射。如图1d所示，因为在非 扩散介质中传播的波具有传播的恒定速度，所以脉冲的任意特定波形 扩散被及时保留，而与频率无关。因此，回波定位的任务相对简单。 输出波50在t＝0的时间连同在4ms处的明显的反射52是清楚的。 反射52具有近似于输出波50的幅度的四分之一的幅度。
应注意，如果脉冲在未知时间t0产生，并且从响应到初始脉冲 的距离x仅可在如果脉冲在t0＝0处发生被计算，则不可应用上述过 程。在接触发生的精确时间t0未知的情况下，可采用扩散被校正的 相关函数。根据一种方法，安装在能够支持弯曲波的结构上的第一传 感器测量弯曲波信号。第二传感器被安装在该结构上以确定第二测得 的弯曲波信号。第二测得的弯曲波信号与第一测得的弯曲波信号同时 被测量。两个测得的弯曲波信号的扩散被校正的函数被计算，其可以 是扩散被校正的相关函数、扩散被校正的卷积函数、扩散被校正的相 干函数或其它相位等同函数。处理测得的弯曲波信号以通过应用扩散 被校正的函数来计算与接触相关的信息。关于该方法的细节公布在先 前合并的第01/48684号PCT申请和第09/746,405号美国专利申请中。
现参照示出触摸敏感装置10的一种配置的图2，其包含用于确 定弯曲波振动的特点和功能。根据该实施例，触摸敏感装置10包括 触摸基底12和耦合到触摸基底12的上表面的振动传感器16。在该 示例性示例中，触摸基底12的上表面定义触摸敏感的表面。虽然示 出传感器16被耦合到触摸基底12的上表面，但传感器16可替换地 耦合到触摸基底12的下表面。在另一实施例中，一个或多个传感器 16被耦合到触摸基底12的上表面，同时另外的一个或多个传感器16 被耦合到触摸基底12的下表面。
触摸基底12可以是支持感兴趣的振动(例如弯曲波振动)的任 意基底。示例性基底12包括诸如丙烯酸的或聚碳酸酯的塑胶、玻璃 或其它适合的材料。触摸基底12可以是透明的或不透明的，并可以 可选地包括或合并其它层或支持附加的功能。例如，触摸基底12可 提供抗划痕、抗污迹、闪烁减少、抗反射特性、用于方向性或保密的 光控制、滤波、偏振、光学补偿、摩擦纹理、着色、图形图像等。
通常、触摸敏感装置10至少包括三个传感器16以确定在两维 中触摸输入的位置，如在第WO 2003 005292号和WO 0148684号国 际公布以及第09/746,405号美国专利申请中讨论的那样，在某些实 施例中可期望四个传感器16。在本发明中，传感器16优选地是压电 传感器，其可检测表示输入到触摸基底12的触摸的振动。有用的压 电传感器包括单态(unimorph)和双态(bimorph)压电传感器。例 如，压电传感器提供多种有利的特点，包括好的灵敏度、相对低的成 本、充分的耐用性、潜在的小的形式因素、足够的稳定性以及线性响 应。可用于检测触摸敏感装置10的振动的传感器包括其它传感器中 的电致伸缩的、磁致伸缩的、压阻的、声学的以及移动线圈转换器/ 装置。
在一实施例中，所有传感器16被配置为检测触摸基底12的振 动。在另一实施例中，一个或多个传感器16可被用作发射器装置， 以发送可由其它传感器16检测的将被用作参考信号的信号，或创建 可在触摸输入下被改变的振动，所述改变的振动由传感器16来检测 以确定触摸的位置。电动转换器可用作合适的发射器装置。此外，一 个或多个传感器16可被配置为双重目的检测和激励转换器。传感器 16可通过任何合适的手段(例如通过使用粘合剂)附加或结合到触 摸基底12。
当触摸敏感装置10以有源传感器16(即以生成激励信号的发射 转换器)运行时，在触摸基底12上的接触可将非线性力施加到触摸 基底12，从而生成激励信号的谐波。可使用信号处理以将激励信号 和谐波隔离，从而谐波可按与无源检测相似的方式而用于确定接触位 置。谐波从接触点有效地构建弯曲波的源。
在触摸敏感装置10采用有源和无源传感器16两者的配置中， 所述传感器16可适用于在有源和无源模式之间切换，这取决于接触 是否施加到触摸基底12上。当未检测到接触时，触摸敏感装置10 可在无源检测模式下的休眠时循环，当施加接触时，可切换到有源模 式，一旦移除接触以等待另外的接触，就返回无源检测模式。这可有 利地避免在有源模式中当无需触摸敏感装置10时的功率消耗。
采用触摸敏感装置10的许多应用也使用电子显示器以通过触摸 敏感装置10来显示信息。由于显示器通常是矩形的，因此使用矩形 触摸敏感装置10是典型的和方便的。这样，传感器16所附着到的触 摸基底12通常在形状上是矩形。此外，触摸基底12可具有更复杂的 形状，例如曲线的表面和/或可变的厚度。在触摸基底12具有复杂形 状的情况下，可使用自适应算法(例如神经网络)从由传感器16接 收的弯曲波信号来对接触位置进行译码。
