用于感测和跟踪表面上的辐射阻挡对象的系统和方法

摘要

公开了用于跟踪表面上的一个或更多个辐射阻挡对象的若干系统。邻近所述表面提供一对辐射传感器并且邻近所述表面提供多个辐射源。来自所述辐射源中的至少一些的辐射穿越所述表面到达所述辐射传感器中的每一个。所述表面上的一个或更多个辐射阻挡对象使来自一个或更多个辐射源的辐射衰减以防止到达每个传感器。基于一个或更多个经衰减的辐射源相对于每个辐射传感器的位置估计并且可以跟踪所述一个或更多个辐射阻挡对象的位置。

权利要求

1.一种用于感测辐射阻挡对象的位置的系统，所述系统包括：-框架；

-安装到所述框架的多个辐射源；

-安装到所述框架的第一辐射传感器，其中所述第一辐射传感器对所述辐射源的至少一些发射的并且入射在第一辐射传感器上的辐射的强度作出反应以提供第一系列辐射强度水平；

-安装到所述框架的第二辐射传感器，其中所述第二辐射传感器对所述辐射源的至少一些发射的并且入射在第二辐射传感器上的辐射的强度作出反应以提供第二系列辐射强度水平并且其中所述第一辐射传感器和所述第二辐射传感器间隔一距离；

-耦接到所述辐射源和所述辐射传感器的控制器，其中所述控制器配置成：

-顺序地且单独地启动所述辐射源的至少一些；

-将来自辐射源的辐射强度水平组合为辐射强度信号并且识别经衰减的辐射源的范围，并识别所述范围内的中心辐射源；

-识别所述第一系列辐射强度水平中的第一组多个经衰减的辐射强度水平；

-估计对应于第一组多个经衰减的辐射强度水平的、相对于第一辐射传感器的第一角度；

-识别所述第二系列辐射强度水平中的第二组多个经衰减的辐射强度水平；

-估计对应于第二组多个经衰减的辐射强度水平的、相对于第二辐射传感器的第二角度；以及-基于所述距离、所述第一角度和所述第二角度，估计辐射阻挡对象的位置，其中所述第一角度是中心辐射源和第一辐射传感器的连线相对于框架的左侧的角度，所述第二角度是中心辐射源和第二辐射传感器的连线相对于框架的右侧的角度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成顺序地启动所述辐射源的每一个。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器配置成单独地启动所述辐射源的每一个。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述辐射传感器中的每一个对由所述辐射源发射的辐射敏感，并且将对应于入射在所述辐射传感器上的辐射的强度的辐射强度水平提供给所述控制器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述辐射传感器中的每一个选自由下列构成的组：-光电传感器；

-光电二极管；以及

-光电池。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述框架至少部分地围绕表面并且其中所述辐射阻挡对象位于该表面上。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述表面是书写表面。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述表面是显示屏的表面。

9.根据权利要求1、7或8中的任一项所述的系统，还包括边框，并且其中所述辐射源安装在所述边框内。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述辐射传感器安装在所述边框内。

11.根据权利要求1、7、8或10中的任一项所述的系统，还包括一个或更多个漫射器，用于漫射由所述辐射源中的至少一些发射的辐射。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述漫射器选自由下列构成的组：-半透明片状材料；

-半透明塑料；

-半透明玻璃；

-透镜漫射器；以及

-衍射光栅。

13.根据权利要求1、7、8、10或12中的任一项所述的系统，其中：-所述框架具有第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边；

-所述第一辐射传感器安装在所述第一侧边和所述第二侧边之间；

-所述第二辐射传感器安装在所述第一侧边和所述第四侧边之间；

-所述辐射源安装在所述第二侧边、所述第三侧边和所述第四侧边上。

14.根据权利要求1、7、8、10或12中的任一项所述的系统，还包括耦接到所述控制器的接口，用于将所述辐射阻挡对象的位置提供给外部设备。

15.根据权利要求1所述的系统，其中所述辐射传感器中的每一个选自太阳能电池。

16.根据权利要求1所述的系统，其中所述辐射传感器中的每一个选自光伏电池。

17.根据权利要求11所述的系统，其中所述漫射器选自透镜衍射光栅。

18.一种估计表面上的辐射阻挡对象的位置的方法，所述方法包括：-提供第一辐射传感器和第二辐射传感器；

-提供多个辐射源，其中：

-由所述辐射源中的至少一些发射的辐射穿越所述表面并且入射在所述第一辐射传感器上；并且-由所述辐射源中的至少一些发射的辐射穿越所述表面并且入射在所述第二辐射传感器上；

-顺序地且单独地启动所述辐射源的至少一些；

-获得由所述第一辐射传感器提供的第一系列辐射强度水平，所述第一辐射传感器对所述辐射源发射的并且入射在第一辐射传感器上的辐射作出反应；

-获得由所述第二辐射传感器提供的第二系列辐射强度水平，所述第二辐射传感器对所述辐射源发射的并且入射在第二辐射传感器上的辐射作出反应；

-将来自辐射源的辐射强度水平组合为辐射强度信号并且识别经衰减的辐射源的范围，并识别所述范围内的中心辐射源；

-识别所述第一系列辐射强度水平中的第一组多个经衰减的辐射强度水平；

-估计对应于第一组多个经衰减的辐射强度水平的、相对于第一辐射传感器的第一角度；

-识别所述第二系列辐射强度水平中的第二组多个经衰减的辐射强度水平；

-估计对应于第二组多个经衰减的辐射强度水平的、相对于第二辐射传感器的第二角度；以及-基于所述第一辐射传感器和所述第二辐射传感器之间的距离、所述第一角度和所述第二角度，估计辐射阻挡对象的位置，其中所述第一角度是中心辐射源和第一辐射传感器的连线相对于框架的左侧的角度，所述第二角度是中心辐射源和第二辐射传感器的连线相对于框架的右侧的角度，其中，所述辐射强度信号包括第一辐射强度信号和第二辐射强度信号。

19.根据权利要求18所述的方法，其中顺序地启动所述辐射源的每一个。

20.根据权利要求18所述的方法，其中单独地启动所述辐射源的每一个。

21.根据权利要求18所述的方法，其中同时组合所述辐射强度信号。

22.根据权利要求21所述的方法，其中在不同强度下独立地启动所述辐射源中的至少一个，以生成所述第一辐射强度信号和所述第二辐射强度信号。

23.根据权利要求18所述的方法，其中顺序地组合所述辐射强度信号。

24.根据权利要求23所述的方法，其中组合所述第一辐射强度信号，并且然后组合所述第二辐射强度信号。

25.根据权利要求18、22或24中的任一项所述的方法，其中估计所述辐射阻挡对象的位置包括：-在所述第一辐射强度信号中识别第一组的一个或更多个经衰减的辐射源；

-在所述第二辐射强度信号中识别第二组的一个或更多个经衰减的辐射源；

-基于所述第一组的经衰减的辐射源相对于所述第一辐射传感器的位置和所述第二组的经衰减的辐射源相对于所述第二辐射传感器的位置，估计所述辐射阻挡对象的位置。

26.根据权利要求25所述的方法，其中：

-识别第一组的一个或更多个经衰减的辐射源包括对于所述辐射源中的至少一些，比较所述辐射强度信号中的辐射强度水平与所述第一辐射传感器处的所述辐射源的基线水平；以及-识别第二组的一个或更多个经衰减的辐射源包括对于所述辐射源中的至少一些，比较所述辐射强度信号中的辐射强度水平与所述第二辐射传感器处的所述辐射源的基线水平。

27.根据权利要求26所述的方法，其中：

-如果所述辐射源的辐射强度水平低于所述第一辐射传感器处的所述辐射源的基线水平的阈值，第一组的辐射源就仅仅包括在所述第一组中；以及-如果所述辐射源的辐射强度水平低于所述第二辐射传感器处的所述辐射源的基线水平的阈值，第二组的辐射源就仅仅包括在所述第二组中。

