CN101971129A - 解决光学触摸屏的多点触摸情景的系统和方法 - Google Patents

Abstract

根据触摸区域内由阻断光的物体所投下的阴影的方向，光学触摸检测系统可以依赖于触摸区域内对点进行三角测量。当两个阻断同时发生时，从阴影所三角测量的假点和真实的触摸点能够彼此区分而不依赖于额外的光检测器。在一些实施方式中，当使用多个光源时，根据由光检测器检测的阴影长度的变化能够确定或估算从触摸点到单个光检测器的距离。根据该距离，通过将从阴影扩展确定的距离与从触摸点的三角测量位置计算的距离相比较，能够识别真实的触摸点。

Description

解决光学触摸屏的多点触摸情景的系统和方法

优先权要求

本申请要求2008年2月14日提交的、标题为“OPTICALTOUCHSCREEN RESOLVING MULTITOUCH(解决多点触摸的光学触摸屏)”的新西兰临时专利申请第565,808号的优先权，其以引用方式并入本文。

技术领域

本主题涉及触摸显示系统，其允许用户通过在表面上或在表面附近触摸来与一个或多个处理装置交互。

背景技术

图1示出了基于光学/红外线触摸检测系统100的示例，该系统依赖于在光路中传播的光的检测，所述光路位于触摸表面上的区域104(下文中成为“触摸区域”)中的一个或多个检测平面内。图2描述了系统100的一部分的透视图。例如，用于触摸屏的光学成像能够使用行扫描或区域成像照相机、数字信号处理、前照明或背照明、以及算法的组合以确定触摸的点或区域。在这个示例中，两个光检测器102A和102B设置为对沿着触摸屏区域的一个或多个边缘设置的边框106(表示为106A、106B、以及106C)进行成像。光检测器102可以是行扫描或区域照相机，光检测器102被定向以通过检测返回到光检测器的视场110的光的中断来追踪靠近触摸屏的表面的任何物体的运动，视场110具有光学中心112。

如图2所示，在一些系统中，光能够通过沿着光检测器的光轴排列的IR-LED发射器114而横跨触摸屏的表面发射，以沿着触摸区域104的边缘利用通过窗口116返回的光来检测由回射表面107所反射的光是否存在。如图1所示，在108处，沿着触摸区域104的边缘的回射表面将光从其源自的方向返回。

可选地，光可以通过沿着触摸区域104的一个或多个边缘的部件来发射，在没有物体阻断的情况下，所述部件将光引导为横跨触摸区域并进入光检测器102。

如图2的透视图所示，如果物体118(在这个示例中是指示笔)在检测平面内阻断光线，则物体将在边框(在这个示例中是106A)上投下阴影120，其记录为表面107的回射光的减少。在这个具体的示例中，光检测器102A将记录阴影120的位置以确定投在边框106A上的阴影的方向，而光检测器102B将记录在其视场中的边框部分106B或106C上的回射表面上投下的阴影。

图3示出了涉及与系统100的触摸区域104相关的触摸点T的位置的几何关系。根据所检测的光的阻断，触摸点T能够通过两条线122和124的交叉进行三角测量。线122和124分别对应于从由光检测器102A和102B成像的阴影的中心到位于光检测器102A和102B中的相应的检测器位置的光线轨迹。相对于由检测器102B所检测的光，一个阴影的边界121和123被示出。

光检测器102A和102B之间的距离W是已知的，而角α和β能够通过线122和124来确定。触摸点T的坐标(X，Y)能够通过式子tanα＝Y/X和tanβ＝Y/(W-X)来确定。

然而，如图4所示，如果同时触摸两点则会出现问题，“同时”是指在求取光阻断的过程中、在给定的时间间隔内发生的触摸。

图4示出了两个触摸点T1和T2，和在触摸区域104的边缘处的四个产生的阴影126、128、130、以及132。虽然在这个示例中没有示出中心线，但是点T1可以根据分别经由光检测器102A和102B检测的各自的阴影126和128的中心线进行三角定位。点T2可以根据分别经由光检测器102A和102B检测的各自的阴影130和132的中心线进行三角定位。然而，阴影126和132在G1处相交，而阴影128和130在G2处相交，阴影的中心线能够三角测量相应的“假”点，“假”点是所有潜在触摸位置坐标。然而，当只有两个光检测器时，这些“假点”很难区分于“真实的”触摸点，在“真实的”触摸点处，触摸区域的光线是实际地阻断的。