根据一配置，传感器16优选地位于靠近触摸基底12的角。因 为许多应用通过触摸敏感装置10调用将被观看的显示器，所以期望 将传感器放置靠近触摸基底12的边缘，从而它们不会不期望地超出 可见的显示器区域。将传感器16放置在触摸基底12的角还可减少来 自面板边缘的反射的干扰。
由触摸敏感装置10检测到的接触可以是来自以手持笔的形式的 记录笔尖的触摸的形式。在触摸基底12上移动记录笔可生成连续信 号，其受到记录笔在触摸基底12上的位置、压力以及速度的影响。 例如，记录笔可具有灵活的橡胶尖端，其通过将可变力施加到触摸基 底12上而在触摸基底12中生成弯曲波。可变力可由尖端来提供，其 可替换地附加到或滑动穿过触摸基底12的表面。此外，接触可以是 来自手指的触摸的形式，其可在触摸基底12中生成弯曲波，其可通 过无源和/或有源检测而被检测。弯曲波可具有在超声波区域 (＞20kHz)的频率分量。
图3示出根据本发明实施例的触摸敏感装置10的另一配置。根 据该实施例，触摸敏感装置10包括多个传感器16，用于检测触摸基 底12中的弯曲波振动。触摸敏感装置10还包括激励转换器18。激 励转换器18优选地为“专用”转换器18，其通常不用于正常触摸定 位计算。反之，使用拾取传感器16来进行正常触摸定位计算。应理 解，激励转换器18可以是发射转换器或发射器/传感器转换器两者。 在激励转换器18被配置为发射器/传感器转换器两者的配置中，双模 转换器一般不涉及正常触摸定位确定操作。专用激励转换器18的使 用提供了执行使用传统的传感器/转换器布局无法实现的多种功能的 机会。
在图3所示的配置中，四个传感器16被用于振动拾取。这些转 换器16优选地将灵敏度优化到与轻触摸关联的振动的低电平。可用 印制的电极模式来进行对这些转换器16的连接。除了如振动拾取的 操作之外，当电压被应用于传感器16时，能量被转换进入板，从而 产生弯曲波。这样，如上所述，传感器16可作为振动拾取传感器和 弯曲波生成器两者运行。然而，使用给定的传感器16作为用于振动 拾取和基底12的有源激励的转换器具有很多缺点。
一个缺点是单个传感器16不能同时作为拾取和发射器两者运 行。例如，当传感器16用作由刺激驱动的发射器时，它们无法准备 同时用作拾取。因此，在拾取模式中的基底12的功能可能被削弱或 可能处于复用的方式中。
如下所述，在将缓冲电路合并到给定的传感器16和关联的检测 电路之间的配置中，当作为拾取转换器运行时，这样的缓冲电路提供 将电压应用于传感器16的势垒(barrier)。虽然缓冲电路可按相反 的偏置条件放置，在此情况下，应用于连接到基底12的外部电压被 直接应用于传感器16，可按线性方式实现的电压范围被相当地限制。 此外，该方法要求在控制器处的附加的电路，触摸敏感装置10相互 通信地耦合到该控制器。
为了克服与传统的触摸敏感装置实现关联的这些和其它不足， 如图3所示的根据本发明实施例的转换器排列至少包含一个专用激 励转换器18提供在基底12中有源生成弯曲波。弯曲波的生成可被用 于提供很多性能改善和诊断的特点，在此描述其示例。
参照图4，其示出根据本发明实施例的触摸敏感装置10的示例。 在该实施例中，四个传感器16被安装在基底12的四个角。作为激励 转换器18的第五转换器沿着基底12的边缘放置，优选地，在基底 12的相同边缘最近的安装的两相邻的传感器之间距离相等。应理解， 激励转换器18还可位于除了图4所示的位置之外的基底位置。四个 传感器16以及激励转换器18中的每一个被连接到途经尾部连接器 26的各个导体。如上所述，印制电极模式可用作导体。
图4还示出与四个角的传感器16关联的缓冲电路30。缓冲电路 30可安装在基底12上，与每一传感器16相邻，以对响应于在基底 12中传输的检测到的弯曲波振动而由传感器16产生的信号进行缓 冲。将缓冲电路30包括进来提供一些优点，包括增加传感器16的信 噪比以及减少来自环境的EMI干扰的电平。如图4所示，期望缓冲 电路30接近于传感器16而被安装。然而，如果期望的话，则缓冲电 路30可位于基底12上的其它地方，并可替换地被集成到尾部连接器 26。
缓冲电路30中的每一个包括如图5所示的放大电路。根据图5 所示的简化的电路配置，缓冲电路30包括诸如场效应晶体管(FET) 的晶体管42，使基极并联地耦合到拾取传感器16和电阻器44。如n 沟道JFET(例如FET-J-N SST310)所示的FET 42的漏极耦合到第 一导体45。FET 42的源极经由电阻器46耦合到第二导体47。导体 45和47耦合到触摸敏感装置10的控制器。应注意，需要脱离基底 的其它组件(未示出)来合适地偏置FET 42。通常脱离基底的组件 包括电源、偏置电阻器和耦合到触摸敏感装置10的控制器的模拟输 入的电容性组件。