28.根据权利要求25所述的方法，其中估计所述辐射阻挡对象的位置包括：-基于所述第一组的一个或更多个经衰减的辐射源识别第一中心辐射源；

-基于所述第二组的一个或更多个经衰减的辐射源识别第二中心辐射源；以及-基于所述第一中心辐射源、所述第二中心辐射源估计所述辐射阻挡对象的位置。

29.根据权利要求18、22或24中的任一项所述的方法，其中估计所述辐射阻挡对象的位置包括：-在所述第一辐射强度信号中识别第一组的一个或更多个经衰减的辐射源；

-在所述第二辐射强度信号中识别第二组的一个或更多个经衰减的辐射源；

-基于所述第一组的经衰减的辐射源确定第一角度；

-基于所述第二组的经衰减的辐射源确定第二角度；

-基于所述第一角度和所述第二角度以及所述第一辐射传感器的位置和所述第二辐射传感器的位置估计所述辐射阻挡对象的位置。

30.根据权利要求29所述的方法，其中：

-识别第一组的一个或更多个经衰减的辐射源包括对于所述辐射源中的至少一些，比较所述辐射强度信号中的辐射强度水平与所述第一辐射传感器处的所述辐射源的基线水平；以及-识别第二组的一个或更多个经衰减的辐射源包括对于所述辐射源中的至少一些，比较所述辐射强度信号中的辐射强度水平与所述第二辐射传感器处的所述辐射源的基线水平。

31.根据权利要求30所述的方法，其中：

-如果所述辐射源的辐射强度水平低于所述第一辐射传感器处的所述辐射源的基线水平的阈值，第一组的辐射源就仅仅包括在所述第一组中；以及-如果所述辐射源的辐射强度水平低于所述第二辐射传感器处的所述辐射源的基线水平的阈值，第二组的辐射源就仅仅包括在所述第二组中。

32.根据权利要求29所述的方法，其中确定所述第一角度包括在查找表中查找所述第一角度，并且确定所述第二角度包括在查找表中查找所述第二角度。

33.根据权利要求29所述的方法，其中确定所述第一角度包括计算所述第一角度，并且确定所述第二角度包括计算所述第二角度。

34.根据权利要求29所述的方法，其中：

-确定所述第一角度包括基于所述第一组中的辐射源的衰减计算加权平均值；以及-确定所述第二角度包括基于所述第二组中的辐射源的衰减计算加权平均值。

35.根据权利要求18、22或24中的任一项所述的方法，其中估计所述辐射阻挡对象的位置包括：-在所述第一辐射强度信号中识别第一组的一个或更多个经衰减的辐射源；

-在所述第二辐射强度信号中识别第二组的一个或更多个经衰减的辐射源；

-基于所述第一组的经衰减的辐射源确定对应于第一角度的第一值；

-基于所述第二组的经衰减的辐射源确定对应于第二角度的第二值；

-基于所述第一角度和所述第二角度以及所述第一辐射传感器的位置和所述第二辐射传感器的位置估计所述辐射阻挡对象的位置。

36.根据权利要求35所述的方法，其中：

-识别第一组的一个或更多个经衰减的辐射源包括对于所述辐射源中的至少一些，比较所述辐射强度信号中的辐射强度水平与所述第一辐射传感器处的所述辐射源的基线水平；以及-识别第二组的一个或更多个经衰减的辐射源包括对于所述辐射源中的至少一些，比较所述辐射强度信号中的辐射强度水平与所述第二辐射传感器处的所述辐射源的基线水平。

37.根据权利要求36所述的方法，其中：

-如果所述辐射源的辐射强度水平低于所述第一辐射传感器处的所述辐射源的基线水平的阈值，第一组的辐射源就仅仅包括在所述第一组中；以及-如果所述辐射源的辐射强度水平低于所述第二辐射传感器处的所述辐射源的基线水平的阈值，第二组的辐射源就仅仅包括在所述第二组中。

38.根据权利要求35所述的方法，其中所述第一值是所述第一角度的正切，并且其中所述第二值是所述第二角度的正切。

说明书

用于感测和跟踪表面上的辐射阻挡对象的系统和方法

技术领域

[0001] 所述的实施例涉及用于感测和跟踪表面上的一个或多个辐射阻挡对象的位置的系统、方法和传感器。

背景技术

[0002] 当诸如手指、触控笔、笔或其它对象的一个或多个对象位于表面上或横越表面移动时各种计算机输入和其它设备需要跟踪它们。例如，计算机监视器和其它显示屏可以安装有触摸屏，当手指或触控笔横越屏的显示表面移动时，所述触摸屏允许用户使用手指或触控笔为计算机提供输入。类似地，白板可以安装有笔定位感测系统，当一个或多个笔横越白板的书写表面移动时所述笔定位感测系统跟踪所述一个或多个笔的位置。

[0003] 现有的系统具有各种缺陷，包括过于复杂和过高成本、影响它们的精度和响应时间的高计算量以及其它缺陷。

发明内容

[0004] 本发明提供了当一个或多个辐射阻挡对象位于表面上或横越表面移动时用于检测所述辐射阻挡对象的存在和位置的各种系统。所述表面可以是任何类型的表面，例如计算机监视器或其它显示设备的显示表面，例如白板、公告板、纸张或壁的书写表面，或例如玩具或游戏的一部分的另一种表面。

[0005] 根据本发明的第一方面的各种实施例包括框架或外壳，所述框架或外壳具有安装在其上的多个辐射源和辐射传感器。所述框架将典型地、但非必要地安装或组合到下层系统的外壳、框架或支座，例如白板、显示监视器、公告板、游戏、玩具或其它设备。在一些实施例中，所述框架或外壳可以与显示监视器组合以形成触摸屏。控制器顺序地启动所述辐射源中的一些或全部。所述辐射源可以以从所述框架的一侧至另一侧的扫掠方式启动，或者可以它们可以按照不同顺序启动。当每个辐射源启动时，入射在所述辐射传感器中的一些或全部上的辐射被测量。

[0006] 存在于所述框架内的辐射阻挡对象将典型地阻挡或衰减所述辐射源中的一些和所述辐射传感器中的一些之间的路径中的一个或多个。通过从这样的阻挡连续地测量辐射的衰减，估计所述辐射阻挡对象的位置。

[0007] 在根据本发明的另一个方面的实施例中，一个或多个漫射器用于使由所述辐射源发射的辐射漫射。所述漫射器可以允许更精确地估计辐射阻挡对象的位置，特别是当所述辐射阻挡对象阻挡辐射源和辐射传感器之间的路径中的两个或更多个时。

[0008] 在一些实施例中，由所述辐射源发射的辐射以调制频率或用调制图形进行调制。所述传感器对所述调制频率或图形敏感并且忽略未根据所述频率或图形调制的辐射，在估计辐射阻挡对象的位置中减小了环境和其它乱真辐射的影响。

[0009] 在一个方面中，提供了一种用于感测表面上的一个或多个辐射阻挡对象的位置的系统。所述表面安装到框架或框架内，并且在一些实施例中，所述表面和所述框架大体上是矩形。辐射源设在所述框架上并且发射横越所述表面的辐射。辐射传感器设在所述框架上的两个或更多个位置。每个传感器被定位，使得来自多个辐射源的辐射可以入射到每个传感器上。每个传感器将对应于入射到其上的辐射的强度的辐射强度水平提供给控制器。所述控制器耦接到所述辐射源并且顺序地启动所述辐射源。当每个辐射源被启动时，来自所述辐射源的辐射可以入射到所述辐射传感器中的一些或全部上。所述控制器从所述辐射传感器采样辐射强度水平。当辐射阻挡对象存在于所述表面上时，所述辐射阻挡对象将典型地阻挡或衰减来自所述辐射源中的一个或多个的辐射。所述控制器识别辐射强度信号相比于基线或阈值强度水平衰减的辐射源。

[0010] 所述控制器基于从每个辐射传感器测量的所述经衰减的辐射源(即，辐射强度水平由于辐射阻挡对象的存在而衰减的辐射源)的位置估计所述辐射阻挡对象的位置。所述控制器首先估计所述辐射阻挡对象相对于所述辐射传感器中的至少两个的角方向。组合所述角方向以估计所述表面上的所述辐射阻挡对象相对于参考位置的位置。

[0011] 在一些实施例中，所述控制器将来自辐射源的辐射强度水平样本组合为辐射强度信号并且识别经衰减的辐射源的范围。识别所述范围内的中心辐射源，并且基于每个辐射强度信号中的中心辐射源估计所述辐射阻挡对象相对于所述辐射传感器中的至少一个的角位置。

