專利名稱：：用于感測和跟蹤表面上的輻射阻擋對象的系統(tǒng)和方法
技術領域：
：所述的實施例涉及用于感測和跟蹤表面上的一個或多個輻射阻擋對象的位置的系統(tǒng)、方法和傳感器。
背景技術：
：當諸如手指、觸控筆、筆或其它對象的一個或多個對象位于表面上或橫越表面移動時各種計算機輸入和其它設備需要跟蹤它們。例如，計算機監(jiān)視器和其它顯示屏可以安裝有觸摸屏，當手指或觸控筆橫越屏的顯示表面移動時，所述觸摸屏允許用戶使用手指或觸控筆為計算機提供輸入。類似地，白板可以安裝有筆定位感測系統(tǒng)，當一個或多個筆橫越白板的書寫表面移動時所述筆定位感測系統(tǒng)跟蹤所述一個或多個筆的位置?，F(xiàn)有的系統(tǒng)具有各種缺陷，包括過于復雜和過高成本、影響它們的精度和響應時間的高計算量以及其它缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了當一個或多個輻射阻擋對象位于表面上或橫越表面移動時用于檢測所述輻射阻擋對象的存在和位置的各種系統(tǒng)。所述表面可以是任何類型的表面，例如計算機監(jiān)視器或其它顯示設備的顯示表面，例如白板、公告板、紙張或壁的書寫表面，或例如玩具或游戲的一部分的另一種表面。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的各種實施例包括框架或外殼，所述框架或外殼具有安裝在其上的多個輻射源和輻射傳感器。所述框架將典型地、但非必要地安裝或組合到下層系統(tǒng)的外殼、框架或支座，例如白板、顯示監(jiān)視器、公告板、游戲、玩具或其它設備。在一些實施例中，所述框架或外殼可以與顯示監(jiān)視器組合以形成觸摸屏?？刂破黜樞虻貑铀鲚椛湓粗械囊恍┗蛉?。所述輻射源可以以從所述框架的一側至另一側的掃掠方式啟動，或者可以它們可以按照不同順序啟動。當每個輻射源啟動時，入射在所述輻射傳感器中的一些或全部上的輻射被測量。存在于所述框架內(nèi)的輻射阻擋對象將典型地阻擋或衰減所述輻射源中的一些和所述輻射傳感器中的一些之間的路徑中的一個或多個。通過從這樣的阻擋連續(xù)地測量輻射的衰減，估計所述輻射阻擋對象的位置。在根據(jù)本發(fā)明的另一個方面的實施例中，一個或多個漫射器用于使由所述輻射源發(fā)射的輻射漫射。所述漫射器可以允許更精確地估計輻射阻擋對象的位置，特別是當所述輻射阻擋對象阻擋輻射源和輻射傳感器之間的路徑中的兩個或更多個時。在一些實施例中，由所述輻射源發(fā)射的輻射以調制頻率或用調制圖形進行調制。所述傳感器對所述調制頻率或圖形敏感并且忽略未根據(jù)所述頻率或圖形調制的輻射，在估計輻射阻擋對象的位置中減小了環(huán)境和其它亂真輻射的影響。在一個方面中，提供了一種用于感測表面上的一個或多個輻射阻擋對象的位置的系統(tǒng)。所述表面安裝到框架或框架內(nèi)，并且在一些實施例中，所述表面和所述框架大體上是矩形。輻射源設在所述框架上并且發(fā)射橫越所述表面的輻射。輻射傳感器設在所述框架上的兩個或更多個位置。每個傳感器被定位，使得來自多個輻射源的輻射可以入射到每個傳感器上。每個傳感器將對應于入射到其上的輻射的強度的輻射強度水平提供給控制器。所述控制器耦接到所述輻射源并且順序地啟動所述輻射源。當每個輻射源被啟動時，來自所述輻射源的輻射可以入射到所述輻射傳感器中的一些或全部上。所述控制器從所述輻射傳感器采樣輻射強度水平。當輻射阻擋對象存在于所述表面上時，所述輻射阻擋對象將典型地阻擋或衰減來自所述輻射源中的一個或多個的輻射。所述控制器識別輻射強度信號相比于基線或閾值強度水平衰減的輻射源。所述控制器基于從每個輻射傳感器測量的所述經(jīng)衰減的輻射源(即，輻射強度水平由于輻射阻擋對象的存在而衰減的輻射源)的位置估計所述輻射阻擋對象的位置。所述控制器首先估計所述輻射阻擋對象相對于所述輻射傳感器中的至少兩個的角方向。組合所述角方向以估計所述表面上的所述輻射阻擋對象相對于參考位置的位置。在一些實施例中，所述控制器將來自輻射源的輻射強度水平樣本組合為輻射強度信號并且識別經(jīng)衰減的輻射源的范圍。識別所述范圍內(nèi)的中心輻射源，并且基于每個輻射強度信號中的中心輻射源估計所述輻射阻擋對象相對于所述輻射傳感器中的至少一個的角位置。在其它實施例中，可以組合輻射強度信號的相對衰減以估計所述輻射阻擋對象的位置。例如，如果對應于輻射源的范圍的輻射強度水平的范圍由輻射阻擋對象衰減，則基于每個輻射源的相對衰減和位置的加權平均值用于細化所述輻射阻擋對象相對于每個輻射傳感器的估計角位置。組合所述經(jīng)細化的估計角位置以提供所述輻射阻擋對象相對于參考位置的估計位置。在一些實施例中，可以感測所述表面上的多個輻射阻擋對象。所述控制器分析來自所述輻射傳感器的每一個的輻射強度信號，以識別對應于一個或更多個輻射阻擋對象的存在的經(jīng)衰減的輻射強度水平。假設在任何一個輻射強度信號中識別的輻射阻擋對象的最大數(shù)量為存在于所述表面上的輻射阻擋對象的最小數(shù)量。所述控制器估計從每個輻射傳感器明顯可見的每個輻射阻擋對象相對于所述傳感器的角方向。組合所述角位置以估計每個輻射阻擋對象的位置。當所述角方向可以導致不同估計值時，輻射阻擋對象的先前位置(當已知這樣的先前位置時)可以用于選擇輻射阻擋對象的可能的當前位置。例如，在一些實施例中，識別相對于兩個輻射傳感器的每一個的兩個角方向。所述角方向可以表示源自所述傳感器的每一個的線。所述線在四個點交叉，所述點可以成對地被視為兩個輻射阻擋對象的可能位置。通過基于所述交叉計算從所述輻射阻擋對象的先前位置到可能的當前位置所需的最短移動，而使用輻射阻擋對象之一或兩者的先前已知位置。所述輻射阻擋對象被認為位于需要最短移動的可能位置。在其它實施例中，其它準則可以用于在不同的可能位置之間解決。例如，在先前時期內(nèi)的輻射阻擋對象的軌跡、距離或感測過程的重復次數(shù)可以用于估計輻射阻擋對象的當前位置。下面在本發(fā)明的一些示例性實施例的描述中，描述了本發(fā)明的這些和其它方面?，F(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的各種實施例，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的第一系統(tǒng)；圖2a和2b不出了根據(jù)圖I的系統(tǒng)的福射強度信號；以及圖3示出了根據(jù)另一個實施例的輻射強度信號；圖4示出了根據(jù)又一個實施例的輻射強度信號；圖5a和5b示出了另一個實施例；圖6示出了另一個實施例；圖7示出了又一個實施例，其中若干輻射阻擋實施例處于某個位置；圖8示出了使用圖7的系統(tǒng)識別或估計表面上的輻射阻擋對象的位置的方法；圖9a和9b示出了對應于圖7的輻射阻擋對象中的一個的輻射強度信號；圖IOa和IOb示出了對應于圖7的輻射阻擋對象兩者的輻射強度信號；圖11示出了圖7的系統(tǒng)，其中輻射阻擋對象處于不同位置；圖12a和12b示出了對應于圖11的輻射強度信號；圖13示出了圖7的系統(tǒng)，其中輻射阻擋對象處于不同位置；以及圖14a和14b示出了對應于圖13的輻射強度信號。附圖僅僅是示例性的并且未按比例繪制。為了清楚可能未顯示一些實施例的各種元件。各種實施例的相似和相應元件由相似附圖標記識別。具體實施例方式本文中所述的示例性實施例提供關于系統(tǒng)和方法的細節(jié)，所述系統(tǒng)和方法用于確定一個或多個輻射阻擋對象相對于各種輻射源和輻射傳感器的位置。在一些實施例中，所述輻射源和傳感器可以安裝在框架中。在一些實施例中，所述系統(tǒng)可以包括或用于各種下層設備，例如白板、顯示監(jiān)視器和其它設備。在一些實施例中，所述系統(tǒng)可以包括或用于下層表面，例如白板、壁、顯示屏的表面或任何其它大體平面的表面。輻射源可以發(fā)射可見光譜或例如紫外或紅外光譜的其它光譜輻射。本文中所述的實施例僅僅是示例性的并且其它實現(xiàn)方式和配置也是可能的。