发明内容

如果仔细审阅本公开的内容和/或本申请主题的一个或多个实施方式中的做法，本发明主题的目的和优势对本领域技术人员将是显而易见的。

根据本主题的一个或多个方面，能够彼此区分假点和真实的触摸点而不依赖于额外的光检测器。在一些实施方式中，当使用多个光源和/或不同图案的光时，根据由光检测器检测的阴影长度的变化能够确定或估算从触摸点到单个光检测器的距离。该距离能够用于验证一个或多个潜在触摸位置坐标。

例如，能够测量由来自主光源的第一图案的光的阻断而投下的阴影。接着，第二图案的光能够用于照亮触摸区域。阴影的长度的变化将与从阻断点(例如，触摸点)到光检测器的距离成正比。第二图案的光可以从次级光源发射或者通过改变光如何从主光源发射来发射。将通过三角测量确定的距可能触摸点的距离和通过阴影扩展确定的距离一起考虑，以确定哪些可能触摸点是“真实的”触摸点，而哪些可能触摸点是“假”触摸点。

附图说明

在说明书的其余部分更具体的阐述充分和能够实现的公开，包括附加权利要求的最佳实施方式和对本领域技术人员的指引。说明书参考下列附图，其中在不同特征中使用相同的参考标号旨在说明相同或者类似的部件：

图1是示出示例性常规触摸屏系统的框图；

图2是图1的系统的透视图；

图3是示出涉及计算典型的光学触摸屏系统中的触摸点的几何关系的图；

图4是示出当在光学触摸系统中发生多个同时触摸时，出现“假点”的图；

图5是示出根据本主题的一个或多个方面配置的示例性触摸检测系统的框图；

图6A和6B示出了由来自次级光源的光的阻断引起的、由不同触摸点投下的阴影中的变化；

图7A和7B示出了阴影扩展长度和光检测器距离之间更详细的关系；

图8是示出解决多点触摸情景的示例性方法的流程图；

图9是示出潜在触摸点与对实际触摸点估算的距离之间的距离的图；以及

图10是示出示例性触摸屏系统的框图。

具体实施方式

现在将详细地参考多个可选的示例性实施方式和附图。通过说明提供每个实施例，实施例不是作为限制。本领域的技术人员将明白，在没有背离公开和权利要求的范围或者精神的条件下，可以进行修改和变化。例如，作为一个实施方式的一部分说明或者描述的特征可以使用在另一个实施方式上，以产生更进一步的实施方式。因而，希望的是随后的公开内容包括如在权利要求和权利要求的等同物范围内发生的修改和变化。

图5是示出了依照本主题的一个或者多个方面配置的示例性触摸检测系统200的框图。在这个实施例中，两个光学单元202A和202B设置在触摸区域204的角处，触摸区域204在三个边上由具有部分206A、206B、以及206C的回射边框206来界定。每个光学单元202可以包括光检测器，例如行扫描传感器、区域成像照相机、或其他适合的传感器。在这个示例中，光学单元202还包括主照明系统，主照明系统发光以照亮将光线返回到其起源点的回射器(在触摸区域内没有任何干扰)。例如，参见美国专利第6,362,468号，其整体以引用方式并入本文。

每个光学单元202的光检测器包括具有由光线轨迹212表示的光学中心的视场210。相对于光学中心的所检测的光的图案中的阻断的位置能够用于确定相对于光学单元的阴影的方向。如上所述，在触摸区域204中的一点处的光的阻断可以对应于由一个检测器(即，光学单元202A的检测器)所检测的第一阴影，和由第二检测器(即，光学单元202B的检测器)所检测的第二阴影。通过三角测量阴影，能够确定相对于触摸区域204的阻断的位置。

图5还示出了次级照明系统208。次级照明系统208包括距光学单元202B的检测器(和光学单元202A的检测器)已知距离设置的一个或多个光源。如光线轨迹213所示，次级照明系统208发射相对于本示例中的或光学单元202A的检测器或光学单元202B的检测器的光学中心而言偏离中心的光线。