[0012] 在其它实施例中，可以组合辐射强度信号的相对衰减以估计所述辐射阻挡对象的位置。例如，如果对应于辐射源的范围的辐射强度水平的范围由辐射阻挡对象衰减，则基于每个辐射源的相对衰减和位置的加权平均值用于细化所述辐射阻挡对象相对于每个辐射传感器的估计角位置。组合所述经细化的估计角位置以提供所述辐射阻挡对象相对于参考位置的估计位置。

[0013] 在一些实施例中，可以感测所述表面上的多个辐射阻挡对象。所述控制器分析来自所述辐射传感器的每一个的辐射强度信号，以识别对应于一个或更多个辐射阻挡对象的存在的经衰减的辐射强度水平。假设在任何一个辐射强度信号中识别的辐射阻挡对象的最大数量为存在于所述表面上的辐射阻挡对象的最小数量。所述控制器估计从每个辐射传感器明显可见的每个辐射阻挡对象相对于所述传感器的角方向。组合所述角位置以估计每个辐射阻挡对象的位置。当所述角方向可以导致不同估计值时，辐射阻挡对象的先前位置(当已知这样的先前位置时)可以用于选择辐射阻挡对象的可能的当前位置。例如，在一些实施例中，识别相对于两个辐射传感器的每一个的两个角方向。所述角方向可以表示源自所述传感器的每一个的线。所述线在四个点交叉，所述点可以成对地被视为两个辐射阻挡对象的可能位置。通过基于所述交叉计算从所述辐射阻挡对象的先前位置到可能的当前位置所需的最短移动，而使用辐射阻挡对象之一或两者的先前已知位置。所述辐射阻挡对象被认为位于需要最短移动的可能位置。在其它实施例中，其它准则可以用于在不同的可能位置之间解决。例如，在先前时期内的辐射阻挡对象的轨迹、距离或感测过程的重复次数可以用于估计辐射阻挡对象的当前位置。

[0014] 下面在本发明的一些示例性实施例的描述中，描述了本发明的这些和其它方面。

附图说明

[0015] 现在将参考附图描述本发明的各种实施例，其中：

[0016] 图1示出了根据本发明的第一系统；

[0017] 图2a和2b示出了根据图1的系统的辐射强度信号；以及

[0018] 图3示出了根据另一个实施例的辐射强度信号；

[0019] 图4示出了根据又一个实施例的辐射强度信号；

[0020] 图5a和5b示出了另一个实施例；

[0021] 图6示出了另一个实施例；

[0022] 图7示出了又一个实施例，其中若干辐射阻挡实施例处于某个位置；

[0023] 图8示出了使用图7的系统识别或估计表面上的辐射阻挡对象的位置的方法；

[0024] 图9a和9b示出了对应于图7的辐射阻挡对象中的一个的辐射强度信号；

[0025] 图10a和10b示出了对应于图7的辐射阻挡对象两者的辐射强度信号；

[0026] 图11示出了图7的系统，其中辐射阻挡对象处于不同位置；

[0027] 图12a和12b示出了对应于图11的辐射强度信号；

[0028] 图13示出了图7的系统，其中辐射阻挡对象处于不同位置；以及

[0029] 图14a和14b示出了对应于图13的辐射强度信号。

[0030] 附图仅仅是示例性的并且未按比例绘制。为了清楚可能未显示一些实施例的各种元件。各种实施例的相似和相应元件由相似附图标记识别。

具体实施方式

[0031] 本文中所述的示例性实施例提供关于系统和方法的细节，所述系统和方法用于确定一个或多个辐射阻挡对象相对于各种辐射源和辐射传感器的位置。在一些实施例中，所述辐射源和传感器可以安装在框架中。在一些实施例中，所述系统可以包括或用于各种下层设备，例如白板、显示监视器和其它设备。在一些实施例中，所述系统可以包括或用于下层表面，例如白板、壁、显示屏的表面或任何其它大体平面的表面。辐射源可以发射可见光谱或例如紫外或红外光谱的其它光谱辐射。本文中所述的实施例仅仅是示例性的并且其它实现方式和配置也是可能的。

[0032] 首先参考图1，该图示出了用于感测或估计辐射阻挡对象124的位置的系统100。系统100包括一对辐射传感器102a、102b、控制器104和安装在框架或外壳108上的多个辐射源106。框架108具有顶侧110、底侧112、左侧114和右侧116。在该实施例中，辐射源106安装在框架108的左侧、底侧和右侧上。辐射传感器102a安装在框架108的左上角并且辐射传感器
102b安装在框架108的右上角。

[0033] 框架108围绕表面128。在各种实施例中，表面128可以是显示屏的表面、书写表面或另一个表面。在该实施例中，框架108在表面128的边缘提供边框。辐射源106和辐射传感器102安装在边框内。在一些实施例中，框架可以仅仅部分地围绕或封闭表面，例如，如果没有辐射传感器或辐射源邻近顶缘安装，则框架可以不封闭表面的顶缘。在其它实施例中，框架可以支撑但不封闭表面。例如，框架可以为表面、辐射传感器和辐射源提供支撑，但是可以不具有围绕表面的边框或其它元件。在其它实施例中，框架本身可以提供一些或全部表面。例如，框架可以具有在它的边缘之间的实体表面并且当系统100在使用时辐射阻挡对象可以位于实体表面上。典型地，如同这些例子中那样，表面将安装到框架。

[0034] 在图1中框架108的左上角被剖开以显露辐射传感器102a和若干辐射源106。框架108的右下角也被剖开以显露辐射源106中的一些。在该实施例中，每个辐射源106是发射红外光谱辐射的LED。在其它实施例中，辐射源可以是发射其它光谱辐射的各种类型的源，包括可见光谱和紫外光谱。辐射源106安装在框架108上使得来自辐射源的辐射到达辐射传感器102之一或两者。在该实施例中，辐射源沿着框架108的左侧、底侧和右侧相等地间隔。在该实施例中，框架108为具有方角的矩形。框架108的侧边平行于x-y平面的轴线。在一些实施例中，辐射源可以不相等地间隔。在一些实施例中，框架可以具有非矩形的形状。

[0035] 控制器104包括处理器120，所述处理器可以是能够操作系统100的任何类型的设备或部件，包括硬件部件、软件部件或包括硬件和软件或固件或两者的部件。例如，处理器120可以是微处理器、微控制器、门阵列或任何类型的数据处理或计算设备。处理器可以被编程或配置成操作系统100及其部件并且与外部设备通信。控制器104也可以包括存储器
121，所述存储器可以由处理器120访问。处理器120控制控制器104和系统100的操作。指令可以记录在存储器121中，并且可以装载到处理器中以将处理器配置成执行控制、数据处理、数据传输和通信操作以用于控制控制器104和系统100的操作，如下所述。控制器104耦接到每个辐射源106。这些连接中的仅仅一些在图1中示出。控制器104能够独立地启动每个辐射源106，使得当一个辐射源启动或打开(即，发射辐射)时剩余辐射源未启动或关闭(即，不发射辐射)。

[0036] 在该实施例中，每个辐射传感器102是PIN光电二极管，能够感测由框架108的两个相对侧上的辐射源106发射的辐射。辐射传感器102a感测由框架108的底侧和右侧上的辐射源106发射的辐射。辐射传感器102b感测由框架108的底侧和左侧上的辐射源106发射的辐射。每个辐射传感器102耦接到控制器104并且在任何特定时间将对应于落在辐射传感器102上的辐射强度的辐射强度水平提供给控制器。当相应辐射传感器102正从辐射源106接收辐射时辐射强度水平具有较高值，当相应辐射传感器102未正从辐射源106接收辐射时具有较低值。对应于辐射源106的一系列辐射强度水平可以组合或合并成辐射强度信号，所述辐射强度信号可以用于估计辐射阻挡对象124的位置。这在下面进行解释。

[0037] 在其它实施例中每个辐射传感器可以是对由辐射源发射的辐射作出反应并且能够提供对应于入射在传感器上的辐射的辐射强度水平的任何设备。例如，诸如光电传感器、光电二极管、光电池、太阳能电池或光伏电池的感光元件可以用于提供辐射强度水平。辐射传感器可以以与控制器104兼容的任何格式提供输出辐射强度水平，包括数字或模拟格式。