在图5所示的配置中，拾取传感器16为有线的，从而其是以地 为参考。应理解，在替换实施例中，拾取传感器16可以是有线的， 以提供对平衡式放大器的差动输入，诸如在主板上的(on-board)平 衡式放大器(例如缓冲电路放大器)和脱离主板(off-board)的平衡 式放大器(例如触摸面板控制器的检测放大器)。根据该实施例，每 一拾取传感器16经由两平衡的导线被连接到放大器的平衡的输入。 平衡式放大器可以是在主板上的放大器和脱离主板的放大器。
在一配置中，每一拾取传感器16经由双绞线导线连接到脱离主 板的平衡式放大器，无需使用在主板上的FET 42。在另一配置中， 每一拾取传感器16经由两平衡式导线被连接到FET 42的平衡输入， 而FET 42的差动输出经由双绞线导线被连接到脱离主板的放大器的 平衡输入。使用根据该实施例的平衡式放大器提供差动拾取传感器电 压测量。该配置可提供用于改善经由差动拾取传感器电压测量所提供 的共同模式拒绝的特定传感器信号噪声的消除。
为了示例性的目的，图4中示出的传感器16的每一个被定向为 相对于基底12的边缘为近似45度。此外，一个缓冲电路30被安装 为邻近角传感器16中的每一个。根据一种触摸敏感装置实现，基底 包括玻璃板，具有长度、宽度和厚度尺寸分别为L＝324mm，W＝ 246mm以及T＝2.2mm。在基底12的四个角的每一个中，压电传感 器16具有长度、宽度和厚度尺寸分别为L＝7mm、W＝3mm和T＝ 1mm是合适的。
图6是安装到显示器25的触摸敏感装置10的截面图。显示器 25可以是诸如液晶显示器(LCD)、电致发光显示器、阴极射线管 显示器、等离子体显示器和发光二极管显示器等的任意合适的电子显 示器。显示器25可附加地或替换地包括可以是持久的或可代替的静 态图形。图6中示出的该类型的触摸敏感装置10包括安装在LCD屏 幕20的前端的透明基底12。
LCD屏幕20被安装到LCD显示器25的框24。泡沫垫片或支 架22被附加到基底12的下侧，并绕着基底12的外围充分的扩展。 泡沫垫片22具有可附着的表面，从而基底12可被安全地附着到任意 表面。泡沫垫片22可减少来自基底12的边缘的反射。触摸敏感装置 10的尾部连接器26可被连接到触摸敏感装置10的控制器。
图7是包括触摸敏感装置102和触摸面板控制器120的触摸面 板系统100的描述。触摸敏感装置102包括至少三个传感器104、优 选地包括四个传感器104，每一传感器耦合到关联的缓冲电路106。 触摸敏感装置102还包括至少一个发射器转换器108。发射器转换器 108可被配置为仅作为激励转换器或作为发射器/传感器转换器两者 运行。缓冲电路106和发射器转换器108中的每一个都耦合到控制器 120。
控制器120包括检测电路124，其每一个耦合到传感器/缓冲电 路组合104/106中的一个。检测电路124通常包括一个或多个放大、 调节和滤波电路。发射器转换器108耦合到驱动电路128，其生成使 发射器转换器108生成预定的激励转换器信号的信号，所述激励转换 器信号被传递触摸敏感装置102的基底。驱动电路128和检测电路 124中的每一个耦合到触摸定位处理器130。触摸定位处理器130通 常包括：模拟信号调节级，模数转换器(ADC)，在合适的采样频 率(例如200kHz)进行采样；以及数字信号处理器(DSP)，实现 坐标位置算法/固件和其它算法和程序。
例如，参照图8，其示出用于处理在图7中的每一传感器104 处检测到的弯曲波信息。在图8中，由至少三个(优选地为四个)传 感器104来检测在面板105中的弯曲波。传感器104测量模拟弯曲波 信号W1(t)、W2(t)……WN(t)，所述信号被发送到多路复用 ADC 126。得到的数字输入信号被发送到触摸定位处理器130，从触 摸定位处理器130来确定与位置相关的信息132和接触脉冲的分布 图。
如图9进一步所示，触摸面板控制器120通常耦合到主机处理 器150。主机处理器150还耦合到触摸显示器系统125，其包含图7 中所示的类型的触摸敏感装置102。主机处理器150可包括诸如网络 接口的通信接口，从而促进触摸面板系统100和远程系统之间的通 信。例如，可由触摸面板系统100和远程系统之间的联合通信来实现 各种触摸面板系统诊断、校准和维持程序。
如图7进一步所示，触摸面板控制器120可以可选地包括触摸 唤醒检测器140。根据一般触摸唤醒方法，与触摸敏感装置的基底的 接触或被告知触摸敏感装置的基底的接触导致的弯曲波振动被检测。 检测到的振动被分析或估计以确定检测到的振动是由用户期望的触 摸还是对触摸敏感装置不期望的触摸。响应于确定触摸为触摸敏感装 置所期望的触摸而生成唤醒信号。然而，如果确定触摸为触摸敏感装 置不期望的触摸，则不生成唤醒信号。