然而，没有必要在所有的实施方式中将主照明源与光学中心对齐。相反地，横跨触摸区域发射的光能够以任何适合的方式改变，以改变阴影长度。例如，主照明系统和次级照明系统二者可以相对于检测器都是偏离中心的。在另一个示例中，次级照明系统可以位于中心而主照明系统偏离中心。

根据阴影长度的变化的距离估算能够用于解决或确定多点触摸情景。图6A和图6B示出了由来自与光学单元202A相关的主照明源和次级照明源208的光的中断而引起的、由触摸点T投下的阴影的改变。在图6A中，由触摸点T引起的中断投下了具有边缘214和216的阴影S1。根据阴影S1的中心线218能够确定角α。

图6B示出了在触摸区域204中的照明发生了改变。即，次级源208发射的光表示为点线220。光学单元202A的检测器对由在触摸点T处的中断而投射造成的阴影进行成像。由于次级照明源208相对于光学单元202A的检测器是偏离中心的，所以投射了不同的阴影。特别地，在这个示例中，投射了较大的阴影，具有沿着触摸区域204边缘阴影长度上的不同，表示为dS。这种延长效应是因为来自检测器202A的视场的阴影具有边缘214和222。原始阴影S1的中心线218用作参考。

图7A和7B更详细地示出了在点T相对地靠近光学单元202A的检测器(在图7A中示出)的情况下和在点T远离光学单元202A的检测器(在图7B中示出)的情况下，阴影长度延伸的几何关系。

在这些示例的每一个中，来自次级照明源208的照明被表示为光学轨迹220和221，连同如在检测器202A的视场中所见的阴影边缘214和222。原始阴影边缘216(即，当来自主照明系统的光被阻断时的阴影边缘)与S1的边界和阴影扩展dS一起用作参考。

图7A和7B的每一个包括插图，该插图示出了距离dA(在次级照明源208和光学单元202A的检测器之间的距离)；距离dY(触摸区域204的一边的长度)、阴影扩展长度dS、以及与长度dA相对的(但是不需要等于dA)沿着触摸区域204的一边的长度dX。角φ表示触摸区域204的顶边与原始阴影边缘216之间的角度；这个角度可以使用原始阴影边界的光线轨迹而得到。角Θ还可以示出为由阴影边缘216与光线轨迹221之间的交叉形成。

阴影边缘216与光线轨迹221之间的交叉能够被视为触摸点T的位置的代表。因此，光线轨迹216的部分rA能够被视为从光学单元202A的检测器到触摸点T的距离的估算。图7A和7B示出了随着从T到光学单元212A的距离rA改变，长度dS也改变，在这个示例中如果T靠近检测器，那么dS变大。随着T移向检测器，不同图案的光可能导致dS变得更短，因此在这个示例中使用阴影“变长”不意味着要限制。

光线轨迹221和216形成上部三角形和下部三角形的两边。上部三角形的第三边的长度等于dA，而下部三角形的第三边的长度等于dS。上部三角形的一边的长度为rA，而下部三角形的一边的长度为rB。

由光线216和220形成的上部和下部三角形在几何学上相似，并且与T到光学单元212A的距离无关，以下比例成立：

rA/rB＝dA/dS

由于从次级照明源208到光学单元202B的检测器距离dA是已知的，那么从点P到光学单元212B的距离RA能够被计算或估算为：

rA＝rB*(dA/dS)

为了求解rA，rB能够表示为rA的函数，因为从检测器202B到触摸区域204的底边缘的总长度(rA+rB)容易计算，作为由光线轨迹216(其总长度为RA+RB)、触摸区域204(是已知的)的垂直边Y(其长度为dY)、以及长度为dX的水平边形成的第三(右)三角形的斜边：

(rA+rB)＝dY/sinΦ

rB＝(dY/sinΦ)-rA

在此之后，接着

rB＝rA*(dS/dA)

rB＝(dY/sinΦ)-RA

rA*(dS/dA)＝(dY/sinΦ)-rA

rA*(1+dS/dA)＝(dY/sinΦ)

求得从实际触摸点到检测器的距离(或范围)的估算(rA)：

rA＝(dY/sinΦ)/(1+dS/dA)

距离rA被称为“估算”是因为，实际上，阴影长度的准确性可能随着阻断距检测器的距离的改变而改变。如本领域所知的，这种现象与检测准确性的变化有关，检测准确性可能根据在触摸区域内相对位置发生变化。此外，在这个示例中，光线220和216之间的交叉不对应于点T的中心。