[0038] 控制器104用框架108的尺寸、每个辐射源106的位置和每个辐射传感器102的位置进行编程。在该例子中，控制器104用以下信息进行编程：

[0039] -传感器102a和102b分离距离d。辐射传感器102a处于x-y平面上的(0，0)位置并且辐射传感器102b处于x-平面上的(d，0)位置。

[0040] -对于框架108的底侧或右侧上的每个辐射源，框架的左侧(或平行于框架的左侧的线，取决于辐射传感器102a的位置)与辐射传感器102a和辐射源之间的路径之间的角，或对应于该角的值。

[0041] -对于框架108的左侧或底侧上的每个辐射源，框架的右侧(或平行于框架的右侧的线，取决于辐射传感器102b的位置)与辐射传感器102b和辐射源之间的路径之间的角，或对应于该角的值。

[0042] 在控制器104的控制下，系统100可操作地估计辐射阻挡对象124的物理位置P124a(x124a，y124a)。在图1中，辐射阻挡对象124被示出为触控笔。触控笔的尖端在点P124与表面128相接触，所述点对应于这里所述的物理位置P124a和下面所述的像素位置P124d。

[0043] 在操作中，控制器104顺序地启动辐射源106。当启动辐射源106时，控制器104采样来自辐射传感器102之一或两者的输出以获得对应于入射在每个辐射传感器102上的辐射强度的辐射强度水平。典型地，辐射源和每个辐射传感器之间的路径将被阻挡、部分阻挡(即，部分衰减)或畅通。在一些实施例中，当启动辐射源106时，如果在辐射源106和辐射传感器102之间有直接路径，则控制器可以仅仅检查辐射传感器102的辐射强度水平。例如，在辐射传感器102a和框架108的底侧112和右侧116上的辐射源106之间具有直接路径。类似地，在框架108的左侧114和底侧112上的辐射源106和辐射源102b之间具有直接路径。在其它实施例中，即使当被启动的辐射源106不具有至辐射传感器的直接路径时，控制器104也可以检查辐射传感器102处的辐射强度水平。

[0044] 用于执行该过程的指令记录在存储器121中。处理器120访问存储器121中的指令并且执行指令以实施上述的过程和下述的过程。处理器120也可以在该过程的执行期间将数据记录在存储器121中。

[0045] 在其它实施例中，辐射源和辐射传感器的特定放置和框架的形状(其不需要是矩形并且可以具有另一种形状)将影响哪个辐射源具有至哪个辐射传感器的直接路径。

[0046] 返回本实施例，当启动辐射源106a时，控制器104不需要采样辐射传感器102a以获得辐射强度水平，原因是在辐射源106a和辐射传感器102a之间没有未被其它辐射源106阻塞的直接路径。控制器104采样由辐射传感器102b提供的辐射强度水平，所述辐射强度水平将具有较高值，该较高值指示辐射源106a和辐射传感器102b之间的路径是畅通的或未被阻挡。

[0047] 当启动辐射源106c时，控制器104采样辐射传感器102a和102b两者。来自辐射传感器102a的辐射强度水平较高，指示辐射源106c和辐射传感器102a之间的路径是畅通的。来自辐射传感器102b的辐射强度水平较低，指示辐射源106c和辐射传感器102b之间的路径在该例子中由辐射阻挡对象124阻挡。

[0048] 当启动辐射源106e时，来自辐射传感器102a和102b的辐射强度水平分别指示辐射源106e和辐射传感器102a和102b之间的路径是畅通的。

[0049] 当启动辐射源106f时，控制器104采样来自辐射源102a的辐射强度水平，指示辐射源106f和辐射传感器102a之间的路径由辐射阻挡对象124阻挡。控制器104采样来自辐射传感器102b的辐射强度水平，指示辐射源106f和辐射传感器102a之间的路径是畅通的。

[0050] 当控制器104顺序地启动辐射源并且采样对应于每个辐射源106的辐射强度水平时，控制器104如下记录结果：

[0051]

[0052]

[0053] 参考图2a和2b。图2a示出了对应于由控制器104从辐射传感器102a获得的辐射强度水平的辐射强度信号122a。图2b示出了对应于由控制器104从辐射传感器102b获得的辐射强度水平的辐射强度信号122b。当包括辐射源106a、106b、106c和106d的辐射源顺序地被启动并且然后被停用时，每个辐射强度信号包括辐射传感器102b的输出。当任何一个辐射源打开时，剩余辐射源关闭。

[0054] 使用辐射强度信号122a和122b，控制器104可以估计辐射阻挡对象124的物理位置。控制器104假设辐射阻挡对象124位于每个辐射传感器的被阻挡路径中。在该例子中，可以估计辐射阻挡对象124的位置P124a(x124a，y124a)：

[0055]

[0056] y124a＝x124a·tanθf  (2)

[0057] 在图1的实施例中，估计辐射阻挡对象124的位置所用的分辨率取决于许多因素，包括辐射源106之间的间隔。通过将辐射源靠近彼此放置，可以获得更大的分辨率。

[0058] 在以上方程(1)和(2)中，角θf和 的正切用于计算点P124的位置。在系统100中，左侧114和至对辐射检测器102a可见的辐射源106的路径之间的角θ的正切，和右侧116和至对辐射检测器102b可见的辐射源106的路径之间的角 的正切记录在控制器104可访问的数据存储位置中。这允许计算方程(1)和(2)而不需要计算每个角θf和 的正切，由此允许更快地计算P124的位置。在其它实施例中，可以记录角本身或可以记录对应于角的另一个值。在一些实施例中可以记录对应于辐射源、辐射传感器和参考线(例如平行于框架的右缘和左缘的线)中的每一个之间的角关系的多个值。

[0059] 取决于控制器104的编程，系统100可以以不同方式操作。

[0060] 在另一个实施例中，系统100可以操作以细化表面128上的辐射阻挡对象的估计位置P124a。参考图1和3。取决于辐射源之间的距离、辐射阻挡对象的尺寸以及辐射阻挡对象和辐射传感器之间的距离，若干辐射源和辐射传感器之间的路径可以由辐射阻挡对象阻挡。例如，如果辐射源106b、106c和106d足够相互接近，则辐射阻挡对象124可以至少部分地阻挡辐射源中的两个或全部三个和辐射传感器102b之间的路径，由此衰减所有三个辐射源的辐射强度水平，尤其当辐射阻挡对象接近辐射传感器102b时。在一些实施例中，控制器104确定至特定辐射传感器的路径被阻挡的辐射源的范围内的中心辐射源。可选地，只有当辐射源的辐射强度水平低于某个阈值水平时，控制器104才可以将该辐射源视为被阻挡，提供了一种用于包括或排除在经衰减的辐射源的范围的边缘处的略微衰减的辐射源的机制。在该例子中，中心辐射源将是辐射源106c。控制器然后基于中心辐射源和框架108的相关侧边之间的角θ或 (在该情况下，角 相对于右侧116)估计辐射阻挡对象的位置。在其它实施例中，控制器可以使用被阻挡的辐射源的角的范围当中的中间角θ或 (取决于相关辐射传感器)。如果对应于使辐射源与辐射传感器相关的每个角的不同值被记录在控制器104中，例如每个角的正切，则可以在确定中心辐射源或角之后使用记录值。

[0061] 估计位置P124a(x124a，y124a)是物理位置，以与分离辐射传感器102a和102b的尺寸d相同的单位测量。

[0062] 在一些实施例中，控制器可以顺序地而不是同时地组合每个辐射传感器102的辐射强度信号122，如上所述。例如，可以顺序地启动辐射传感器102a可见的辐射源并且可以组合辐射强度信号122a。然后可以顺序地启动辐射传感器102b可见的辐射源并且可以组合辐射强度信号122a。顺序地而不是同时地组合辐射强度信号122的该过程允许为不同辐射传感器102改变辐射源106中的一些或全部的强度。参考图1，辐射传感器106e离辐射传感器102b比离辐射传感器102a更近。期望的是与组合辐射传感器102b的辐射强度信号时相比当组合辐射传感器102a的辐射强度信号时以更高的强度启动辐射源106e。