首先參考圖1，該圖示出了用于感測或估計輻射阻擋對象124的位置的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括一對輻射傳感器102a、102b、控制器104和安裝在框架或外殼108上的多個輻射源106?？蚣?08具有頂側110、底側112、左側114和右側116。在該實施例中，輻射源106安裝在框架108的左側、底側和右側上。輻射傳感器102a安裝在框架108的左上角并且輻射傳感器102b安裝在框架108的右上角?？蚣?08圍繞表面128。在各種實施例中，表面128可以是顯示屏的表面、書寫表面或另一個表面。在該實施例中，框架108在表面128的邊緣提供邊框。輻射源106和輻射傳感器102安裝在邊框內(nèi)。在一些實施例中，框架可以僅僅部分地圍繞或封閉表面，例如，如果沒有輻射傳感器或輻射源鄰近頂緣安裝，則框架可以不封閉表面的頂緣。在其它實施例中，框架可以支撐但不封閉表面。例如，框架可以為表面、輻射傳感器和輻射源提供支撐，但是可以不具有圍繞表面的邊框或其它元件。在其它實施例中，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邊緣之間的實體表面并且當系統(tǒng)100在使用時輻射阻擋對象可以位于實體表面上。典型地，如同這些例子中那樣，表面將安裝到框架。在圖I中框架108的左上角被剖開以顯露輻射傳感器102a和若干輻射源106。框架108的右下角也被剖開以顯露輻射源106中的一些。在該實施例中，每個輻射源106是發(fā)射紅外光譜輻射的LED。在其它實施例中，輻射源可以是發(fā)射其它光譜輻射的各種類型的源，包括可見光譜和紫外光譜。輻射源106安裝在框架108上使得來自輻射源的輻射到達輻射傳感器102之一或兩者。在該實施例中，輻射源沿著框架108的左側、底側和右側相等地間隔。在該實施例中，框架108為具有方角的矩形?？蚣?08的側邊平行于x-y平面的軸線。在一些實施例中，輻射源可以不相等地間隔。在一些實施例中，框架可以具有非矩形的形狀?？刂破?04包括處理器120，所述處理器可以是能夠操作系統(tǒng)100的任何類型的設備或部件，包括硬件部件、軟件部件或包括硬件和軟件或固件或兩者的部件。例如，處理器120可以是微處理器、微控制器、門陣列或任何類型的數(shù)據(jù)處理或計算設備。處理器可以被編程或配置成操作系統(tǒng)100及其部件并且與外部設備通信?？刂破?04也可以包括存儲器121，所述存儲器可以由處理器120訪問。處理器120控制控制器104和系統(tǒng)100的操作。指令可以記錄在存儲器121中，并且可以裝載到處理器中以將處理器配置成執(zhí)行控制、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和通信操作以用于控制控制器104和系統(tǒng)100的操作，如下所述。控制器104耦接到每個輻射源106。這些連接中的僅僅一些在圖I中示出?？刂破?04能夠獨立地啟動每個輻射源106，使得當一個輻射源啟動或打開(即，發(fā)射輻射)時剩余輻射源未啟動或關閉(即，不發(fā)射輻射)。在該實施例中，每個輻射傳感器102是PIN光電二極管，能夠感測由框架108的兩個相對側上的輻射源106發(fā)射的輻射。輻射傳感器102a感測由框架108的底側和右側上的輻射源106發(fā)射的輻射。輻射傳感器102b感測由框架108的底側和左側上的輻射源106發(fā)射的輻射。每個輻射傳感器102耦接到控制器104并且在任何特定時間將對應于落在輻射傳感器102上的輻射強度的輻射強度水平提供給控制器。當相應輻射傳感器102正從輻射源106接收輻射時輻射強度水平具有較高值，當相應輻射傳感器102未正從輻射源106接收輻射時具有較低值。對應于輻射源106的一系列輻射強度水平可以組合或合并成輻射強度信號，所述輻射強度信號可以用于估計輻射阻擋對象124的位置。這在下面進行解釋。在其它實施例中每個輻射傳感器可以是對由輻射源發(fā)射的輻射作出反應并且能夠提供對應于入射在傳感器上的輻射的輻射強度水平的任何設備。例如，諸如光電傳感器、光電二極管、光電池、太陽能電池或光伏電池的感光元件可以用于提供輻射強度水平。輻射傳感器可以以與控制器104兼容的任何格式提供輸出輻射強度水平，包括數(shù)字或模擬格式。控制器104用框架108的尺寸、每個輻射源106的位置和每個輻射傳感器102的位置進行編程。在該例子中，控制器104用以下信息進行編程-傳感器102a和102b分離距離d。輻射傳感器102a處于χ-y平面上的(0，O)位置并且輻射傳感器102b處于χ-平面上的(d，0)位置。-對于框架108的底側或右側上的每個輻射源，框架的左側(或平行于框架的左側的線，取決于輻射傳感器102a的位置)與輻射傳感器102a和輻射源之間的路徑之間的角，或對應于該角的值。-對于框架108的左側或底側上的每個輻射源，框架的右側(或平行于框架的右側的線，取決于輻射傳感器102b的位置)與輻射傳感器102b和輻射源之間的路徑之間的角，或對應于該角的值。在控制器104的控制下，系統(tǒng)100可操作地估計輻射阻擋對象124的物理位置Pma(Xma，y12J。在圖I中，輻射阻擋對象124被示出為觸控筆。觸控筆的尖端在點P124與表面128相接觸，所述點對應于這里所述的物理位置P124a和下面所述的像素位置P124d。在操作中，控制器104順序地啟動輻射源106。當啟動輻射源106時，控制器104米樣來自福射傳感器102之一或兩者的輸出以獲得對應于入射在每個福射傳感器102上的輻射強度的輻射強度水平。典型地，輻射源和每個輻射傳感器之間的路徑將被阻擋、部分阻擋(即，部分衰減)或暢通。在一些實施例中，當啟動輻射源106時，如果在輻射源106和輻射傳感器102之間有直接路徑，則控制器可以僅僅檢查輻射傳感器102的輻射強度水平。例如，在輻射傳感器102a和框架108的底側112和右側116上的輻射源106之間具有直接路徑。類似地，在框架108的左側114和底側112上的輻射源106和輻射源102b之間具有直接路徑。在其它實施例中，即使當被啟動的輻射源106不具有至輻射傳感器的直接路徑時，控制器104也可以檢查輻射傳感器102處的輻射強度水平。用于執(zhí)行該過程的指令記錄在存儲器121中。處理器120訪問存儲器121中的指令并且執(zhí)行指令以實施上述的過程和下述的過程。處理器120也可以在該過程的執(zhí)行期間將數(shù)據(jù)記錄在存儲器121中。在其它實施例中，輻射源和輻射傳感器的特定放置和框架的形狀(其不需要是矩形并且可以具有另一種形狀)將影響哪個輻射源具有至哪個輻射傳感器的直接路徑。返回本實施例，當啟動輻射源106a時，控制器104不需要采樣輻射傳感器102a以獲得輻射強度水平，原因是在輻射源106a和輻射傳感器102a之間沒有未被其它輻射源106阻塞的直接路徑?？刂破?04采樣由輻射傳感器102b提供的輻射強度水平，所述輻射強度水平將具有較高值，該較高值指示輻射源106a和輻射傳感器102b之間的路徑是暢通的或未被阻擋。當啟動輻射源106c時，控制器104采樣輻射傳感器102a和102b兩者。來自輻射傳感器102a的輻射強度水平較高，指示輻射源106c和輻射傳感器102a之間的路徑是暢通的。來自輻射傳感器102b的輻射強度水平較低，指示輻射源106c和輻射傳感器102b之間的路徑在該例子中由輻射阻擋對象124阻擋。當啟動輻射源106e時，來自輻射傳感器102a和102b的輻射強度水平分別指示輻射源106e和輻射傳感器102a和102b之間的路徑是暢通的。當啟動輻射源106f時，控制器104采樣來自輻射源102a的輻射強度水平，指示輻射源106f和輻射傳感器102a之間的路徑由輻射阻擋對象124阻擋。控制器104采樣來自輻射傳感器102b的輻射強度水平，指示輻射源106f和輻射傳感器102a之間的路徑是暢通的。當控制器104順序地啟動輻射源并且采樣對應于每個輻射源106的輻射強度水平時，控制器104如下記錄結果11福射源至輻射傳感器102a的路徑至輻射傳感器102b的路徑..