术语“期望的触摸”指的是可检测到的振动、导致该振动的事 件、以及由于传感器接收这样的振动而创建的信号，其被期望解释为 触摸输入。术语“不期望的触摸”指的是不期望被解释为触摸输入的 可检测到的振动、导致该振动的事件、以及由于传感器接收这样的振 动而创建的信号。不期望的触摸的示例包括外部噪声和振动，告知触 摸敏感装置在检测到的信号中不产生必要的签名。
检测到的振动被分析或估计以确定检测到的振动是由用户期望 的触摸的结果还是对触摸敏感装置不期望的触摸。一般地，检测到的 弯曲波振动被处理并与被建立以促进期望的触摸和不期望的触摸之 间的区分的阈值或分布进行比较。可按多种方式实现期望的触摸和不 期望的触摸之间的区分，例如，包括：将触摸信号幅度与阈值进行比 较，对与阈值进行比较的触摸信号进行滤波、时域估计(例如信号特 征相关分析)和频域估计(例如离散傅里叶变换(DFT)分析)。在 2003年10月10日提交的共同拥有共同未决的第10/683,342号美国 专利申请中公开了关于各种触摸唤醒方法的细节。
图10示出相互通信地耦合到触摸敏感装置102的触摸面板控制 器120的实施例。根据该实施例，触摸面板控制器120包括I/O处理 器204，经由总线208耦合到主处理器206。在该实施例中采用I/O 处理器204以经由总线209管理触摸面板控制器120和外部系统或装 置之间的I/O信令。
在一配置中，I/O处理器204被实现以管理在诸如串行接口或总 线的高速接口209上的信令。以示例的方式，总线209可遵守诸如 USB(通用串行总线)或IEEE 1394防火墙架构的高速串行总线架构。 根据USB或防火墙规范的配置总线209提供固定的插入和播放连接。 这样，触摸面板控制器120以没有关于连接性的不利的后果而在任何 时候都可被插入到不同端口，或从不同端口拔出。
如图10所示，触摸唤醒检测器140耦合到I/O处理器204、接 口202，并且可选地耦合到主处理器206。在另一配置中，触摸唤醒 检测器140可耦合到I/O处理器204的前端或被结合作为I/O处理器 204和总线202之间的接口。触摸唤醒检测器140被优选地配置为从 触摸敏感装置102接收检测信号，而没有对检测信号和触摸敏感装置 102和触摸面板控制器120之间的其它信号或数据的传输产生不利影 响。
根据图10描述的一配置，触摸唤醒检测器140可耦合到I/O处 理器204，从而由触摸唤醒检测器140生成的唤醒信号经由线路222 被发送到I/O处理器204。在该配置中，I/O处理器响应于唤醒信号 从休眠模式过渡到有源模式。在从休眠过渡到有源模式之后，I/O处 理器204可确定诸如主处理器206或触摸面板控制器120和/或包含 触摸敏感装置102的便携式装置的控制系统的其它组件是否要求激 活。此外，I/O处理器204可生成次要唤醒信号，其经由线路226发 送到经由总线208到主处理器206。在另一配置中，触摸唤醒检测器 140可生成唤醒信号并将该唤醒信号(经由线路222)发送到I/O处 理器204和(经由线路224)到主处理器206。
在图10所示的触摸敏感装置102的配置中，传感器104的每一 个被耦合到缓冲电路106。因为缓冲电路106具有有源组件(例如 JFET)，所以当激活时需要向缓冲电路106供电。这样，在电源保 存是问题的情况下，传感器104对于触摸唤醒传感器来说是一个不好 的候选。然而，发射器转换器108没有耦合到缓冲电路106，这使得 发射器转换器108对于触摸唤醒传感器来说是一个好的候选。
容易理解，根据该实施例的触摸唤醒方法可大大减少触摸敏感 装置(尤其是便携式和手持触摸输入装置)的功率消耗。例如，主处 理器206和I/O处理器204可在正常运行期间要求几百毫安的电流。 通过使用采用发射器转换器108的触摸唤醒检测，主处理器206和 I/O处理器104的很多电路可在休眠模式中被关闭，从而适当地减少 了对于完全运行所需的小的功率需求。
提供与在触摸面板上的拾取传感器结合运行的专用激励转换器 允许实现广泛的新的和有用的触摸检查系统运行及诊断能力。例如， 所述能力包括增强的脱离检查、对轻触摸改善的灵敏度以及改善的触 摸唤醒功能。可使用由激励转换器生成的特定刺激来实现这些和其它 增强的能力，并响应于该刺激而处理由拾取传感器产生的信号。
例如，如在题为“Touch Sensing with Touch Down and Lift Off Sensitivity”的共同共有的待审美国专利申请，同时在此提交在 Attorney Docket 59377US002并合并到此以资参考中描述的那样，例 如，命令增加对轻触摸的灵敏度的脱离检测方法和技术可通过生成应 用于激励转换器的诸如50kHz的基频的单音频来实现。单音频优选 地具有大于可听范围的频率，诸如具有等于采样频率的四分之一的不 可听频率音调。根据在先前合并的在Attorney Docket 59377US002下 提交的美国专利申请中描述的脱离检测/增强的轻触摸灵敏度方法， 可通过应用具有并行的多个频率的刺激来实现将灵敏度的空间变化 偏移到脱离事件。应注意，当选择多个频率时，应避免空间周期。