[0063] 在其它实施例中，可以同时地组合辐射强度信号，但是为了在不同辐射传感器处采样可以以不同强度启动辐射源中的至少一些。例如，可以启动一些辐射源两次或更多次并且可以在每次启动期间采样不同辐射传感器。各种其它组合是可能的。例如，可以顺序地启动左侧108上的辐射源并且当每个辐射源有效时可以采样辐射传感器102b。然后底侧112上的辐射源可以均启动两次并且在每一次启动期间可以采样辐射传感器102a、102b的每一个。然后可以启动右侧116上的辐射源并且可以采样辐射传感器102a。从每个辐射源采样的辐射强度水平可以组合为该辐射传感器的辐射强度信号。在另一个实施例中，辐射传感器两者可见的一些辐射传感器可以离每个辐射传感器大致等距，并且可以在这样的辐射源的相同启动期间采样辐射传感器。例如，辐射源106b和一些附近辐射源与辐射传感器102a、102b充分相等地间隔，使得可以在每个辐射源的单启动期间采样辐射传感器两者。

[0064] 返回本实施例，控制器104耦接到接口148，在该实施例中所述接口是通用串行总线端口。

[0065] 在其它实施例中，该接口可以是任何类型的通信接口。例如，接口148可以是模拟接口或数字数据接口，例如串行数据端口或并行数据端口。在接口是模拟接口的实施例中，控制器可以提供对应于x124a和y124a的值的模拟信号(例如电流信号或电压信号)。在接口是数字接口的实施例中，控制器可以被配置成将物理位置x124a和y124a转换为相对于传感器102a和102b的相应数字位置x124d和y124d。控制器可以被配置成在接口提供数字位置x124d和y124d。

[0066] 在本实施例中，表面128是LCD显示屏的表面。LCD显示屏具有X水平像素乘以Y垂直像素的分辨率。例如，在一些实施例中，屏可以具有1280×1024像素或1920×1080像素的分辨率。在其它实施例中显示屏可以具有任何其它标准或非标准像素分辨率。控制器104将物理位置转换为相应像素位置P124d(x124d，y124d)。控制器104可以被配置成使用各种技术这样做，包括使用提供对应于水平和垂直物理位置的水平和垂直像素位置的查找表，使用公式在物理位置和像素位置之间转换或使用任何其它方法。控制器104在接口148提供数字位置P124d。

[0067] 参考图1和4。在另一个实施例中，控制器104被不同地配置或编程成以不同方式估计辐射阻挡对象124的位置P124a。在该实施例中，强度信号122用于更精确地估计辐射阻挡对象124相对于每个辐射传感器102和框架108的侧边的角位置。

[0068] 图4示出了当根据该实施例配置控制器104时的辐射强度信号122b的一部分。在该实施例中，控制器104为每个辐射源和每个辐射传感器的组合建立基线强度水平。对于每个辐射源，当辐射源打开时控制器104从辐射传感器102b采样辐射强度水平，并且在没有辐射阻挡对象的情况下生成基线强度水平126。显示了辐射源106a和106b-106d的基线强度水平。

[0069] 在该实施例中，在系统的起动期间，初始相对于从其可见辐射源(即，如果在辐射源和辐射传感器之间有直接路径)的每个辐射传感器确定每个辐射源的基线强度水平。在系统起动时丢弃强度信号的初始样本集。对于该初始起动期之后的选定时期，在辐射源打开时采样辐射强度水平。记录辐射强度水平并且在每个辐射传感器确定辐射源的平均强度水平。例如，如果每个辐射源每秒启动50次，则可以使用在每个辐射传感器处表示一秒的一半的每个辐射源的前25个样本计算基线强度水平。在其它实施例中，可以在或多或少的样本上或在或长或短的时期计算基线强度水平。每个辐射传感器的基线强度水平固有地考虑当特定辐射源接通时影响到达辐射传感器的辐射量的环境和其它条件。这样的其它条件包括由每个辐射源发射的辐射量、辐射源和辐射传感器之间的物理距离，并且也可以包括使用系统100的方式。

[0070] 相对于每个辐射传感器102计算的每个辐射源106的基线强度水平可以随着时间更新。例如，当环境和其它条件变化时，可以计算最近时期内的辐射强度读数中的一些的移动平均值以细化基线水平。一些辐射强度读数可以不用于计算经更新的基线强度水平。例如，每第十个或第二十个辐射强度读数可以用于计算每个基线强度水平的移动平均值。这减小了计算对应于较长时期的基线强度水平所必须存储的数据量并且也减小了控制器中解决该任务所需的计算时间。典型地，将计算从一秒的一部分至几秒或几十秒的近期的基线强度水平。当辐射源106和辐射传感器102之间的路径被阻挡时，该传感器处的该源的辐射强度水平将显著减小，尽管环境辐射和一些辐射仍然可以绕过辐射阻挡对象到达辐射传感器。当细化基线强度时，控制器可以排除相比于当前基线强度水平低于某个阈值的辐射强度水平，如下面进一步所述。用于计算每个辐射传感器处的每个辐射源的基线强度水平的各种其它方法也可以使用。在一些实施例中，可以计算辐射传感器中的一组或全部的一个基线强度水平。在其它实施例中，预定强度水平可以用作辐射源中的一些或全部的基线强度水平。

[0071] 在该实施例中，每当启动辐射源106时，来自从其可见辐射源的每个辐射传感器102的辐射强度水平被采样，并且与该辐射传感器处的该辐射源的现有基线强度水平比较。
如果当前强度水平大于低于基线强度水平的某个阈值，则计算与基线水平的百分比差异。
例如，阈值可以是基线强度水平的90％。如果当前强度水平大于基线水平的90％，则当前强度水平可以用于进一步细化基线水平，或者它可以被丢弃。如果它小于基线水平的90％，则处理器假设辐射源106和辐射传感器102之间的路径至少部分被阻挡。在其它实施例中，可以使用其它阈值水平。

[0072] 控制器在周期过程中顺序地启动辐射源。在接通辐射源106并且从每个辐射传感器测量辐射源的辐射强度水平的每个周期之后，控制器估计辐射阻挡对象的位置。如上所述。

[0073] 图4示出了若干辐射源106相对于它的基线水平126的衰减。在辐射传感器102测量的辐射源106a的当前强度水平大于基线强度水平126a的90％，因此为了估计辐射阻挡对象124的位置而忽略它，尽管当前强度水平可以用于细化在辐射传感器102b测量的辐射源
106a的基线水平。类似地，辐射源106b的当前强度水平大于基线强度水平126b的90％，因此为了估计辐射阻挡元件的位置而忽略它，但是它可以用于细化基线水平，于是所述基线水平将略微较高。

[0074] 辐射源106c和160d的当前强度水平低于它们的相应基线水平126c和126d的90％。辐射源106c的当前强度水平为基线强度水平126c的53％。辐射源106d的当前强度水平为基线强度水平126d的31％。控制器104将这些偏差归一化为总计100％：来自辐射源106c的相对辐射衰减表示总衰减的63％(31％/84％＝63％)；并且来自辐射源106d的相对辐射衰减表示总衰减的37％。

[0075] 然后如下估计辐射源102b和辐射阻挡对象124之间的线132和右侧116之间的角辐射源106c的角 为44°。对应于辐射源106d的角 (未显示)为42°。在该实施例中，不同于记录角本身，记录每个角的正切。可以如下估计辐射传感器102b和辐射阻挡对象124之间的路径和框架108的左侧之间的角 的正切：

[0076]

[0077]

[0078] 角 为43.27°。

[0079] 在记录角本身的实施例中，可以如下估计角

[0080]

[0081]

[0082] 由于角和它的正切之间的非线性，角 的估计值不同。

[0083] 为辐射传感器102a和辐射阻挡对象124之间的线和左侧114之间角计算角 两个算出的角 和θ124用于估计辐射阻挡对象124的位置(xb，yb)。

[0084] 以该方式，控制器104可以使用在辐射传感器中的一个处测量的两个或更多个辐射源的衰减，以通过归一化不同辐射源的相对衰减并且然后从框架的相关侧和辐射传感器计算那些源的角的加权平均值，而估计辐射阻挡对象相对于辐射传感器102中的一个和框架108的左侧或右侧的角位置。