图8是示出根据使用次级照明系统确定距离以解决多点触摸情景的示例性方法的流程图。图9是示出潜在触摸点与对实际触摸点估算的范围之间的距离的图，并与图9一起讨论。

如下面所讨论，从阴影尺寸的变化所估算的距离能够验证潜在触摸坐标，在这个示例中潜在触摸坐标通过三角测量阴影来计算。然而，这只是示例的目的，并且在实施方式中，一个或多个潜在触摸坐标能够以任何其他适合的形式来识别，然后使用基于阴影扩展的技术来验证。

在方框302，计算从检测器到四个潜在触摸点的每一个的距离。四个潜在触摸点能够根据由横跨触摸表面传播的光的同时阻断投下的阴影的方向来识别。例如，第一图案的光可以用于确定来自三角测量的四个点。

图9示出了具有中心线901、902、903、以及904的四个阴影的示例。具有中心线901的第一阴影SA-1由触摸区域内第一点TA处的光的阻断所引起，并且使用第一检测器(即，光学单元202A的检测器)来检测。具有中心线902的第二阴影SA-2也是由点PA处的光的阻断所引起，并且使用光学单元202B的检测器来检测。具有中心线903的第三阴影SB-1和具有中心线904的第四阴影SB-2由和在点TA处的阻断同时的、在点TB处的阻断所创建，并且分别使用第一检测器和第二检测器来检测。

如上所述，如果阻断发生在用于光检测/触摸定位的、给定的时间窗内，两个阻断可以认为“同时”。例如，阻断可能发生在同样的采样间隔内或者在被一起考虑的多个采样间隔内。阻断可能由不同的物体(例如，两个手指、一个手指和一个指示笔等)或者同一物体的不同部位所引起，例如，阻断在不同的位置处侵入到检测区域。

中心线在对应于潜在触摸点P1、P2、P3、以及P4的四个点处交叉。图9还将实际触摸点“TA”和“TB”示出为实心圆。然而，触摸检测系统不知道实际触摸点与潜在触摸点的相对位置。当然，实际触摸点可以与潜在触摸点一致，但是如图9所示，实际触摸点与潜在触摸点分离，目的是解释示例性方法300，方法300能够用于确定哪些三角测量的触摸点实际上对应于触摸区域的阻断。

图8中的方框302表示计算从检测器之一到四个潜在触摸点P1至P4中的每一个的距离。这个距离(距离N)能够被确定，例如，对每个点(PN)使用三角测量的坐标(X，Y)和下面的式子：

图8中的方框304表示根据识别阴影扩展来计算从检测器到两个触摸点中的每一个的距离。这能够通过比较在第一照明条件下利用单独检测器检测的光的图案(例如，第一图案的光，如来自检测器的主照明源的光的图案)，然后改变到第二图案的光的照明(例如，当不使用主照明时使用次级照明系统来照明或者改变从主照明系统发射的光的图案)来确定。

为了确定从点TA到图9中的光学单元202A的检测器的距离(距离A)，可以确定阴影SA-1的长度的改变。为了确定从点TB到检测器的距离(距离B)，可以确定阴影SB-1的长度的改变。根据各自阴影扩展的长度使用上面的求解rA的式子能够确定从每个点到检测器的距离，用于与检测器和用于发射第二图案的光的光源之间的距离相比较。

一旦从每个实际触摸点到检测器的距离是已知的或被估算，那么实际的范围能够和计算的用于潜在触摸点P1至P4的范围一起被考虑，以确定哪个触摸点是实际的触摸点。

如图8的方框306所示，计算距离度量以用于识别“实际的”触摸点。将距离度量用在一些实施方式中，是因为在计算范围与通过阴影长度变化确定的范围之间的直接比较可能导致模糊的结果。例如，三角测量的触摸点的坐标可能导致距给定检测器相同距离的多个潜在触摸点。在另一个示例中，由于测量或其他误差，计算的距离和对同一点使用阴影扩展测量的距离可能不完全匹配。例如，在一些实施方式中，根据阴影扩展确定的距离可以沿着触摸点的相切的线来测量，而不是沿着穿过触摸点中心的线来测量，相比于通过三角测量的坐标来确定的距离，这将导致在估算的距离中的微小变化。