通过另外的示例的方式，可按通常相似于单一频率测得的方式 来实现用于脱离检测/增强的轻触摸灵敏度的宽带噪声的应用。例如， 在50kHz到75kHz的频率范围中的宽带噪声刺激可用于这样的方法。 该方法的有利方面在于对包含较多空间信息的频谱内容进行扩展。该 特性可提供在触摸板的区域上的响应灵敏度的较大的一致性，避免了 在不同频带的并行计算的需要。
根据在先前包含的在Attorney Docket 59377US002下提交的美 国专利申请中描述的另一脱离检测/增强的轻触摸灵敏度方法，扫描 的音频可用于测量在给定的带宽上的触摸板响应的频谱。例如，线性 调频脉冲信号可作为刺激，测得的信号与该信号同步地进行解调。该 方法具有的优点在于其对于由于刺激信号和检测过程的高度确知特 性而导致的信号中的噪声非常鲁棒。例如，可按具有50-75kHz扫描 的扫描的音频来实现的脱离检测/增强的轻触摸灵敏度算法。
生成用于脱离检测/增强的轻触摸灵敏度的刺激信号的另一方法 是驱动触摸板大于fs/2，其中，fs是采样频率。一般来说，采样的系 统在fs/2之下被驱动，从而检测模数(ADC)转换器根据Nyquist准 则来当前地捕获信号中的信息。ADC通常采用防混迭滤波器以限制 在大于fs/2的频率处的信号电平。对于能够在远远大于采样频率的频 率处捕获信号的ADC，如果由ADC拾取大于fs/2的信号，则这样的 信号将被记录作为在较低频率处的混迭的信号。
有很多方式，其中，混迭可用于增强的脱离检测。初始地，使 用高频率来减少触摸板中的空间波长，其减少了由于小的接触而导致 的触摸板响应的空间灵敏度。使用多个单音频可改善脱离的灵敏度的 空间一致性。使用大于fs/2的混迭的信号允许在选择这样一组频率中 的附加的自由度。此外，可使用混迭从而该组刺激频率在相同的带内 频率处被采样。
使用混迭方法的另一优点在于感兴趣的信号可被转换到先前不 可用和不期望的频带，诸如低于20kHz的可听频带，如果刺激信号 在该频带出现，则其将从触摸板的感应的振动生成可听声学辐射。例 如，使用混迭方法，可由在采样频率和刺激频率之间的差来调谐在混 迭的信号可被采样处的频率。该方法可应用于单一频率，多个频率、 扫描音频以及宽带噪声信号。
实现混迭方法的另一特别的优点在于使用fs作为刺激信号的频 率。根据该方法，混迭的频率是dc，检测高频刺激导致由拾取信号 的幅度和相位确定dc偏移。在采样频率驱动刺激信号具有很多优点， 在Attorney Docket 59377US002下提交的先前包含的美国专利申请中 描述了一些优点。
可通合并和使用组合触摸敏感装置的拾取传感器的专用激励转 换器来实现各种增强的校准和诊断方法。例如，可使用与拾取传感器 组合的专用激励转换器来实现各种触摸板和拾取传感器校准处理。根 据本发明的触摸板校准方法，可检测和确定触摸板和基底的尺寸。对 触摸板尺寸的自动检测使相同的触摸面板控制器能够使用拾取传感 器的多种不同大小和长宽比。
例如，在图11所描述的实施例中，专用激励转换器被用于在步 骤300生成在步骤302由位于触摸基底的角中的拾取传感器检测到的 弯曲波。激励转换器刺激可以是脉冲刺激和类似宽带噪声的刺激。由 拾取传感器输出的拾取信号可按扩散的方式被处理，例如将拾取信号 的每一个转换为如前所述的等同的非扩散系统中的一个304。从激励 转换器到拾取传感器的每一个的相对距离被计算306。用于确定激励 转换器和拾取传感器之间的相对距离的另一方法涉及移除用于调查 第一到达次数的固定量的扩散。在另一替换方法中，激励信号可被聚 焦在窄频带上，并且对拾取传感器的每一个的相对到达次数可被估 计。下面将较详细地描述这些和其它方法。
如果已知触摸板材料的绝对扩散关系308，则可计算触摸板的绝 对尺寸312。然而，如果触摸板材料的绝对扩散关系未知308，则仅 可计算触摸板的相对尺寸310。由于触摸板的材料特性确定作为频率 的函数的穿过触摸板的波传播的绝对速度，因此需要触摸板的绝对扩 散关系的知识来确定板的绝对尺寸。如果没有该知识，则仅知道归一 化坐标中的触摸板尺寸。
即使触摸板的材料为未知并且板的绝对大小不可被直接计算， 对于接触位置算法，作为触摸板中的波长的函数的尺寸的知识也足以 确定作为归一化坐标的接触位置。应注意，例如，该方法可直接用于 确定用于该算法的参数，或从选择表中识别触摸板尺寸。
当执行接触位置的计算时，如果拾取传感器具有十分相似的相 位响应，则这是有利的。然而，给定的传感器的相位响应的特性与在 触摸板上的传感器的安装排列以及与在集成的系统中的触摸板的安 装排列密切相关。通过示例的方式，在触摸板被安装在附着在接近传 感器的硬泡沫上，并且在每一角被不同地安排的情况下，拾取传感器 将通常具有相对于彼此的不同的相位响应。传感器的不相似的相位响 应可破坏触摸位置计算。例如，扩散被校正的相关函数中的峰值可被 偏斜并且在幅度上较低。