[0085] 通过允许角θ和 被估计在定位辐射源106所成的特定角之间，该实施例可以允许比第一实施例更精确地估计辐射阻挡对象124的位置。

[0086] 系统100可以在各种配置中使用以识别各种类型的辐射阻挡对象124的位置。例如，系统100可以用于白板或其它显示表面。框架108可以附连到白板的边缘或框架，或者也可以是白板的框架。辐射阻挡对象124可以是用于在白板上书写的笔，并且当笔在白板的表面上来回移动时，它的位置由控制器104估计。控制器104可以耦接到白板系统(或可以是白板系统的一部分)以用于记录笔的位置的估计值。通过记录笔的位置的连续估计值，白板上的信息可以以电子形式再产生并且可以被记录供以后使用，并且它可以被显示或打印。白板系统可以包括软件以计算笔在估计位置之间的移动路径并且使算出的路径平滑。

[0087] 当笔用于在白板上书写时，白板上的油墨可能改变反射到辐射传感器102上的环境光的量，并且也可以改变从辐射源106传播到辐射传感器102的辐射量，由此影响为辐射源106中的一些或全部测量的辐射强度水平。在这样的实施例中，定期更新辐射源中的一些或全部的基线强度水平可以改善辐射阻挡对象的位置的估计值的精度。

[0088] 在其它实施例中，系统100可以用于显示监视器或显示屏以形成触摸屏。框架108可以安装到显示监视器或者可以是显示监视器的外壳的一部分。在该情况下辐射阻挡对象124可以是手指，并且当人将他们的手指移动到显示监视器上或离开显示监视器时，手指的存在被检测并且它在显示屏上的位置由控制器104估计。控制器104可以耦接到触摸屏系统(其也可以包括显示监视器)(或者可以是触摸屏系统的一部分)并且可以将手指的位置的估计值提供给触摸屏系统。当手指在显示屏上来回移动时，手指的位置的连续估计值可以记录在触摸屏系统中以提供手指的运动的电子记录，并且估计位置可以显示在显示监视器上。触摸屏系统可以包括软件或其它部件以计算手指在它的连续估计位置之间的运动路径，并且使算出的路径平滑。这样的触摸屏系统与系统100组合将有效地允许用户使用人的手指在显示监视器上书写或绘画，或操作显示在显示监视器上的对象。

[0089] 在触摸屏系统中，辐射源106和辐射传感器102可以相对接近显示屏定位，并且当显示在显示屏上的信息变化时，入射在辐射传感器上的辐射量可以变化。在这样的实施例中，也可能有益的是更新辐射源中的一些或全部的基线强度水平。

[0090] 接着参考图5a和5b。图5a示出了用于估计辐射阻挡对象524的位置的另一个系统500。图5b更详细地示出了系统500的右下角。系统500在很大程度上类似于系统100并且相应元件用相应附图标记识别。系统500包括邻近辐射源506安装的漫射器530。漫射器530漫射由辐射源发射的辐射，由此平滑当从辐射传感器502观察的显然由辐射源沿着框架508的左侧、底侧和右侧发射的辐射量。在该实施例中，如上面关于系统100所述那样估计辐射阻挡对象524相对于辐射传感器和框架的左侧和右侧的角位置。发明人已发现使由辐射源506发射的辐射漫射可以提供辐射阻挡对象的位置的更精确估计。

[0091] 各种材料适合于用作漫射器530，包括略微混浊或透明的塑料或其它材料，所述材料漫射但不过度散射来自辐射源的辐射，使得它不能由辐射传感器102精确地测量。在一些实施例中，可以有效地使用漫射但不显著阻挡穿过漫射器的辐射的光学级漫射器，衍射光栅、透镜漫射器和透镜衍射光栅可以用于漫射器530。图5b示出了安装在框架508的底侧512上的连续透镜漫射器530b和安装在框架508的右侧516上的连续透镜漫射器530r。

[0092] 图6示出了对应于图5b中所示的系统500的部分的另一个实施例600的一部分。在系统600中，单独的漫射器630邻近每个辐射源506安装。

[0093] 在本发明的一些实施例中，控制器可以改变由辐射源中的一些或全部发射的辐射的强度。可以这样做以改变在辐射传感器处测量的辐射源的强度水平，从而克服环境光的影响，减小系统的功率消耗，或出于其它原因。

[0094] 在上述的实施例中，框架为矩形并且辐射传感器安装在框架的两个角部中。在其它实施例中，框架可以具有不同形状。例如，本发明可以用于公告板或具有任何规则或不规则形状的其它对象，并且框架可以被成形为并且尺寸被确定成适配在下层对象上或上方。传感器可以定位在框架上的各种位置，包括沿着框架的侧边(其可以是直的或弯曲的)。在每种情况下，在几何上使用每个传感器的和从该传感器可见的辐射源的位置以识别辐射阻挡对象的存在和位置。

[0095] 在具有矩形或其它框架形状的一些实施例中，可以使用附加传感器。例如，可以在系统100(图1)和500(图5a)的左下角和右下角加入附加传感器。在一些实施例中，可以沿着框架的顶侧110加入附加辐射源。在一些实施例中，来自附加传感器的关于辐射阻挡对象124或524的位置的附加信息可以组合以提供辐射阻挡对象的位置的更精确估计。

[0096] 在具有矩形或其它框架形状的一些实施例中，可以沿着框架的侧边放置传感器。辐射传感器和辐射源的定位可以取决于将在其中检测辐射阻挡对象的下层系统(例如白板、显示监视器或其他系统)的部分。

[0097] 在各种实施例中，根据本发明的系统可以包括边框(其可以是框架的一部分)，所述边框隐藏包括辐射源、辐射传感器和漫射器的系统的部件的一些或全部。在一些实施例中，边框或框架或两者可以涂抹有辐射吸收涂料或以另外方式适合于减小从边框或框架或两者朝着辐射传感器反射的辐射量。

[0098] 在一些实施例中，滤光器可以放置在辐射传感器中的一些或全部和辐射源中的一些或全部之间。例如，滤光器可以安装在辐射传感器周围以减小入射在辐射传感器上的环境和其它有害辐射的量。

[0099] 接着参考图7，该图示出了用于同时跟踪两个或更多个辐射阻挡对象的位置的系统700。系统700是触摸屏，其用作所连接的计算机或其它外部系统的输入设备和输出设备两者。

[0100] 系统700在构造上类似于系统100和500，并且相应部件由相似附图标记识别。系统700可以用作电子白板系统或LCD触摸屏。

[0101] 系统700包括一对辐射传感器702a、702b、控制器704、安装在框架708上的多个辐射源706和LCD显示屏。源706安装在框架708的左侧714、底侧712和右侧716上。框架708也具有顶侧710。辐射传感器702a安装在框架708的左上角并且辐射传感器702b安装在框架708的右上角。辐射传感器702a和702b分离距离d。控制器704耦接到辐射传感器702和辐射源706。控制器704控制辐射源并且接收来自辐射传感器的辐射强度水平，如上面关于系统100所述。

[0102] 框架708的侧边平行于x-y平面的轴线。一对辐射阻挡对象724a和724b被定位，使得每个辐射阻挡对象724阻塞辐射源706中的至少一个和辐射传感器702之间的直线路径。

[0103] LCD显示屏安装在框架708内并且具有显示表面728。从辐射源706至辐射传感器702的辐射所沿着的视线路径线在显示表面之上通过，并且大致平行于显示表面。LCD显示屏具有X水平像素乘以Y垂直像素的分辨率。例如，在一些实施例中，LCD显示屏可以具有
1280×1024像素或1920×1080像素的分辨率。许多其它像素分辨率可能用于各种显示面板。在各种实施例中，任何类型的显示面板可以用于代替LCD面板。典型地，框架708将安装到显示面板，或者也将形成显示面板的外壳的一部分。

[0104] 系统700可以可选地包括漫射器，例如图5和6中所示的漫射器530和630。

[0105] 系统700将典型地包括若干输入/输出接口。在本实施例中，控制器704通过接口748耦接到计算设备以将辐射阻挡对象的位置传输到计算设备。例如，接口748可以是串行接口(例如USB接口)或并行接口。LCD显示器耦接到计算设备以接收视频信号，所述视频信号通过视频信号接口(未显示)显示在显示器728上。

[0106] 接着参考图8，该图示出了用于识别或估计辐射阻挡对象724a和724b的位置的方法800。在该实施例中，方法800由控制器704执行。在方法800的开始之前，没有辐射阻挡对象定位在显示表面728上。