在一些实施方式中，能够如下计算距离度量，度量1和度量2，以用于识别实际的触摸点：

度量1＝d1+d3

度量2＝d2+d4

在这个示例中，d1至d4是如下通过减去距检测器的计算的距离来确定的自变量：

d1＝距离1-距离A
	d2＝距离B-距离2
d3＝距离3-距离B
	d4＝距离4-距离A

在方框308处，求取距离度量以识别两个实际的点。在这个示例中，如果度量1＜度量2，那么实际的点是P1和P3；否则，实际的点是P2和P4。

对于距检测器之一的范围执行上述示例。在一些实施方式中，如果需要解决模糊的结果和/或作为确保准确性的额外的检查，步骤能够被重复以计算相对于其他检测器的范围距离₁至距离₄、距离_A、以及距离_B。

在上面的示例中，根据阴影扩展确定的实际触摸点PA和PB每个与两个潜在触摸点之一相关，因为该方法假设通过同一个检测器检测的两个同时的阴影中的每个均对应于唯一的触摸点。即，实际触摸点TA与潜在触摸点P1和P3之一相关，而实际触摸点TB与潜在触摸点P2和P4之一相关。距离度量的变体可以用于适应触摸点的不同相关或特征。

方法300可以是针对触摸检测的更大的程序的子过程。例如，常规的触摸检测方法可以被修改以调用方法300的实施方式以处理由识别多个同时存在的阴影的检测器触发的多点触摸情景，或者被调用以在给定的采样间隔内对识别四个潜在触摸点的三角测量计算结果做出响应。一旦“实际的”点被识别，通过三角测量或其他技术确定的坐标就能够以任何适合的方式使用。

例如，处理经由触摸屏提供的输入的用户接口或其他部件能被配置为支持参照两个同时触摸点指定的多点触摸手势。虽然本文的示例涉及“触摸”点，但是同样的原理可以应用在其他的内容中，例如阴影是由于与触摸表面没有实际接触的“悬停”引起的。

图10是示出了当与示例性计算装置401连接时的示例性触摸检测系统200以产生触摸屏系统400的框图。通过硬线和/或无线连接，计算装置401可以在功能上与触摸屏系统410相联接。计算装置401可以是任何适合的计算装置，包括但不限于处理器驱动的装置，例如个人计算机、便携计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、数字和/或蜂窝电话、寻呼机、视频游戏装置等。对本领域的技术人员来说，这些类型和其他类型的处理器驱动的装置是显而易见的。如在本讨论中所使用的，术语“处理器”是指任何类型的可编程的逻辑装置，包括微处理器或任何其他类型的相似的装置。

计算装置401可以包括，例如，处理器402、系统存储器404、以及各种系统接口部件406。处理器402、系统存储器404、数字信号处理(DSP)单元405以及系统接口部件406可以经由系统总线408在功能上相连接。系统接口部件406能使处理器402能够与外围部件406相通信。例如，存储装置接口410能够提供在处理器402和存储装置341(可移除和/或不可移除)之间的接口，如磁盘驱动器。还可以提供网络接口412用作处理器402和网络通信装置(未示出)之间的接口，使得计算装置401能给与网络相连接。

显示器屏幕接口414能够在处理器402和触摸屏系统的显示装置之间提供接口。例如，接口414可以向相对于触摸检测系统200设置的显示器提供用于由DVI、VGA或其他适合的连接上的显示装置实施的、适合格式的数据，使得触摸区域204对应于一些或全部显示区域。例如，显示装置可以包括CRT、LCD、LED、或其他适合的计算机显示器，或者可以包括电视机。

屏幕以边缘206A、206B、以及206D为界。触摸表面可以对应于显示器的外表面，或者可以对应于设置在显示器上的保护材料的外表面。在一些实施方式中，触摸表面可以对应于从触摸表面的上面或下面投射显示的图像的区域。

可以提供一个或多个输入/输出(“I/O”)端接口416作为处理器402和各种输入和/或输出装置之间的接口。例如，触摸检测系统200的检测系统和照明系统可以连接到计算装置401，并且可以经由输入端接口416提供表示由检测器所检测的光的图案的输入信号。类似地，照明系统和其他部件可以连接到计算装置401，并且可以经由输出端接口416接收来自于处理器402的输出信号。