允许某种程度的安装/集成变化的一种方法涉及校正用于传感器 的相位响应的拾取传感器信号。在给定传感器相位响应的知识的情况 下，可容易地完成其。可使用专用激励转换器来确定传感器相位响应。
在以上参照图11描述的板校准技术可被看作和实施为作为相对 于拾取传感器的每一个由激励转换器产生的直接波的频率的函数的 相位延迟的测量。大部分这样的相位延迟与到传感器的每一个的距离 关联，这允许测量触摸板尺寸。然而，由于传感器的相位响应导致可 以是一些另外的相位变化。一旦触摸板尺寸被确定，就可从总相位延 迟的测量中容易地获得余项。
根据图12描述的方法，使用由位于触摸基底的角中的拾取传感 器检测332的专用激励转换器来生成330弯曲波。如图11的示例性 示例，激励转换器刺激可以是脉冲刺激或类似宽带噪声的刺激。对于 拾取传感器信号执行扩散校正334。触摸基底的尺寸以如上讨论的方 式被确定或以其它已知的方法来确定336。可从总的相位延迟的知识 中确定对于拾取传感器的每一个的相位响应338。
使用专用激励转换器来测量拾取传感器的相位响应允许校正测 得的拾取信号以适应这样的传感器相位响应。这反过来允许较小的苛 刻的构建容差和较宽范围的系统集成概率。此外，将硬泡沫合并到传 感器的附近的一些集成方案实现了改进的对由于传感器附近的触摸 面板压力的影响而引起的轻触摸的装置的灵敏度。在此描述的相位响 应校正方法使得这些集成对于在传感器之间的轻微变化更鲁棒，因 此，用于改进的轻触摸的灵敏度的选项。
在此描述的板和传感器校准方法优选地使用专用激励转换器作 为弯曲波的生成器，弯曲波随后由至少三个传感器(更优选地为四个 传感器)来检测。在以下描述的各种校准方法的上下文中，获得在激 励转换器处输入的到在传感器的每一个处的输出的传递函数是有用 的。可使用多种标准方法来来获得所述传递函数。在其它方法中，这 样的已知方法包括以下步骤：通过最大长度序列(MLS)信号和互相 关的仿真来获得脉冲响应；使用具有类似噪声的信号的自适应滤波 器；对复频率响应的比率进行平均；直接输入并测量脉冲；以时间延 迟光谱测定法(TDS)测量线性线性调频脉冲信号。
TDS方法使用线性线性调频脉冲信号来仿真系统。其后，以同 相刺激(正弦)以及移相90度刺激(余弦)两者来解调响应。这样 产生频率响应的实部分量和虚部分量。如图13所示，在块400生成 线性线性调频脉冲信号。频率被积分并被乘以2π以获得信号的相 位。在块404和406生成余弦和正弦函数(cos(θ)和sin(θ))， 并用于同步的解调传感器响应。在块408，正弦函数sin(θ)被乘 以幅度β，并定义应用于激励转换器的输入信号或刺激。
响应于刺激的应用，在块410在触摸面板中产生弯曲波并由产 生输出信号的拾取传感器检测。在块412，输出信号被除以幅度β的 一半。在块414、416，该信号被乘以余弦和正弦函数cos(θ)和sin (θ)中的每一个，并在块418、420被分别低通滤波。TDS方法分 别在块422、424和426提供频率以及频率响应的实部和虚部分量。
TDS方法的一个优点在于由于所使用的刺激信号的高度相关的 特性而使其具有优越的抗噪声性能。实际上，低通滤波器的较低的截 止频率组合较低的扫描速率来实现任意高性能。图14示出测得的传 递函数的示例。应注意，在低频结束处的特点是使用的方法的赝像， 因此被移除窗口之外。
以上描述的TDS方法仅为可被采用以确定从激励转换器到对角 传感器的每一个的传递函数的多种不同方法中的一个示例。其它示例 可在时域或频域确定传递函数。通过使用快速傅里叶变换(FFT)来 容易地执行这两个域之间的转换。
在确定对在触摸敏感板上分别提供的在激励转换器的输入到拾 取传感器的每一个处的输出的传递函数之后，可使用在此描述的类型 的激励转换器来执行各种性能和校准处理。例如，图16示出使用作 为由图15所示的过程确定的扩散被校正的脉冲响应来计算触摸敏感 板的尺寸的方法。图15描述用于获得作为触摸距离函数的扩散被校 正的脉冲响应的过程。
一般来说，可使用以上参照图13描述的传递函数测量来确定触 摸敏感板的尺寸。如上所述，需要触摸敏感板的材料的知识来确定板 的绝对尺寸，由于其确定作为频率的函数的波的绝对速度。如果没有 该知识，则仅知道在归一化坐标中的板尺寸。