·-..·106a-暢通..·..·..·106c暢通阻擋..·..·..·106e暢通暢通.........106f阻擋-......-參考圖2a和2b。圖2a示出了對應于由控制器104從輻射傳感器102a獲得的輻射強度水平的輻射強度信號122a。圖2b示出了對應于由控制器104從輻射傳感器102b獲得的輻射強度水平的輻射強度信號122b。當包括輻射源106a、106b、106c和106d的輻射源順序地被啟動并且然后被停用時，每個輻射強度信號包括輻射傳感器102b的輸出。當任何一個輻射源打開時，剩余輻射源關閉。使用輻射強度信號122a和122b，控制器104可以估計輻射阻擋對象124的物理位置。控制器104假設輻射阻擋對象124位于每個輻射傳感器的被阻擋路徑中。在該例子中，可以估計輻射阻擋對象124的位置P124a(x124a，y124a)Xi24a=d·tan9ftan9f+tan<pc⑴yl2ia=x124a·tanΘf(2)在圖I的實施例中，估計輻射阻擋對象124的位置所用的分辨率取決于許多因素，包括輻射源106之間的間隔。通過將輻射源靠近彼此放置，可以獲得更大的分辨率。在以上方程⑴和⑵中，角ΘJPCpc的正切用于計算點P124的位置。在系統(tǒng)100中，左側114和至對輻射檢測器102a可見的輻射源106的路徑之間的角Θ的正切，和右側116和至對輻射檢測器102b可見的輻射源106的路徑之間的角φ的正切記錄在控制器104可訪問的數(shù)據(jù)存儲位置中。這允許計算方程(I)和(2)而不需要計算每個角9{和隊的正切，由此允許更快地計算P124的位置。在其它實施例中，可以記錄角本身或可以記錄對應于角的另一個值。在一些實施例中可以記錄對應于輻射源、輻射傳感器和參考線(例如平行于框架的右緣和左緣的線)中的每一個之間的角關系的多個值。取決于控制器104的編程，系統(tǒng)100可以以不同方式操作。在另一個實施例中，系統(tǒng)100可以操作以細化表面128上的輻射阻擋對象的估計位置P124a。參考圖I和3。取決于輻射源之間的距離、輻射阻擋對象的尺寸以及輻射阻擋對象和輻射傳感器之間的距離，若干輻射源和輻射傳感器之間的路徑可以由輻射阻擋對象阻擋。例如，如果輻射源106b、106c和106d足夠相互接近，則輻射阻擋對象124可以至少部分地阻擋輻射源中的兩個或全部三個和輻射傳感器102b之間的路徑，由此衰減所有三個輻射源的輻射強度水平，尤其當輻射阻擋對象接近輻射傳感器102b時。在一些實施例中，控制器104確定至特定輻射傳感器的路徑被阻擋的輻射源的范圍內(nèi)的中心輻射源?？蛇x地，只有當輻射源的輻射強度水平低于某個閾值水平時，控制器104才可以將該輻射源視為被阻擋，提供了一種用于包括或排除在經(jīng)衰減的輻射源的范圍的邊緣處的略微衰減的輻射源的機制。在該例子中，中心輻射源將是輻射源106c?？刂破魅缓蠡谥行妮椛湓春涂蚣?08的相關側邊之間的角Θ或φ(在該情況下，角φ，相對于右側116)估計輻射阻擋對象的位置。在其它實施例中，控制器可以使用被阻擋的輻射源的角的范圍當中的中間角θ或φ(取決于相關輻射傳感器)。如果對應于使輻射源與輻射傳感器相關的每個角的不同值被記錄在控制器104中，例如每個角的正切，則可以在確定中心輻射源或角之后使用記錄值。估計位置P124a(x124a，y124a)是物理位置，以與分離輻射傳感器102a和102b的尺寸d相同的單位測量。在一些實施例中，控制器可以順序地而不是同時地組合每個輻射傳感器102的輻射強度信號122，如上所述。例如，可以順序地啟動輻射傳感器102a可見的輻射源并且可以組合輻射強度信號122a。然后可以順序地啟動輻射傳感器102b可見的輻射源并且可以組合輻射強度信號122a。順序地而不是同時地組合輻射強度信號122的該過程允許為不同輻射傳感器102改變輻射源106中的一些或全部的強度。參考圖I，輻射傳感器106e離輻射傳感器102b比離輻射傳感器102a更近。期望的是與組合輻射傳感器102b的輻射強度信號時相比當組合輻射傳感器102a的輻射強度信號時以更高的強度啟動輻射源106e。在其它實施例中，可以同時地組合輻射強度信號，但是為了在不同輻射傳感器處采樣可以以不同強度啟動輻射源中的至少一些。例如，可以啟動一些輻射源兩次或更多次并且可以在每次啟動期間采樣不同輻射傳感器。各種其它組合是可能的。例如，可以順序地啟動左側108上的輻射源并且當每個輻射源有效時可以采樣輻射傳感器102b。然后底側112上的輻射源可以均啟動兩次并且在每一次啟動期間可以采樣輻射傳感器102a、102b的每一個。然后可以啟動右側116上的輻射源并且可以采樣輻射傳感器102a。從每個輻射源采樣的輻射強度水平可以組合為該輻射傳感器的輻射強度信號。在另一個實施例中，輻射傳感器兩者可見的一些輻射傳感器可以離每個輻射傳感器大致等距，并且可以在這樣的輻射源的相同啟動期間采樣輻射傳感器。例如，輻射源106b和一些附近輻射源與輻射傳感器102a、102b充分相等地間隔，使得可以在每個輻射源的單啟動期間采樣輻射傳感器兩者。返回本實施例，控制器104耦接到接口148，在該實施例中所述接口是通用串行總線端口。在其它實施例中，該接口可以是任何類型的通信接口。例如，接口148可以是模擬接口或數(shù)字數(shù)據(jù)接口，例如串行數(shù)據(jù)端口或并行數(shù)據(jù)端口。在接口是模擬接口的實施例中，控制器可以提供對應于X124a和71243的值的模擬信號(例如電流信號或電壓信號)。在接口是數(shù)字接口的實施例中，控制器可以被配置成將物理位置X124a和y124a轉換為相對于傳感器102a和102b的相應數(shù)字位置X124d和y124d?？刂破骺梢员慌渲贸稍诮涌谔峁?shù)字位置X124d和yi24d。在本實施例中，表面128是IXD顯示屏的表面。IXD顯示屏具有X水平像素乘以Y垂直像素的分辨率。例如，在一些實施例中，屏可以具有1280X1024像素或1920X1080像素的分辨率。在其它實施例中顯示屏可以具有任何其它標準或非標準像素分辨率?？刂破?04將物理位置轉換為相應像素位置P124d(x124d，y124d)?？刂破?04可以被配置成使用各種技術這樣做，包括使用提供對應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間轉換或使用任何其它方法?？刂破?04在接口148提供數(shù)字位置Pmd。參考圖I和4。在另一個實施例中，控制器104被不同地配置或編程成以不同方式估計輻射阻擋對象124的位置P124a。在該實施例中，強度信號122用于更精確地估計輻射阻擋對象124相對于每個輻射傳感器102和框架108的側邊的角位置。圖4示出了當根據(jù)該實施例配置控制器104時的輻射強度信號122b的一部分。在該實施例中，控制器104為每個輻射源和每個輻射傳感器的組合建立基線強度水平。對于每個輻射源，當輻射源打開時控制器104從輻射傳感器102b采樣輻射強度水平，并且在沒有輻射阻擋對象的情況下生成基線強度水平126。顯示了輻射源106a和106b_106d的基線強度水平。在該實施例中，在系統(tǒng)的起動期間，初始相對于從其可見輻射源(即，如果在輻射源和輻射傳感器之間有直接路徑)的每個輻射傳感器確定每個輻射源的基線強度水平。在系統(tǒng)起動時丟棄強度信號的初始樣本集。對于該初始起動期之后的選定時期，在輻射源打開時采樣輻射強度水平。記錄輻射強度水平并且在每個輻射傳感器確定輻射源的平均強度水平。例如，如果每個輻射源每秒啟動50次，則可以使用在每個輻射傳感器處表示一秒的一半的每個輻射源的前25個樣本計算基線強度水平。在其它實施例中，可以在或多或少的樣本上或在或長或短的時期計算基線強度水平。每個輻射傳感器的基線強度水平固有地考慮當特定輻射源接通時影響到達輻射傳感器的輻射量的環(huán)境和其它條件。這樣的其它條件包括由每個輻射源發(fā)射的輻射量、輻射源和輻射傳感器之間的物理距離，并且也可以包括使用系統(tǒng)100的方式。