[0107] 方法800在步骤802中开始，在该步骤中第一辐射阻挡对象724a初始定位在显示表面728上。用于执行方法800的指令记录在存储器721中。控制器720访问存储指令并且执行指令以实施方法。

[0108] 将通过例子解释方法800，并且出于举例的目的，将第一辐射阻挡对象初始放置在显示表面上置于图7中所示的位置。在该步骤中，辐射阻挡对象724b未置于显示表面728上。

[0109] 参考图9a和9b，所述图示出了辐射阻挡对象724a已置于显示表面728上之后的辐射强度信号722a和722b。

[0110] 辐射强度信号722a示出了来自辐射源706i-706k的辐射强度水平在辐射传感器702a衰减。辐射强度信号722b示出了来自辐射源706a-406c的辐射强度水平在辐射传感器
702b衰减。

[0111] 控制器704如上面关于系统100所述那样使用辐射强度信号722a和722b来估计辐射阻挡对象724a的物理位置P724a(xaa，yaa)。位置P724a(xaa，yaa)是相对于传感器702的位置和基于角 计算的物理(或模拟)位置。

[0112] 控制器704保持接触表(touch table)，已在表面728上检测到的每个辐射阻挡对象的最后已知位置记录在所述接触表中。典型地，接触表可以是存储在存储器721中的一组变量或数据库的一部分。在本实施例中，接触表包括用于记录高达两个辐射阻挡对象的最后已知位置的两个位置，A和B。在其它实施例中，接触表可以包括超过两个位置，或者可以包括可变数量的位置。

[0113] 控制器704将第一辐射阻挡对象724a的物理位置P724a记录在接触表中的位置A中：

[0114] 位置  X位置  Y位置
 A  xaa  yaa
 B  _  _

[0115] 物理位置P724a(xaa，yaa)对应于LCD显示器728上的像素(或数字)位置P724d(xad，yad)。控制器704将物理位置P724a转换为相应像素位置P724d，并且在接口748提供像素位置P724d。

[0116] 方法800然后进入步骤804。在步骤804中，控制器704操作辐射源706和传感器702以从每个辐射传感器702顺序地获得与辐射源706关联的辐射强度水平。将来自每个辐射传感器的辐射强度水平组合为辐射强度信号722。控制器704分析每个辐射强度信号722以确定在每个辐射强度信号中表示的辐射阻挡对象的数量。

[0117] 在该实施例中，高达两个辐射阻挡对象可以置于表面728上。

[0118] 参考图10a和10b，所述图示出了当两个辐射阻挡对象724a和724b置于表面728上时的示例性辐射强度信号722a和722b。辐射强度信号722a和722b的每一个具有在每个辐射源702衰减的辐射强度水平的两个不同范围。(辐射强度水平衰减的辐射源可以被称为经衰减的辐射源。)经衰减的辐射强度水平的每个范围对应于独立的辐射阻挡对象724。经衰减的辐射强度水平的范围由未被衰减的至少一个辐射源分离。例如，并且也参考图7，在辐射强度信号722a中，辐射源706i-706k和706p-706r的辐射强度水平在辐射传感器702a衰减。辐射源706i-706k的衰减对应于辐射阻挡对象724a。辐射源706p-706r的衰减对应于辐射阻挡对象724b。控制器704被配置成通过识别未被衰减的范围之间的至少一个辐射源而识别经衰减的辐射源的两个不同范围。在一些情况下，经衰减的辐射源的范围可以由经衰减的单辐射源组成。

[0119] 参考图11、12a和12b，所述图示出了另一种情况，其中两个辐射阻挡对象置于表面728上。在图11中，辐射阻挡对象724a和724b被定位，使得角θa和θb分离较小角。

[0120] 图12a是辐射强度信号722a，示出了辐射阻挡对象724a和724b对来自一个或多个辐射源的辐射强度水平的衰减具有重叠影响。辐射阻挡对象724a似乎衰减来自辐射源706i-706l的辐射。辐射阻挡对象724b似乎衰减来自辐射源706l-706o的辐射。控制器704被配置成通过识别由高于任一最小值的至少一个辐射强度值分离的辐射强度信号的两个不同最小值而区分经衰减的辐射信号的两个范围。例如，在图12a中，辐射源706j和706n的辐射强度水平是局部最小值。这些局部最小值由高于任一最小值的若干辐射强度水平分离。
在各种实施例中，控制器704可以被配置成以各种方式识别两个不同范围。在一些实施例中，衰减辐射强度水平的范围可以仅仅具有经衰减的单辐射源。例如，在一些实施例中，控制器104可以被配置成识别超过最小值某个预定范围或比率的局部最小辐射强度水平之间的至少一个辐射强度水平。在一些实施例中，控制器可以被配置成需要局部最小值之间的至少两个(或高数量的)辐射强度值。

[0121] 图12b示出了对应于图11中的辐射阻挡对象724a和724b的位置的辐射强度信号722b。辐射强度信号722b包括辐射源706a-706c和706g-706i处的经衰减的辐射强度水平的两个不同区域。两个范围由未被衰减的一个或多个辐射强度水平分离。控制器704被配置成区分经衰减的辐射强度水平的两个范围，如上面关于图10a和10b所述。

[0122] 控制器704因此被配置成识别图10a、10b、12a和12b中所示的每个辐射强度信号中的经衰减的辐射源的范围。

[0123] 接着参考图13、14a和14b，所述图示出了另一种情况，其中两个辐射阻挡对象724a和724b已置于表面728上。

[0124] 在图13中，两个辐射阻挡对象724a和724b与辐射传感器702a大致共线。由也与辐射阻挡对象大致共线的辐射源706j发射的辐射至少部分地由辐射阻挡对象724b阻挡以防止到达辐射传感器702a。辐射阻挡对象724a可以阻挡来自辐射源706j的附加辐射以防止到达辐射源702a，但是辐射阻挡对象724a至少部分地在辐射阻挡对象724b的阴影中。

[0125] 图14a示出了对应于图13中的辐射阻挡对象724a和724b的位置的辐射强度信号722a。辐射源706i-706k的辐射强度水平由辐射阻挡对象724a和724b衰减。辐射强度信号
722a类似于由表面728上的单辐射阻挡对象产生的辐射强度信号。控制器704分析辐射强度信号722a并且能够仅仅识别一个明显的辐射阻挡对象。

[0126] 图14b示出了对应于图13中的辐射阻挡对象724a和724b的位置的辐射强度信号722b。辐射强度信号722b包括辐射源706a-706c和706d-706f处的经衰减的辐射强度水平的两个不同区域。两个范围由未被衰减的一个或多个辐射强度水平分离。控制器704被配置成区分经衰减的辐射强度水平的两个范围，如上所述。

[0127] 控制器704因此确定在该步骤804中获得的辐射强度信号722a和722b的每一个似乎包含经衰减的辐射源中的零个、一个还是两个范围。

[0128] 取决于在辐射强度信号中识别的辐射阻挡对象的数量，方法800如下继续步骤804：

[0129] -如果每个辐射强度信号722包含经衰减的辐射源的一个范围(如图9a和9b中所示)，则方法800进入步骤806；

[0130] -如果辐射强度信号722两者包含经衰减的辐射源的两个范围(如图10a和10b中以及图12a和12b中所示)，则方法800进入步骤808；

[0131] -如果任一个辐射强度信号722包含经衰减的辐射源的两个范围并且另一个辐射强度信号包含经衰减的辐射源的一个范围(如图14a和14b中所示)，则方法800进入步骤810；以及

[0132] -如果辐射强度信号722两者包含经衰减的辐射源的零个范围，则方法800进入步骤820；以及

[0133] -否则，方法800返回步骤804。

[0134] 在步骤806中，控制器704确定显示表面728上的辐射阻挡对象724的位置。控制器704计算对应于辐射强度信号722a和722b的每一个中的经衰减的强度水平的相应范围中的加权平均衰减的角θ和角 辐射阻挡对象724被认为位于一对线746和732的交叉点，所述一对线对应于角θ和角 和辐射传感器702a和702b的位置，如上所述。