如图15所示，传递函数可被乘以窗口函数以减小在低频和高频 处的幅度502。弯曲波速度对频率的依赖性而导致扩散，对于纯弯曲 来说是平方根依赖，如块506所表示。先前包含的第09/746,405号 美国专利申请描述了通过其根据变换可校正信号的扩散，所述变换为 将传递函数的频率轴内插波矢量，一般由块504表示。其后，进行逆 FFT508生成作为距离的函数的脉冲响应510，关于所有频率分量被 校准以校正扩散效应。如果从触摸敏感板的材料特性的知识中得知作 为频率的函数的绝对速度，则可返回作为绝对距离的函数的扩散被校 正的脉冲响应。然而，如果该关系未知，则距离轴的任意比例仍旧允 许确定诸如触摸敏感板的长宽比的有用的信息。
参照图16，在诸如由图15中描述的方法确定扩散被校正的脉冲 响应之后600，基于在各个拾取传感器处的激励转换器能量的第一到 达来确定相对于激励转换器的拾取传感器的距离602。从激励转换器 到两个最近的角拾取传感器的距离被确定作为在与在每一拾取传感 器处的能量的第一到达对应的响应中的第一峰值的位置。因此，该距 离与板的总宽度(Lx)的一半对应，如块604所示。可从用于对其它 两个拾取传感器的第一到达的相似的距离(LT)连同以下公式来确定 板的高度尺寸(Ly)
$L_T=\sqrt{L_x^2+L_y^2}$
以上描述的方法表示用于确定触摸敏感板的尺寸的一些方法中 的一种。下面将描述一些其它方法。应注意，在此描述的用于确定触 摸敏感板的尺寸的方法中的一些不需要计算和使用扩散被校正的脉 冲响应。例如，各种穿行时间技术可被用于确定触摸敏感板尺寸，这 样的技术可应用于扩散和非扩散介质两者。下面的用于确定触摸敏感 板的尺寸的其它方法包括使用扩散被校正的脉冲响应的那些以及使 用飞行的时间技术的那些。
根据第一附加方法，使用与以上参照图15和16描述的技术相 似的技术来确定归一化的板尺寸。在第一附加方法中，假设由于缺少 绝对材料扩散关系的知识而导致触摸敏感板的绝对尺寸未知。这里， 扩散被校正的相关函数被返回具有任意比例的x轴。可采用图16示 出的相同的过程来提供以任意单位提供的触摸敏感板尺寸。然而，这 允许确定触摸敏感板的长宽比，而不是绝对尺寸。
根据用于计算触摸敏感板的尺寸的第二附加方法，可使用作为 对每一拾取传感器的第一到达的频率的函数的相位的测量来确定板 尺寸。在该方法中，可从频率响应直接获得相位，其后，解除变化以 消除相位跳跃。为了将该方法应用于板校准的任务，由对拾取传感器 的能量的第一到达所支配的频率响应是重要的。这可以是当由吸收边 缘终止支持触摸敏感板时的情况。此外，比例化函数可被应用于时域 数据以阻止触摸敏感板中的反射，留下作为由每一拾取传感器检测到 的能量的主信源的第一到达。
图17示出所述第二附加的方法，应注意，该方法无需扩散校正， 并可在原始传递函数数据或扩散被校正的数据上实现。如图17所示， 在激励转换器的输入到在传感器的每一个处的输出的传递函数被测 量700，诸如由上面标识的一些方法之一。传递函数数据被变换到时 域702。阻尼(damping)被应用于使信号的反射最小704，其增强第 一到达的能量的检测。传递函数的频率响应被计算706。
相位被计算，其后被解除改变708。对与每一拾取传感器关联的 总相位延迟的比率被计算710。从该信息中可计算触摸敏感板的长宽 比712。如果扩散常数已知，则如前所述可计算触摸敏感板的绝对尺 寸714。
图18示出用于执行根据本发明的触摸敏感板校准的第三附加方 法。图18所示的方法使用穿行时间。在扩散介质中，如果波的扩散 不太大，则可有用地使用穿行时间。根据该方法，拾取传感器信号可 被滤波为一个或多个频带，并可确定每一传感器的相对达到时间。图 18示出该方法的一种实现。
如图18所示，在激励转换器处的输入到在传感器的每一个处的 输入的传递函数被测量800，诸如以上标识的一些方法之一，脉冲响 应在时域中被计算802。脉冲响应被滤波为一个或多个频带以增强在 拾取传感器的每一个处的能量的第一到达的检测804。在传感器的每 一个处的第一到达能量的达到的时间被计算806。以先前描述的方式 来计算到每一拾取传感器的距离。计算的距离可以是归一化的距离或 绝对距离，取决于扩散常数是否已知。可对在滤波块804中采用的频 带的每一个来执行该计算。假设在滤波块804中采用多于一个的频 带，则对于频带的每一的距离计算对于每一拾取传感器被平均810。 通过对拾取传感器的每一个使用距离计算，可计算触摸敏感板的宽度 (Lx)和高度(Ly)。
应理解，如上所述，对于纯弯曲运动来说，扩散关系是取决于 频率的平方根。然而，对于任意给定材料，存在在弯曲偏离纯弯曲运 动之上的频率取决于频率的平方根被修改。给定实际扩散关系的知 识，该修改可被包含在通常在接触位置计算中采用的扩散相关变换 中。图19示出测量给定材料的扩散关系的一种方法。如前面参照图 17描述的那样，该方法基于总的相位延迟。
如图19所示，在每一拾取传感器处的第一到达的能量的总的相 位延迟被计算900。对于拾取传感器的每一个，可按参照图17描述 的方式计算的相位相对于频率被微分900。相位速度Vp，作为频率 的函数，如下：