相對于每個輻射傳感器102計算的每個輻射源106的基線強度水平可以隨著時間更新。例如，當環(huán)境和其它條件變化時，可以計算最近時期內(nèi)的輻射強度讀數(shù)中的一些的移動平均值以細化基線水平。一些輻射強度讀數(shù)可以不用于計算經(jīng)更新的基線強度水平。例如，每第十個或第二十個輻射強度讀數(shù)可以用于計算每個基線強度水平的移動平均值。這減小了計算對應于較長時期的基線強度水平所必須存儲的數(shù)據(jù)量并且也減小了控制器中解決該任務所需的計算時間。典型地，將計算從一秒的一部分至幾秒或幾十秒的近期的基線強度水平。當輻射源106和輻射傳感器102之間的路徑被阻擋時，該傳感器處的該源的輻射強度水平將顯著減小，盡管環(huán)境輻射和一些輻射仍然可以繞過輻射阻擋對象到達輻射傳感器。當細化基線強度時，控制器可以排除相比于當前基線強度水平低于某個閾值的輻射強度水平，如下面進一步所述。用于計算每個輻射傳感器處的每個輻射源的基線強度水平的各種其它方法也可以使用。在一些實施例中，可以計算輻射傳感器中的一組或全部的一個基線強度水平。在其它實施例中，預定強度水平可以用作輻射源中的一些或全部的基線強度水平。在該實施例中，每當啟動輻射源106時，來自從其可見輻射源的每個輻射傳感器102的輻射強度水平被采樣，并且與該輻射傳感器處的該輻射源的現(xiàn)有基線強度水平比較。如果當前強度水平大于低于基線強度水平的某個閾值，則計算與基線水平的百分比差異。例如，閾值可以是基線強度水平的90%。如果當前強度水平大于基線水平的90%，則當前強度水平可以用于進一步細化基線水平，或者它可以被丟棄。如果它小于基線水平的90%，則處理器假設輻射源106和輻射傳感器102之間的路徑至少部分被阻擋。在其它實施例中，可以使用其它閾值水平?？刂破髟谥芷谶^程中順序地啟動輻射源。在接通輻射源106并且從每個輻射傳感器測量輻射源的輻射強度水平的每個周期之后，控制器估計輻射阻擋對象的位置。如上所述。圖4示出了若干輻射源106相對于它的基線水平126的衰減。在輻射傳感器102測量的輻射源106a的當前強度水平大于基線強度水平126a的90%，因此為了估計輻射阻擋對象124的位置而忽略它，盡管當前強度水平可以用于細化在輻射傳感器102b測量的輻射源106a的基線水平。類似地，輻射源106b的當前強度水平大于基線強度水平126b的90%，因此為了估計輻射阻擋元件的位置而忽略它，但是它可以用于細化基線水平，于是所述基線水平將略微較高。輻射源106c和160d的當前強度水平低于它們的相應基線水平126c和126d的90%。輻射源106c的當前強度水平為基線強度水平126c的53%。輻射源106d的當前強度水平為基線強度水平126d的31%。控制器104將這些偏差歸一化為總計100%:來自輻射源106c的相對輻射衰減表示總衰減的63%(31%/84%=63%);并且來自輻射源106d的相對福射衰減表示總衰減的37%。然后如下估計輻射源102b和輻射阻擋對象124之間的線132和右側116之間的角Φ。輻射源106c的角Cpc為44°。對應于輻射源106d的角Cpd(未顯示)為42°。在該實施例中，不同于記錄角本身，記錄每個角的正切?？梢匀缦鹿烙嬢椛鋫鞲衅?02b和輻射阻擋對象124之間的路徑和框架108的左側之間的角φ24的正切Tan(Cp124)=0.63*tan(44°)+0.37tan(42°)=0.9415.角叭24為43.27。。在記錄角本身的實施例中，可以如下估計角Cpi24:φ124=0.63*44°+0.37·42°=43.26°.由于角和它的正切之間的非線性，角(pl24的估計值不同。為輻射傳感器102a和輻射阻擋對象124之間的線和左側114之間角計算角φ124。兩個算出的角φ24和Θ124用于估計輻射阻擋對象124的位置(xb，yb)。以該方式，控制器104可以使用在輻射傳感器中的一個處測量的兩個或更多個輻射源的衰減，以通過歸一化不同輻射源的相對衰減并且然后從框架的相關側和輻射傳感器計算那些源的角的加權平均值，而估計輻射阻擋對象相對于輻射傳感器102中的一個和框15架108的左側或右側的角位置。通過允許角Θ和φ被估計在定位輻射源106所成的特定角之間，該實施例可以允許比第一實施例更精確地估計輻射阻擋對象124的位置。系統(tǒng)100可以在各種配置中使用以識別各種類型的輻射阻擋對象124的位置。例如，系統(tǒng)100可以用于白板或其它顯示表面。框架108可以附連到白板的邊緣或框架，或者也可以是白板的框架。輻射阻擋對象124可以是用于在白板上書寫的筆，并且當筆在白板的表面上來回移動時，它的位置由控制器104估計?？刂破?04可以耦接到白板系統(tǒng)(或可以是白板系統(tǒng)的一部分)以用于記錄筆的位置的估計值。通過記錄筆的位置的連續(xù)估計值，白板上的信息可以以電子形式再產(chǎn)生并且可以被記錄供以后使用，并且它可以被顯示或打印。白板系統(tǒng)可以包括軟件以計算筆在估計位置之間的移動路徑并且使算出的路徑平滑。當筆用于在白板上書寫時，白板上的油墨可能改變反射到輻射傳感器102上的環(huán)境光的量，并且也可以改變從輻射源106傳播到輻射傳感器102的輻射量，由此影響為輻射源106中的一些或全部測量的輻射強度水平。在這樣的實施例中，定期更新輻射源中的一些或全部的基線強度水平可以改善輻射阻擋對象的位置的估計值的精度。在其它實施例中，系統(tǒng)100可以用于顯示監(jiān)視器或顯示屏以形成觸摸屏?？蚣?08可以安裝到顯示監(jiān)視器或者可以是顯示監(jiān)視器的外殼的一部分。在該情況下輻射阻擋對象124可以是手指，并且當人將他們的手指移動到顯示監(jiān)視器上或離開顯示監(jiān)視器時，手指的存在被檢測并且它在顯示屏上的位置由控制器104估計?？刂破?04可以耦接到觸摸屏系統(tǒng)(其也可以包括顯示監(jiān)視器)(或者可以是觸摸屏系統(tǒng)的一部分)并且可以將手指的位置的估計值提供給觸摸屏系統(tǒng)。當手指在顯示屏上來回移動時，手指的位置的連續(xù)估計值可以記錄在觸摸屏系統(tǒng)中以提供手指的運動的電子記錄，并且估計位置可以顯示在顯示監(jiān)視器上。觸摸屏系統(tǒng)可以包括軟件或其它部件以計算手指在它的連續(xù)估計位置之間的運動路徑，并且使算出的路徑平滑。這樣的觸摸屏系統(tǒng)與系統(tǒng)100組合將有效地允許用戶使用人的手指在顯示監(jiān)視器上書寫或繪畫，或操作顯示在顯示監(jiān)視器上的對象。在觸摸屏系統(tǒng)中，輻射源106和輻射傳感器102可以相對接近顯示屏定位，并且當顯示在顯示屏上的信息變化時，入射在輻射傳感器上的輻射量可以變化。在這樣的實施例中，也可能有益的是更新輻射源中的一些或全部的基線強度水平。接著參考圖5a和5b。圖5a示出了用于估計輻射阻擋對象524的位置的另一個系統(tǒng)500。圖5b更詳細地示出了系統(tǒng)500的右下角。系統(tǒng)500在很大程度上類似于系統(tǒng)100并且相應元件用相應附圖標記識別。系統(tǒng)500包括鄰近輻射源506安裝的漫射器530。漫射器530漫射由輻射源發(fā)射的輻射，由此平滑當從輻射傳感器502觀察的顯然由輻射源沿著框架508的左側、底側和右側發(fā)射的輻射量。在該實施例中，如上面關于系統(tǒng)100所述那樣估計輻射阻擋對象524相對于輻射傳感器和框架的左側和右側的角位置。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)使由輻射源506發(fā)射的輻射漫射可以提供輻射阻擋對象的位置的更精確估計。各種材料適合于用作漫射器530，包括略微混濁或透明的塑料或其它材料，所述材料漫射但不過度散射來自輻射源的輻射，使得它不能由輻射傳感器102精確地測量。在一些實施例中，可以有效地使用漫射但不顯著阻擋穿過漫射器的輻射的光學級漫射器，衍射光柵、透鏡漫射器和透鏡衍射光柵可以用于漫射器530。圖5b示出了安裝在框架508的底側512上的連續(xù)透鏡漫射器530b和安裝在框架508的右側516上的連續(xù)透鏡漫射器530r。