原始数据跟踪板设备和系统技术方案

本公开涉及原始数据跟踪板设备和系统。描述了一种输入设备和系统，其采集(测量)原始跟踪板传感器数据并将该数据发送到主机，在主机中由在一个或多个主机中央处理单元上执行的应用来分析该数据。得到的输入处理体系结构提供了与现有技术的跟踪板输入设备相比制造成本更低并且更加灵活的跟踪板输入设备。更低的成本是通过消除现有技术中用于处理传感器数据的专用跟踪板硬件(即，处理器和相关的固件存储器)来实现的。更高的灵活性可以通过利用在主机上执行的软件提供特征集功能来实现。在该体系结构中，可以通过软件升级过程来修改、升级和增强跟踪板功能。

【技术实现步骤摘要】
原始数据跟踪板设备和系统本申请是申请号为201410535872.8、申请日为2005年9月15日、专利技术名称为“原始数据跟踪板设备和系统”的申请的分案申请，该申请号为201410535872.8的申请是申请号为200580032179.8、申请日为2005年9月15日、专利技术名称为“原始数据跟踪板设备和系统”的申请的分案申请。
本专利技术总地涉及计算机输入设备，更具体地说，涉及生成测得的(原始的)传感器数据并将该数据发送到主机系统的跟踪板输入设备。在主机系统上执行的软件分析原始传感器数据以确定用户的动作。
技术介绍
跟踪板是替代鼠标或跟踪球、或者与它们一起使用的触控式平面数字化器输入设备。在使用中，操作者将手指放在跟踪板上并沿着触控式平面移动手指。跟踪板检测手指的移动，并作为响应向计算机提供位置和/或运动信号。有两种常见类型的跟踪板传感器设备：电阻性设备和电容性设备。电阻性跟踪板传感器是一种机械传感器，它使用两层一般用空气隔离的材料。手指施加的压力压动顶层(通常是薄的透明聚酯膜)，使得它接触底层(通常是玻璃)。测量触点上的电压，计算手指的位置和/或运动并发送到主机系统。在手指拿开后，顶层“弹回”到它的初始形态。相反，电容性跟踪板或接触板传感器是使用印刷电路板(“PCB”)或柔性电路技术制造的固态传感器。在顶层的导线栅格上或者非常靠近该导线栅格的手指改变相邻迹线之间的电容耦合度或者每根迹线的自电容。测量这种电容改变，计算手指的位置和/或运动并将其发送到主机系统。参考图1，现有技术的计算机系统100包括经由通信路径115耦合到主机模块110的跟踪板设备105。跟踪板设备105包括传感器120、数据采集电路125、处理器130、存储器135和发送电路140。在电容性跟踪板设备的情况下，当用户的手指在传感器120的表面上移动时，数据采集电路125测量相邻传感器元件之间的电容耦合度(或者给定的传感器元件的自电容)的变化。处理器130在存储器135的协助下处理采集到的电容信号，以计算指示用户手指在传感器120上的位置的信号(例如△x和△y信号)。在一些现有技术的跟踪板设备中，处理器130也可以判断是否有多个手指在触动传感器120以及是否正在进行某些预定的手指运动(通常称为“姿势”)，例如“选择”、“拖拉”、“文件打开”和“文件关闭”操作。处理器130所确定的用户手指的位置和/或运动以指定的时间间隔(例如每秒50次)经由通信路径115被发送到主机模块110。在主机模块110处，接收电路145接收发送而来的跟踪板信号并将它的信息传递到驱动器应用150。驱动器应用150接着又使计算出的传感器信息可供其他应用使用，例如窗口显示子系统应用155。可见，现有技术的系统100利用用于测量和分析原始跟踪板传感器数据的专用处理器生成指示用户动作的信号。本领域的普通技术人员将会认识到处理器130可以被具体实现为通用处理器(例如微处理器)、微控制器或者特殊用途或定制的处理器或状态机(例如专用集成电路或定制的门阵列器件)。此外，存储器135一般用于为驱动处理器130的指令(即，固件)提供永久存储，并且任选地可以包括随机访问存储器和/或寄存式存储器件。图1的体系结构的优点在于主机模块110不必知道或理解传感器120所产生的数据的类型。该特征的一个必然推论就是主机模块110不处理跟踪板传感器数据。本领域的普通技术人员也会认识到图1的体系结构的一个缺点是跟踪板设备105所提供的特征集(即，可检测什么运动)基本上被它的专用硬件——处理器130和相关固件(存储器135)固定了。图1的体系结构的另一个缺点是每个制造出的设备105包括处理器130和相关的固件存储器135的成本。可见，提供一种克服这些固有缺点的跟踪板设备将是有益的。
技术实现思路
在一种实施方式中，本专利技术提供一种跟踪板输入设备，它包括：跟踪板传感器元件，它生成代表跟踪板传感器特性(即，电容或电阻)的输出信号；数据采集电路，它测量编码跟踪板传感器的特性的(数字)值；和通信电路，它发送测得的跟踪板传感器值到通用处理器进行分析，所述通用处理器还负责执行用户和其他系统级任务或应用。在一个具体实施方式中，跟踪板传感器是电容性跟踪板传感器，以使测得值包括原始跟踪板传感器值，并且通用处理器对应于主机系统的中央处理单元。附图说明图1以框图的形式示出了根据现有技术的跟踪板-计算机系统体系结构。图2以框图的形式示出了根据本专利技术一种实施方式的跟踪板-计算机系统体系结构。图3以框图的形式示出了根据本专利技术一种实施方式的跟踪板设备和主机系统。图4以框图的形式示出了根据本专利技术一种实施方式的跟踪板传感器数据采集系统。图5以流程图的形式示出了根据本专利技术一种实施方式的数据采集方法。具体实施方式首先参考图2，图示了根据本专利技术的包含跟踪板设备的系统的一般体系结构。如图所示，系统200包括通过通信路径215耦合到主机模块210的跟踪板设备205。跟踪板设备205包括：基于用户操作生成信号的跟踪板传感器220、用于捕获或测量传感器的数据值的数据采集电路225以及用于收集测得的传感器数据值并将这些数据值经由通信路径215周期性地发送到主机模块210的发送电路230。在主机模块210，接收电路235接收测得的传感器数据并将它们传给驱动器应用240。驱动器应用240接着处理或分析测得的数据，以确定用户的行为(例如“单击”、“双击”、“滚屏”或“拖拉”操作)，将计算出的位置和/或移动信息传给其他应用，例如窗口显示子系统应用245。根据本专利技术，驱动器应用240由主机处理器250执行，该主机处理器250如图所示还负责(至少部分)执行一个或多个用户应用或进程255。应当注意，跟踪板设备205没有处理或分析从传感器220采集的数据信号(值)的能力。根据本专利技术，传感器数据是由主机系统的通用处理器或中央处理单元(“CPU”)分析的。图2的体系结构认识到并且采用包含在主机系统(例如笔记本计算机或其他个人计算机、工作站和服务器)中的现代CPU的处理能力上的独特优点。这种认识以及图2的体系结构使得计算机系统200与现有技术所提供的系统相比制造成本更低并且更加灵活。较低的成本是通过消除现有技术中用于处理跟踪板传感器数据的专用硬件(即，处理器和相关的固件存储器——参见图1的组件130和135)来实现的。更高的灵活性可以通过利用在主机的CPU上执行——即在主机的一个或多个CPU上处理/分析测得的跟踪板传感器数据的软件提供特征集功能来实现。在该体系结构中，可以通过常见的软件升级过程来修改、升级和增强跟踪板功能。以下描述是为了使本专利技术的技术人员能够实现和使用所要求保护的专利技术，并且被提供在以下讨论的具体例子的上下文中，这些例子的变体对于本领域的技术人员是容易预见的。因此，这里所附的权利要求不想被公开的实施方式限制，而是希望使它们的最宽范围与这里公开的原理和特征一致。参考图3，根据本专利技术一种实施方式的跟踪板设备300包括m行n列的容性传感器阵列305、数据采集电路310(本身包括多路复用器(“MUX”)电路315、存储电容器320和扫描电路325)和通用串行总线(“USB”)发送电路330。在操作期间，MUX电路315负责以可控/顺序的方式耦合并激励连续的传感器阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：触摸传感器，包括多个传感元件，所述触摸传感器被配置为感测来自用户的触摸输入；第一电路，电耦接到所述触摸传感器并且被配置为控制所述多个传感元件的操作；第二电路，电耦接到所述触摸传感器并且被配置为：接收与来自所述触摸传感器的所述触摸输入相关联的原始触摸输入数据；将所述原始触摸输入数据编码为数字值；以及提供所编码的数字值作为输出信号，其中所述原始触摸输入数据包括来自所述多个传感元件中的一个或多个传感元件的数据；以及通信电路，被配置为将所述输出信号发送到包括在主机设备中的主机处理器，所述主机处理器被配置为处理所述输出信号并且将被处理的输出信号提供给由所述主机处理器执行的软件。