$V_p=\frac{d}{\mathrm{d\phi }/\mathrm{d\omega }}$
其中，d为分隔给定拾取传感器和激励转换器的距离。平滑函数 可适用于测得的相位速度906。该平滑函数表征扩散作为频率的函数 的扩散关系，并可用于对从取决于频率的平方根偏离的扩散关系进行 校正。
根据确定给定材料的扩散关系的另一方法，应用扩散关系的参 变量模型可被建立并用于优化这些参数。这样的优化可基于扩散校正 的应用，并对得到的脉冲的尖峰测量扩散被校正的脉冲响应。选择扩 散关系将导致扩散被校正的脉冲的最大尖峰。
上面描述的方法表示确定扩散关系和触摸敏感板的尺寸的各种 方法。可提供触摸敏感装置的改进的性能的另一校准技术是测量每一 拾取传感器的相位响应。其后，传感器校准结果可被用于位置检测算 法以校正拾取传感器之间的差，其可由生产容差或将触摸敏感板集成 到给定的系统应用中的差异而导致。
根据该校准方法，特定兴趣的特征是每一拾取传感器的相位响 应，并且校正拾取传感器之间的相位响应差。图20示出根据本发明 的传感器校准技术的一实施例。通过使用以上描述的方法，对主题触 摸敏感板计算扩散关系1000，并且板尺寸被计算1002。拾取传感器 的每一个的总相位延迟被确定1004。与在块1000和1002的校准处 理中计算的速度和尺寸关联的总的相位延迟被移除1006。得到的对 每一拾取传感器的相位的差被平均1008，其提供对由激励转换器发 射的激励信号的开始相位的估计。该开始相位的估计其后可从用于拾 取传感器的每一个的相位延迟中被移除。平滑函数可适用于针对每一 个拾取传感器得到的相位差数据。本领域技术人员应理解，该技术可 容易地扩展到基于每一拾取传感器的幅度响应的传感器校准，以及拾 取传感器之间的幅度响应差的校正的方法。
上述校准技术通常在在激励转换器处的输入到在传感器的每一 个处的输出的传递函数的上下文中叙述。替换的方法涉及当出现由激 励转换器发射的激励信号时计算两个拾取传感器之间的校正函数。所 述替换的方法不要求与输入信号同步，扩散校正可被应用于校正函 数。在先前包含的美国专利申请中的一个或多个中公开了可在本发明 的校准方法中采用的扩散被校正的相关函数的细节。实现在此描述的 方法的上下文中的公开的扩散被校正的相关函数对于本领域技术人 员来说是容易理解的。与将来自激励转换器的直接距离返回给每一拾 取传感器的传递函数方法相比，使用扩散被校正的相关函数的方法将 激励转换器的相对距离返回给检测拾取传感器的每一对。
上面的方法通常已经就由激励转换器发射到拾取传感器的每一 个的直接信号而言而被描述。应理解，来自板边缘的反射和在板中的 反射对感兴趣的信号产生污染。上述方法的扩展在于如果被正确地标 识，则使用触摸敏感板中的反射，其可被用于提供关于板的尺寸的附 加信息。
在此描述的触摸敏感板和传感器校准方法可被用于增强触摸敏 感装置的性能和诊断。例如，如前所述，本发明的板校准技术可用于 确定板大小，以及可被输入到位置检测算法的这些参数。板校准可用 于执行对于触摸敏感板(例如来自数据库或标准大小)被附着到触摸 面板控制器的识别。基于来自板识别过程的返回，可从数据库中检索 用于位置检测算法的参数。另一增强关注在位置检测算法中的参数的 改善以考虑由于制造容差或集成中的不同而导致的触摸敏感装置之 间的不同。
在此描述的方法可还用于跟踪在时间上的触摸敏感装置/系统性 能中的改变。涉及专用激励转换器的上述技术的使用提供检测在时间 上在触摸敏感装置/系统性能中的精细的和极大的改变。通过示例的 方式，检测传感器响应测量中的大的改变可表示传感器或触摸敏感板 遭受的重大损害，诸如在板断裂的情况下。
在触摸敏感装置/系统性能中的其它变化可以是可逆的，如对环 境响应的情况下，诸如温度依赖。例如，对于某些材料，触摸敏感板 中的波速度可能对于温度过度敏感。温度的过高过低可能加速或减缓 波速度。触摸面板的校准允许这样的改变以对于在位置确定算法中被 跟踪和校正。通过另一示例的方式，支持触摸敏感板的泡沫可具有温 度依赖性。如前所述，安装泡沫可能影响传感器相位响应，因此其可 能具有温度依赖性。
触摸敏感板大小和传感器相位/幅度响应的重复的校准可以以温 度来表征和跟踪这些改变。例如，表面污染可改变触摸敏感板的测得 的脉冲响应，其可在时间上被跟踪。这样的污染停留在(例如口香糖) 或分布在触摸敏感板(例如液体溢出)的广泛区域上。应理解，在此 描述的校准方法可用于检测、确定和跟踪在时间上的触摸敏感装置/ 系统特征和装置/系统性能的广泛排列。
为了示例和描述目的已经给出了本发明的各种实施例的前面的 描述。并非想要将本发明全部包含或限制于公开的精确形式。根据上 述教导，许多修改和变化是可能的。应理解，本发明的范围不限于在 此的详细描述，而是由所附权利要求限定。