圖6示出了對應于圖5b中所示的系統(tǒng)500的部分的另一個實施例600的一部分。在系統(tǒng)600中，單獨的漫射器630鄰近每個輻射源506安裝。在本發(fā)明的一些實施例中，控制器可以改變由輻射源中的一些或全部發(fā)射的輻射的強度。可以這樣做以改變在輻射傳感器處測量的輻射源的強度水平，從而克服環(huán)境光的影響，減小系統(tǒng)的功率消耗，或出于其它原因。在上述的實施例中，框架為矩形并且輻射傳感器安裝在框架的兩個角部中。在其它實施例中，框架可以具有不同形狀。例如，本發(fā)明可以用于公告板或具有任何規(guī)則或不規(guī)則形狀的其它對象，并且框架可以被成形為并且尺寸被確定成適配在下層對象上或上方。傳感器可以定位在框架上的各種位置，包括沿著框架的側邊(其可以是直的或彎曲的)。在每種情況下，在幾何上使用每個傳感器的和從該傳感器可見的輻射源的位置以識別輻射阻擋對象的存在和位置。在具有矩形或其它框架形狀的一些實施例中，可以使用附加傳感器。例如，可以在系統(tǒng)100(圖I)和500(圖5a)的左下角和右下角加入附加傳感器。在一些實施例中，可以沿著框架的頂側110加入附加輻射源。在一些實施例中，來自附加傳感器的關于輻射阻擋對象124或524的位置的附加信息可以組合以提供輻射阻擋對象的位置的更精確估計。在具有矩形或其它框架形狀的一些實施例中，可以沿著框架的側邊放置傳感器。輻射傳感器和輻射源的定位可以取決于將在其中檢測輻射阻擋對象的下層系統(tǒng)(例如白板、顯示監(jiān)視器或其他系統(tǒng))的部分。在各種實施例中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括邊框(其可以是框架的一部分)，所述邊框隱藏包括輻射源、輻射傳感器和漫射器的系統(tǒng)的部件的一些或全部。在一些實施例中，邊框或框架或兩者可以涂抹有輻射吸收涂料或以另外方式適合于減小從邊框或框架或兩者朝著輻射傳感器反射的輻射量。在一些實施例中，濾光器可以放置在輻射傳感器中的一些或全部和輻射源中的一些或全部之間。例如，濾光器可以安裝在輻射傳感器周圍以減小入射在輻射傳感器上的環(huán)境和其它有害福射的量。接著參考圖7，該圖示出了用于同時跟蹤兩個或更多個輻射阻擋對象的位置的系統(tǒng)700。系統(tǒng)700是觸摸屏，其用作所連接的計算機或其它外部系統(tǒng)的輸入設備和輸出設備兩者。系統(tǒng)700在構造上類似于系統(tǒng)100和500，并且相應部件由相似附圖標記識別。系統(tǒng)700可以用作電子白板系統(tǒng)或LCD觸摸屏。系統(tǒng)700包括一對輻射傳感器702a、702b、控制器704、安裝在框架708上的多個輻射源706和IXD顯示屏。源706安裝在框架708的左側714、底側712和右側716上?？蚣?08也具有頂側710。輻射傳感器702a安裝在框架708的左上角并且輻射傳感器702b安裝在框架708的右上角。輻射傳感器702a和702b分離距離d?？刂破?04耦接到輻射傳感器702和輻射源706?？刂破?04控制輻射源并且接收來自輻射傳感器的輻射強度水平，如上面關于系統(tǒng)100所述?？蚣?08的側邊平行于x-y平面的軸線。一對輻射阻擋對象724a和724b被定位，使得每個輻射阻擋對象724阻塞輻射源706中的至少一個和輻射傳感器702之間的直線路徑。IXD顯示屏安裝在框架708內(nèi)并且具有顯示表面728。從輻射源706至輻射傳感器702的輻射所沿著的視線路徑線在顯示表面之上通過，并且大致平行于顯示表面。LCD顯示屏具有X水平像素乘以Y垂直像素的分辨率。例如，在一些實施例中，IXD顯示屏可以具有1280X1024像素或1920X1080像素的分辨率。許多其它像素分辨率可能用于各種顯示面板。在各種實施例中，任何類型的顯示面板可以用于代替LCD面板。典型地，框架708將安裝到顯示面板，或者也將形成顯示面板的外殼的一部分。系統(tǒng)700可以可選地包括漫射器，例如圖5和6中所示的漫射器530和630。系統(tǒng)700將典型地包括若干輸入/輸出接口。在本實施例中，控制器704通過接口748耦接到計算設備以將輻射阻擋對象的位置傳輸?shù)接嬎阍O備。例如，接口748可以是串行接口(例如USB接口)或并行接口。LCD顯示器耦接到計算設備以接收視頻信號，所述視頻信號通過視頻信號接口(未顯示)顯示在顯示器728上。接著參考圖8，該圖示出了用于識別或估計輻射阻擋對象724a和724b的位置的方法800。在該實施例中，方法800由控制器704執(zhí)行。在方法800的開始之前，沒有輻射阻擋對象定位在顯示表面728上。方法800在步驟802中開始，在該步驟中第一輻射阻擋對象724a初始定位在顯示表面728上。用于執(zhí)行方法800的指令記錄在存儲器721中?？刂破?20訪問存儲指令并且執(zhí)行指令以實施方法。將通過例子解釋方法800，并且出于舉例的目的，將第一輻射阻擋對象初始放置在顯示表面上置于圖7中所示的位置。在該步驟中，輻射阻擋對象724b未置于顯示表面728上。參考圖9a和％，所述圖示出了輻射阻擋對象724a已置于顯示表面728上之后的輻射強度信號722a和722b。輻射強度信號722a示出了來自輻射源706i_706k的輻射強度水平在輻射傳感器702a衰減。輻射強度信號722b示出了來自輻射源706a_406c的輻射強度水平在輻射傳感器702b衰減?？刂破?04如上面關于系統(tǒng)100所述那樣使用輻射強度信號722a和722b來估計輻射阻擋對象724a的物理位置P724a(xaa,yaa)。位置P724a(xaa,yaa)是相對于傳感器702的位置和基于角(θ3,φ3)計算的物理(或模擬)位置?？刂破?04保持接觸表(touchtable)，已在表面728上檢測到的每個輻射阻擋對象的最后已知位置記錄在所述接觸表中。典型地，接觸表可以是存儲在存儲器721中的一組變量或數(shù)據(jù)庫的一部分。在本實施例中，接觸表包括用于記錄高達兩個輻射阻擋對象的最后已知位置的兩個位置，A和B。在其它實施例中，接觸表可以包括超過兩個位置，或者可以包括可變數(shù)量的位置。控制器704將第一輻射阻擋對象724a的物理位置P724a記錄在接觸表中的位置A中位置X位置Y位置AXaayaaB--物理位置P724a(xaa,yaa)對應于LCD顯示器728上的像素(或數(shù)字)位置P724d(xad,Yad)。控制器704將物理位置P724a轉換為相應像素位置P724d,并且在接口748提供像素位置Pr724d°方法800然后進入步驟804。在步驟804中，控制器704操作輻射源706和傳感器702以從每個輻射傳感器702順序地獲得與輻射源706關聯(lián)的輻射強度水平。將來自每個輻射傳感器的輻射強度水平組合為輻射強度信號722?？刂破?04分析每個輻射強度信號722以確定在每個輻射強度信號中表示的輻射阻擋對象的數(shù)量。在該實施例中，高達兩個輻射阻擋對象可以置于表面728上。參考圖IOa和10b，所述圖示出了當兩個輻射阻擋對象724a和724b置于表面728上時的示例性輻射強度信號722a和722b。輻射強度信號722a和722b的每一個具有在每個輻射源702衰減的輻射強度水平的兩個不同范圍。(輻射強度水平衰減的輻射源可以被稱為經(jīng)衰減的輻射源。)經(jīng)衰減的輻射強度水平的每個范圍對應于獨立的輻射阻擋對象724。經(jīng)衰減的輻射強度水平的范圍由未被衰減的至少一個輻射源分離。例如，并且也參考圖7，在輻射強度信號722a中，輻射源706i-706k和706p_706r的輻射強度水平在輻射傳感器702a衰減。輻射源706i-706k的衰減對應于輻射阻擋對象724a。輻射源706p_706r的衰減對應于輻射阻擋對象724b?？刂破?04被配置成通過識別未被衰減的范圍之間的至少一個輻射源而識別經(jīng)衰減的輻射源的兩個不同范圍。