【技术特征摘要】
2004.09.24 US 10/949,0601.一种设备，包括：触摸传感器，包括多个传感元件，所述触摸传感器被配置为感测来自用户的触摸输入；第一电路，电耦接到所述触摸传感器并且被配置为控制所述多个传感元件的操作；第二电路，电耦接到所述触摸传感器并且被配置为：接收与来自所述触摸传感器的所述触摸输入相关联的原始触摸输入数据；将所述原始触摸输入数据编码为数字值；以及提供所编码的数字值作为输出信号，其中所述原始触摸输入数据包括来自所述多个传感元件中的一个或多个传感元件的数据；以及通信电路，被配置为将所述输出信号发送到包括在主机设备中的主机处理器，所述主机处理器被配置为处理所述输出信号并且将被处理的输出信号提供给由所述主机处理器执行的软件。2.如权利要求1所述的设备，其中所述多个传感元件中的每一个与所述触摸传感器的一个区域相关联。3.如权利要求1所述的设备，其中所述原始触摸输入数据包括与所述触摸输入相关联的电容数据。4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一电路还被配置为选择性地将所述多个传感元件中的每一个激励为指定的电压。5.如权利要求4所述的设备，其中将所述原始触摸输入数据编码为数字值包括确定将所述多个传感元件中的每一个激励为指定的电压所需要的时间。6.如权利要求1所述的设备，其中将所述输出信号发送到所述主机处理器包括根据通用串行总线协议发送所述数字值。7.一种方法，所述方法包括：使用设备的触摸传感器来感测来自用户的触摸输入，其中所述触摸传感器包括多个传感元件；控制包括在所述触摸传感器中的所述多个传感元件的操作；通过电耦接到所述触摸传感器的电路接收与来自所述触摸传感器的所述触摸输入相关联的原始触摸输入数据；在所述电路处将所述原始触摸输入数据编码为数字值；通过所述电路提供所编码的数字值作为输出信号，其中所述原始触摸输入数据包括来自所述多个传感元件中的一个或多个传感元件的数据；以及通过通信电路将所述输出信号发送到包含在主机设备中的主机处理器，所述主机处理器被配置为处理所述输出信号并且将被处理的输出信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·莱昂，斯蒂芬尼·辛尔斯基，查德·布朗斯丁，史蒂文·P·霍特林，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US