[0135] 如果仅仅对应于一个辐射阻挡对象的一个位置被记录在接触表中，则交叉点被认为是辐射阻挡对象的新物理位置。新位置记录在接触表中代替先前记录位置。控制器将辐射阻挡对象的物理位置转换为相应像素位置，然后在接口748提供所述像素位置。

[0136] 如果对应于两个辐射阻挡对象的两个位置被记录在接触表中，则控制器确定先前记录位置中的哪一个最接近交叉点。交叉点被认为是对应于在接触表中用交叉点的位置替换的最近的先前记录位置的辐射阻挡对象的新位置。控制器将辐射阻挡对象的物理位置转换为相应像素位置，然后在接口748提供所述像素位置。

[0137] 从接触表删除更远的先前记录位置。

[0138] 方法800然后返回步骤804。

[0139] 附加地参考图7、10a和10b。

[0140] 在步骤808中，控制器704基于在步骤804中在辐射强度信号722a和722b的每一个中识别的经衰减的辐射源的两个范围确定可以定位辐射阻挡对象724的各个点。

[0141] 例如，在辐射强度信号722a中，辐射源706i-406k和706p-406r在辐射传感器702a衰减。经衰减的辐射源的两个范围由未被衰减的至少一个辐射源分离。

[0142] 控制器704独立地分析经衰减的传感器的每个组并且基于源706i-706k的衰减的加权平均计算角θa，如上面关于角θ124所述。角θa限定延伸通过辐射传感器702a的位置的线746a。

[0143] 控制器704也基于源706p-706r的衰减计算角θb。角θb限定延伸通过传感器702a的位置的线746b。

[0144] 在辐射强度信号722b中，辐射源706a-706c和706g-706i在辐射传感器702b衰减。控制器704基于源706a-706c的衰减计算角 并且基于源706g-706i的衰减计算角 角限定通过传感器702b的位置的线732a。角 限定通过传感器702b的位置的线732b。

[0145] 线746a在点734和736处与线732a和732b交叉。线746b在点738和740处与线732a和732b交叉。在以下表中显示了四个交叉点：

[0146]  线732a   线732b
  线746a   734   736
  线746b   738   740

[0147] 四个点734-740可以被看作两对。辐射阻挡对象724a和724b可以在点734和740处或在点736和738处。

[0148] 方法800然后进入决定步骤812。

[0149] 在步骤810中，控制器704基于辐射强度信号722中的一个的经衰减的辐射源的两个范围和另一个辐射强度信号中的经衰减的辐射源的单个范围识别可以定位辐射阻挡对象724a和724b的各个点。

[0150] 附加地参考图13、14a和14b。

[0151] 对于具有经衰减的辐射源的两个范围的辐射强度信号722，独立地分析每个范围以确定两个角θa和θb或 和 如关于步骤808所述。例如，图14b中的辐射强度信号722b具有经衰减的辐射源的两个不同范围并且计算图13中所示的两个角 和 如上所述。也计算从相应辐射传感器702延伸的两个相应线。在该例子中，计算线732a和732b。

[0152] 对于仅仅具有经衰减的辐射源706的一个范围的辐射强度信号，可以仅仅计算一个相应角θ或 在该例子中，辐射强度信号722a(图14a)仅仅具有经衰减的辐射源706i-706k的一个范围。计算相应角θa和线746a。

[0153] 将角θa复制为角θb，并且将线746a复制为线746b。

[0154] 控制器704然后基于线746a和746b与线732a和732b的交叉计算点734-740，如步骤808中所述。

[0155] 方法800然后进入步骤812。

[0156] 在步骤812中，控制器704确定记录在接触表中的位置的数量。如果仅仅一个位置记录在接触表中，则方法800进入步骤812。如果两个位置记录在接触表中，则方法800进入步骤814。

[0157] 如果一个辐射阻挡的位置记录在接触表中则执行步骤814，并且基于具有经衰减的辐射源的两个范围的辐射强度信号722a或722b中的至少一个或两者新识别一个附加辐射阻挡对象。

[0158] 控制器704确定哪些点734和740或736和738对应于两个辐射阻挡对象724a和724b。

[0159] 控制器704确定哪个点734-440最接近记录在接触表中的位置。在该例子中，辐射阻挡对象724a的物理位置P1a在步骤806中被记录在接触表的位置A中。最接近先前已知位置P1a的点(在点734-740当中)被认为是第一辐射阻挡对象724a的当前位置P1a。位置P1a将对应于数对点(734和740或736和738)中的一对中的一个点。相同对中的另一个点被认为是第二辐射阻挡对象724b的位置P2a(xba，yba)。例如，在图7所示的例子中，辐射阻挡对象724a的最后已知位置P1a最接近位置734。辐射阻挡对象724a被认为定位在点734，并且第二辐射阻挡对象724b的位置P2a被认为处于点740。

[0160] 控制器704用在接触表的位置A中的第一辐射阻挡对象724a的位置P1a更新接触表，并且将第二辐射阻挡对象724b的位置P2a记录在接触表的位置B中：

[0161] 位置  X位置  Y位置
  A   xaa   yaa
  B   xba   yba

[0162] 控制器704将辐射阻挡对象724a和724b的位置物理P1a和P1a转换为相应像素位置P1d和P2d，并且在接口748将它们提供给所耦接的计算设备。

[0163] 方法800然后返回步骤804。

[0164] 在步骤816中，当第一和第二辐射阻挡对象724在显示表面728上移动时跟踪它们的位置。

[0165] 当先前已用两个辐射阻挡对象724的位置更新接触表(在步骤814或816中)时，方法800进入步骤816。在接触表中更新两个辐射阻挡对象的位置，并且在接口748报告它们的相应位置。

[0166] 控制器704分析来自接触表中的最后记录位置P1a和P2a的运动的每个可能组合。在该实施例中，四个可能组合如下：

[0167] 组合1：辐射阻挡对象724a移动到位置734；并且

[0168]       辐射阻挡对象724b移动到位置740。

[0169] 组合2：辐射阻挡对象724a移动到位置740；并且

[0170]       辐射阻挡对象724b移动到位置734。

[0171] 组合3：辐射阻挡对象724a移动到位置736；并且

[0172]       辐射阻挡对象724b移动到位置738。

[0173] 组合4：辐射阻挡对象724a移动到位置738；并且

[0174]       辐射阻挡对象724b移动到位置736。

[0175] 对于每个组合，控制器704被配置成计算两个辐射阻挡对象724将移动的总距离。例如，对于组合3，第一辐射阻挡对象724a将从位置P1a移动到位置736，并且第二辐射阻挡对象724b将从位置P2a移动到位置738。可以使用标准几何方法计算每个辐射阻挡对象移动的距离。

[0176] 对于每个组合，将每个辐射阻挡对象将移动的距离共同求和。在该例子中，每个组合导致以下总距离：

[0177] 组合1：0.2mm

[0178] 组合2：82.4mm

[0179] 组合3：46.5mm

[0180] 组合4：85.3mm

[0181] 控制器704被配置成认为辐射阻挡对象根据需要两个辐射阻挡对象的最短总运动的组合移动。在本例子中，这是组合1。辐射阻挡对象724a被认为移动到点734。辐射阻挡对象724b被认为移动到点740。控制器704用每个辐射阻挡对象的新位置更新接触表。控制器704将辐射阻挡对象724a和724b的新物理位置P1a和P2a转换为相应像素位置P1d和P2d，并且在接口748将它们提供给所耦接的计算设备。

[0182] 方法800然后返回步骤804。

[0183] 如果已从显示表面728移除辐射阻挡对象两者，则方法800进入步骤820。控制器删除接触表中的所有记录位置并且可以可选地在接口748提供未在显示表面728上检测到辐射阻挡对象的指示。

[0184] 使用方法800，当一个或两个辐射阻挡对象定位在显示表面728上并且在显示表面728上来回移动时，控制器704提供它们的连续位置。当未在显示表面上识别到辐射阻挡对象时，该方法结束。

[0185] 在系统700和方法800中，辐射阻挡对象的位置作为物理位置记录在接触表中，并且以物理尺寸计算各个点之间的距离。在其它实施例中，可以记录位置并且可以以像素尺寸计算距离。

[0186] 在这里仅仅通过例子描述了本发明。可以对这些示例性实施例进行各种修改和变化而不脱离本发明的精神和范围。