在一些情況下，經(jīng)衰減的輻射源的范圍可以由經(jīng)衰減的單輻射源組成。參考圖ll、12a和12b，所述圖示出了另一種情況，其中兩個輻射阻擋對象置于表面728上。在圖11中，輻射阻擋對象724a和724b被定位，使得角03和0b分離較小角。圖12a是輻射強度信號722a，示出了輻射阻擋對象724a和724b對來自一個或多個輻射源的輻射強度水平的衰減具有重疊影響。輻射阻擋對象724a似乎衰減來自輻射源706-7061的輻射。輻射阻擋對象724b似乎衰減來自輻射源7061_706o的輻射。控制器704被配置成通過識別由高于任一最小值的至少一個輻射強度值分離的輻射強度信號的兩個不同最小值而區(qū)分經(jīng)衰減的輻射信號的兩個范圍。例如，在圖12a中，輻射源706j和706η的輻射強度水平是局部最小值。這些局部最小值由高于任一最小值的若干輻射強度水平分離。在各種實施例中，控制器704可以被配置成以各種方式識別兩個不同范圍。在一些實施例中，衰減輻射強度水平的范圍可以僅僅具有經(jīng)衰減的單輻射源。例如，在一些實施例中，控制器104可以被配置成識別超過最小值某個預定范圍或比率的局部最小輻射強度水平之間的至少一個輻射強度水平。在一些實施例中，控制器可以被配置成需要局部最小值之間的至少兩個(或高數(shù)量的)輻射強度值。圖12b示出了對應于圖11中的輻射阻擋對象724a和724b的位置的輻射強度信號722b。輻射強度信號722b包括輻射源706a-706c和706g_706i處的經(jīng)衰減的輻射強度水平的兩個不同區(qū)域。兩個范圍由未被衰減的一個或多個輻射強度水平分離。控制器70419被配置成區(qū)分經(jīng)衰減的輻射強度水平的兩個范圍，如上面關于圖IOa和IOb所述?？刂破?04因此被配置成識別圖10a、10b、12a和12b中所示的每個輻射強度信號中的經(jīng)衰減的輻射源的范圍。接著參考圖13、14a和14b，所述圖示出了另一種情況，其中兩個輻射阻擋對象724a和724b已置于表面728上。在圖13中，兩個輻射阻擋對象724a和724b與輻射傳感器702a大致共線。由也與輻射阻擋對象大致共線的輻射源706j發(fā)射的輻射至少部分地由輻射阻擋對象724b阻擋以防止到達輻射傳感器702a。輻射阻擋對象724a可以阻擋來自輻射源706j的附加輻射以防止到達輻射源702a，但是輻射阻擋對象724a至少部分地在輻射阻擋對象724b的陰影中。圖14a示出了對應于圖13中的輻射阻擋對象724a和724b的位置的輻射強度信號722a。輻射源706i-706k的輻射強度水平由輻射阻擋對象724a和724b衰減。輻射強度信號722a類似于由表面728上的單輻射阻擋對象產(chǎn)生的輻射強度信號?？刂破?04分析輻射強度信號722a并且能夠僅僅識別一個明顯的輻射阻擋對象。圖14b示出了對應于圖13中的輻射阻擋對象724a和724b的位置的輻射強度信號722b。輻射強度信號722b包括輻射源706a-706c和706d_706f處的經(jīng)衰減的輻射強度水平的兩個不同區(qū)域。兩個范圍由未被衰減的一個或多個輻射強度水平分離。控制器704被配置成區(qū)分經(jīng)衰減的輻射強度水平的兩個范圍，如上所述?？刂破?04因此確定在該步驟804中獲得的輻射強度信號722a和722b的每一個似乎包含經(jīng)衰減的輻射源中的零個、一個還是兩個范圍。取決于在輻射強度信號中識別的輻射阻擋對象的數(shù)量，方法800如下繼續(xù)步驟804-如果每個輻射強度信號722包含經(jīng)衰減的輻射源的一個范圍(如圖9a和9b中所示)，則方法800進入步驟806；-如果輻射強度信號722兩者包含經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍(如圖IOa和IOb中以及圖12a和12b中所示)，則方法800進入步驟808；-如果任一個輻射強度信號722包含經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍并且另一個輻射強度信號包含經(jīng)衰減的輻射源的一個范圍(如圖14a和14b中所示)，則方法800進入步驟810;以及-如果輻射強度信號722兩者包含經(jīng)衰減的輻射源的零個范圍，則方法800進入步驟820；以及-否則，方法800返回步驟804。在步驟806中，控制器704確定顯示表面728上的輻射阻擋對象724的位置。控制器704計算對應于輻射強度信號722a和722b的每一個中的經(jīng)衰減的強度水平的相應范圍中的加權平均衰減的角Θ和角φ。輻射阻擋對象724被認為位于一對線746和732的交叉點，所述一對線對應于角Θ和角φ和輻射傳感器702a和702b的位置，如上所述。如果僅僅對應于一個輻射阻擋對象的一個位置被記錄在接觸表中，則交叉點被認為是輻射阻擋對象的新物理位置。新位置記錄在接觸表中代替先前記錄位置。控制器將輻射阻擋對象的物理位置轉換為相應像素位置，然后在接口748提供所述像素位置。如果對應于兩個輻射阻擋對象的兩個位置被記錄在接觸表中，則控制器確定先前記錄位置中的哪一個最接近交叉點。交叉點被認為是對應于在接觸表中用交叉點的位置替換的最近的先前記錄位置的輻射阻擋對象的新位置?？刂破鲗⑤椛渥钃鯇ο蟮奈锢砦恢棉D換為相應像素位置，然后在接口748提供所述像素位置。從接觸表刪除更遠的先前記錄位置。方法800然后返回步驟804。附加地參考圖7、10a和10b。在步驟808中，控制器704基于在步驟804中在輻射強度信號722a和722b的每一個中識別的經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍確定可以定位輻射阻擋對象724的各個點。例如，在輻射強度信號722a中，輻射源706i_406k和706p_406r在輻射傳感器702a衰減。經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍由未被衰減的至少一個輻射源分離?？刂破?04獨立地分析經(jīng)衰減的傳感器的每個組并且基于源706i_706k的衰減的加權平均計算角Qa，如上面關于角θ124所述。角Θa限定延伸通過輻射傳感器702a的位置的線746a?？刂破?04也基于源706p_706r的衰減計算角Θb。角Θb限定延伸通過傳感器702a的位置的線746b。在輻射強度信號722b中，輻射源706a_706c和706g_706i在輻射傳感器702b衰減?？刂破?04基于源706a-706c的衰減計算角Cpa并且基于源706g_706i的衰減計算角Cpb。角(Pa限定通過傳感器702b的位置的線732a。角Cpb限定通過傳感器702b的位置的線732b。線746a在點734和736處與線732a和732b交叉。線746b在點738和740處與線732a和732b交叉。在以下表中顯示了四個交叉點線732a線732b線746a734736線746b738740四個點734-740可以被看作兩對。輻射阻擋對象724a和724b可以在點734和740處或在點736和738處。方法800然后進入決定步驟812。在步驟810中，控制器704基于輻射強度信號722中的一個的經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍和另一個輻射強度信號中的經(jīng)衰減的輻射源的單個范圍識別可以定位輻射阻擋對象724a和724b的各個點。附加地參考圖13、14a和14b。對于具有經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍的輻射強度信號722，獨立地分析每個范圍以確定兩個角Θa和Θb或Cpa和Cpb，如關于步驟808所述。例如，圖14b中的輻射強度信號722b具有經(jīng)衰減的輻射源的兩個不同范圍并且計算圖13中所示的兩個角cpa和cpb，如上所述。也計算從相應輻射傳感器702延伸的兩個相應線。在該例子中，計算線732a和732b。對于僅僅具有經(jīng)衰減的輻射源706的一個范圍的輻射強度信號，可以僅僅計算一個相應角Θ或φ。在該例子中，輻射強度信號722a(圖14a)僅僅具有經(jīng)衰減的輻射源706i-706k的一個范圍。計算相應角0a和線746a。將角Θa復制為角0b，并且將線746a復制為線746b。控制器704然后基于線746a和746b與線732a和732b的交叉計算點734-740，如步驟808中所述。方法800然后進入步驟812。在步驟812中，控制器704確定記錄在接觸表中的位置的數(shù)量。如果僅僅一個位置記錄在接觸表中，則方法800進入步驟812。如果兩個位置記錄在接觸表中，則方法800進入步驟814。如果一個輻射阻擋的位置記錄在接觸表中則執(zhí)行步驟814，并且基于具有經(jīng)衰減的輻射源的兩個范圍的輻射強度信號722a或722b中的至少一個或兩者新識別一個附加輻射阻擋對象。控制器704確定哪些點734和740或736和738對應于兩個輻射阻擋對象724a和724bο控制器704確定哪個點734-440最接近記錄在接觸表中的位置。在該例子中，輻射阻擋對象724a的物理位置Pla在步驟806中被記錄在接觸表的位置A中。最接近先前已知位置Pla的點(在點734-740當中)被認為是第一輻射阻擋對象724a的當前位置Pla。位置Pla將對應于數(shù)對點(734和740或736和738)中的一對中的一個點。相同對中的另一個點被認為是第二輻射阻擋對象724b的位置P2a(xba，yba)。例如，在圖7所示的例子中，福射阻擋對象724a的最后已知位置Pla最接近位置734。福射阻擋對象724a被認為定位在點734，并且第二輻射阻擋對象724b的位置P2a被認為處于點740?？刂破?04用在接觸表的位置A中的第一輻射阻擋對象724a的位置Pla更新接觸表，并且將第二輻射阻擋對象724b的位置P2a記錄在接觸表的位置B中權利要求1.一種用于感測輻射阻擋對象的位置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括-框架；-安裝到所述框架的第一輻射傳感器；-安裝到所述框架的第二輻射傳感器，其中所述第一輻射傳感器和所述第二輻射傳感器間隔一距離；-安裝到所述框架的多個輻射源，其中所述輻射源中的至少一些是所述輻射傳感器中的每一個可見的；-耦接到所述輻射源和所述輻射傳感器的控制器。2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中所述輻射傳感器中的每一個對由所述輻射源發(fā)射的輻射敏感，并且將對應于入射在所述傳感器上的輻射的強度的輻射強度水平提供給所述控制器。3.根據(jù)權利要求I或2所述的系統(tǒng)，其中所述輻射傳感器中的每一個選自由下列構成的組-光電傳感器；-光電二極管；-光電池；-太陽能電池；以及-光伏電池。4.根據(jù)權利要求I或5.根據(jù)權利要求I至6.根據(jù)權利要求I至所述的系統(tǒng)，其中所述框架至少部分地圍繞表面。中的任一項所述的系統(tǒng)，其中所述表面是書寫表面。中的任一項所述的系統(tǒng)，其中所述表面是顯示屏的表面。7.根據(jù)權利要求I至6中的任一項所述的系統(tǒng)，還包括邊框，并且其中所述輻射源安裝在所述邊框內(nèi)。8.根據(jù)權利要求I至7中的任一項所述的系統(tǒng)，其中所述輻射傳感器安裝在所述邊框內(nèi)。9.根據(jù)權利要求I至8中的任一項所述的系統(tǒng)，還包括一個或更多個漫射器，用于漫射由所述輻射源中的至少一些發(fā)射的輻射。10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述漫射器選自由下列構成的組-半透明片狀材料；-半透明塑料-半透明玻璃-透鏡漫射器-衍射光柵；以及-透鏡衍射光柵。11.根據(jù)權利要求I至10中的任一項所述的系統(tǒng)，其中-所述框架具有第一側邊、第二側邊、第三側邊和第四側邊；-所述第一輻射傳感器安裝在所述第一側邊和所述第二側邊之間；-所述第二輻射傳感器安裝在所述第一側邊和所述第四側邊之間；-所述輻射源安裝在所述第二側邊、所述第三側邊和所述第四側邊上。12.根據(jù)權利要求I至11中的任一項所述的系統(tǒng)，還包括耦接到所述控制器的接口，用于將所述輻射阻擋對象的位置提供給外部設備。13.一種估計表面上的輻射阻擋對象的位置的方法，所述方法包括-提供第一傳感器和第二傳感器；-提供多個輻射源，其中-由所述輻射源中的至少一些發(fā)射的輻射穿越所述表面并且入射在所述第一傳感器上；并且-由所述輻射源中的至少一些發(fā)射的輻射穿越所述表面并且入射在所述第二傳感器上；-組合對應于所述第一輻射傳感器的第一輻射強度信號；-組合對應于所述第二輻射傳感器的第二輻射強度信號；以及-基于所述輻射強度信號估計所述輻射阻擋對象的位置。14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中通過在順序地啟動所述輻射源中的至少一些的同時從所述輻射傳感器順序地采樣輻射強度水平而組合對應于輻射傳感器的每個輻射強度信號。15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中同時組合所述輻射強度信號。16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中在不同強度下獨立地啟動所述輻射源中的至少一個，以生成對應于所述第一輻射傳感器的輻射強度信號和對應于所述第二輻射傳感器的輻射強度信號。17.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中順序地組合所述輻射強度信號。18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中組合對應于所述第一輻射傳感器的第一輻射強度信號，并且然后組合對應于所述第二輻射傳感器的第二輻射強度信號。19.根據(jù)權利要求13至18中的任一項所述的方法，其中估計所述輻射阻擋對象的位置包括-在所述第一輻射強度信號中識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-在所述第二輻射強度信號中識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-基于所述第一組的經(jīng)衰減的輻射源相對于所述第一輻射傳感器的位置和所述第二組的經(jīng)衰減的輻射源相對于所述第二輻射傳感器的位置，估計所述輻射阻擋對象的位置。20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中-識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源包括對于所述輻射源中的至少一些，比較所述輻射強度信號中的輻射強度水平與所述第一輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平；以及-識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源包括對于所述輻射源中的至少一些，比較所述輻射強度信號中的輻射強度水平與所述第二輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平。21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中-如果所述輻射源的輻射強度水平低于所述第一輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平達到閾值，輻射源就僅僅包括在所述第一組中；以及-如果所述輻射源的輻射強度水平低于所述第二輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平達到閾值，輻射源就僅僅包括在所述第二組中。22.根據(jù)權利要求19至21中的任一項所述的方法，其中估計所述輻射阻擋對象的位置包括-基于所述第一組識別第一中心輻射源；-基于所述第二組識別第二中心輻射源；以及-基于所述第一中心輻射源、所述第二中心輻射源估計所述輻射阻擋對象的位置。23.根據(jù)權利要求13至18中的任一項所述的方法，其中估計所述輻射阻擋對象的位置包括-在所述第一輻射強度信號中識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-在所述第二輻射強度信號中識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-基于所述第一組的經(jīng)衰減的輻射源確定第一角；-基于所述第二組的經(jīng)衰減的輻射源確定第二角；-基于所述第一角和所述第二角以及所述第一輻射傳感器的位置和所述第二輻射傳感器的位置估計所述輻射阻擋對象的位置。24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中-識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源包括對于所述輻射源中的至少一些，比較所述輻射強度信號中的輻射強度水平與所述第一輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平；以及-識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源包括對于所述輻射源中的至少一些，比較所述輻射強度信號中的輻射強度水平與所述第二輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平。25.根據(jù)權利要求24所述的方法，其中-如果所述輻射源的輻射強度水平低于所述第一輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平達到閾值，輻射源就僅僅包括在所述第一組中；以及-如果所述輻射源的輻射強度水平低于所述第二輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平達到閾值，輻射源就僅僅包括在所述第二組中。26.根據(jù)權利要求23至25中的任一項所述的方法，其中確定所述第一角包括在查找表中查找所述第一角，并且確定所述第二角包括在查找表中查找所述第二角。27.根據(jù)權利要求23至25中的任一項所述的方法，其中確定所述第一角包括計算所述第一角，并且確定所述第二角包括計算所述第二角。28.根據(jù)權利要求23至25中的任一項所述的方法，其中-確定所述第一角包括基于所述第一組中的輻射源的衰減計算加權平均值；以及-確定所述第二角包括基于所述第二組中的輻射源的衰減計算加權平均值。29.根據(jù)權利要求13至18中的任一項所述的方法，其中估計所述輻射阻擋對象的位置包括-在所述第一輻射強度信號中識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-在所述第二輻射強度信號中識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-基于所述第一組的經(jīng)衰減的輻射源確定對應于第一角的第一值；-基于所述第二組的經(jīng)衰減的輻射源確定對應于第二角的第二值；-基于所述第一角和所述第二角以及所述第一輻射傳感器的位置和所述第二輻射傳感器的位置估計所述輻射阻擋對象的位置。30.根據(jù)權利要求29所述的方法，其中-識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源包括對于所述輻射源中的至少一些，比較所述輻射強度信號中的輻射強度水平與所述第一輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平；以及-識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源包括對于所述輻射源中的至少一些，比較所述輻射強度信號中的輻射強度水平與所述第二輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平。31.根據(jù)權利要求30所述的方法，其中-如果所述輻射源的輻射強度水平低于所述第一輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平達到閾值，輻射源就僅僅包括在所述第一組中；以及-如果所述輻射源的輻射強度水平低于所述第二輻射傳感器處的所述輻射源的基線水平達到閾值，輻射源就僅僅包括在所述第二組中。32.根據(jù)權利要求29至31中的任一項所述的方法，其中所述第一值是所述第一角的正切，并且其中所述第二值是所述第二角的正切。33.一種估計表面上的兩個或更多個輻射阻擋對象的位置的方法，所述方法包括-提供第一傳感器和第二傳感器；-提供多個輻射源，其中-由所述輻射源中的至少一些發(fā)射的輻射穿越所述表面并且入射在所述第一傳感器上；并且-由所述輻射源中的至少一些發(fā)射的輻射穿越所述表面并且入射在所述第二傳感器上；-組合對應于所述第一輻射傳感器的第一輻射強度信號；-組合對應于所述第二輻射傳感器的第二輻射強度信號；以及-基于所述輻射強度信號估計第一輻射阻擋對象的位置和第二輻射阻擋對象的位置。34.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中估計所述輻射阻擋對象的位置包括-在所述第一輻射強度信號中識別一個或更多個第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-在所述第二輻射強度信號中識別一個或更多個第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-基于所述一個或更多個第一組的經(jīng)衰減的輻射源相對于所述第一輻射傳感器的位置和所述一個或更多個第二組的經(jīng)衰減的輻射源相對于所述第二輻射傳感器的位置，估計所述第一輻射阻擋對象的位置；以及-基于所述一個或更多個第一組的經(jīng)衰減的輻射源相對于所述第一輻射傳感器的位置和所述一個或更多個第二組的經(jīng)衰減的輻射源相對于所述第二輻射傳感器的位置，估計所述第二輻射阻擋對象的位置。35.根據(jù)權利要求33所述的方法，其中估計所述輻射阻擋對象的位置包括-在所述第一輻射強度信號中識別第一組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-在所述第二輻射強度信號中識別第二組的一個或更多個經(jīng)衰減的輻射源；-基于所述第一組的經(jīng)衰減的輻射源計算一個或更多個第一角；-基于所述第二組的經(jīng)衰減的輻射源計算一個或更多個第二角；-基于所述一個或更多個第一角、所述一個或更多個第二角以及所述第一輻射傳感器的位置和所述第二輻射傳感器的位置估計所述第一輻射阻擋對象的位置；以及-基于所述一個或更多個第一角、所述一個或更多個第二角以及所述第一輻射傳感器的位置和所述第二輻射傳感器的位置估計所述第二輻射阻擋對象的位置。全文摘要公開了用于跟蹤表面上的一個或更多個輻射阻擋對象的若干系統(tǒng)。鄰近所述表面提供一對輻射傳感器并且鄰近所述表面提供多個輻射源。來自所述輻射源中的至少一些的輻射穿越所述表面到達所述輻射傳感器中的每一個。所述表面上的一個或更多個輻射阻擋對象使來自一個或更多個輻射源的輻射衰減以防止到達每個傳感器?；谝粋€或更多個經(jīng)衰減的輻射源相對于每個輻射傳感器的位置估計并且可以跟蹤所述一個或更多個輻射阻擋對象的位置。文檔編號G01V8/20GK102597813SQ201080036262公開日2012年7月18日申請日期2010年6月18日優(yōu)先權日2009年6月18日發(fā)明者A·尤圖庫里,J·克拉克,艾倫·瑞金申請人:百安托國際有限公司