多个程序模块可以存储在系统存储器404中、存储在与存储装置411(例如，硬盘驱动器)相关联的任何其他计算机可读介质中、和/或存储在计算装置401可访问的任何其他数据源中。程序模块可以包括操作系统417。程序模块还可以包括信息显示程序模块419，其包括用于在显示屏上显示图像或者其它信息的计算机可执行指令。本发明的示范性实施方式的其他方面可以体现在触摸屏控制程序模块421中，触摸屏控制程序模块421用于控制主照明系统、次级照明系统、检测器组件、和/或用于根据从检测器接收的信号计算触摸位置、解决多点触摸情景(例如，通过执行方法300的实施方式)、并基于从检测器接收的信号来辨别相对于触摸屏的交互状态。

在一些实施方式中，包括DSP单元，DSP单元用于执行归属于触摸面板控制程序模块421的一些或全部功能。如本领域公知的，可以将DSP单元405配置为执行包括滤波、数据采样、三角测量和其他计算的多种类型的计算，并且配置为控制照明系统的调制和/或其他特性。DSP单元405可以包括一系列在软件中实现的扫描成像仪、数字滤波器、以及比较器。因此，可以对DSP单元405编程，用于计算触摸位置并辨别本领域公知的其他交互特性。

可以由操作系统417控制的处理器402可以被配置以执行各种程序模块的计算机可执行指令。由于这些指令的执行，可以执行根据本主题的一个或多个方面的方法。而且，由信息显示程序模块419所显示的图像或其他信息可以存储在一个或多个信息数据文件423中，一个或多个信息数据文件423可以存储在与计算装置401相关联的或可由计算装置401访问的任何计算机可读介质中。

当使用者在触摸屏上触摸或者靠近触摸屏时，横跨一个或多个检测平面内的触摸屏的表面导向的能量束的强度将发生变化。检测器配置为检测横跨触摸屏表面反射的或者散射的能量束的强度，并且应该足够敏感以检测这种强度的变化。计算装置401可以使用检测器组件或触摸屏显示系统的其他部件产生的信息信号，以确定相对于触摸区域431的触摸位置。计算装置401还可以确定对于在触摸屏上或者靠近触摸屏的触摸的适合回应。

根据一些实施，当没有触摸存在时，来自检测系统的数据可以周期性地由计算装置401处理，以监控沿着检测平面导向的能量束的典型强度水平。这允许系统来计算环境光照度和其它周围条件的变化，并且由此降低这些变化的影响。计算装置401可以可选地按照需要增加或者减少由主照明系统和/或次级照明系统所发射的能量束的强度。随后，如果检测系统检测到能量束强度的变化，那么计算装置401能够处理该信息以确定在触摸屏上或者靠近触摸屏已经发生触摸。

例如，通过处理从每个检测系统接收到的信息并执行一个或多个众所周知的三角测量计算，并且解决如上所述的多点触摸情景，可以确定相对于触摸屏的触摸位置。相对于每个检测系统降低的能量束强度的区域的位置，可以关于显示屏幕的一个或多个像素，或虚拟像素的坐标进行确定。然后根据检测器系统之间的几何关系，可以对相对于每个检测器增加的或者降低的能量束强度的区域的位置进行三角测量，以确定触摸相对于触摸屏的实际位置。如所适用的，任何这种确定触摸位置的计算能够包括补偿偏差(例如，透镜畸变、周围条件、触摸屏或其他触摸表面的损坏或障碍等等)的算法。

上述示例提及各种照明源，应该理解可以使用任何适合的辐射源。例如，可以使用发光二极管(LED)来产生在检测平面内在一条或多条光路上指向的红外线(IR)辐射。但是，如适用，EM频谱的其他部分或者甚至其他类型的能量可以与适当的源和检测系统一起使用。

在触摸生效的显示屏的背景下给出上面实施例中的几个实施例。但是，应当理解，当要追踪物体相对于区域的位置时，甚至在没有显示屏存在的情况下也可以应用本发明公开的原理。例如，触摸区域可以以静态图像或根本没有图像为特征。

在一些示例中，次级照明系统表示为与主照明系统分离。在一些实施方式中，“主照明系统”和“次级照明系统”可以使用一些或全部相同的部件。例如，检测器组件可以包括具有多个源的光检测器，如位于检测器任一边的一个或多个源。通过使用在检测器两边的源可以发射第一图案的光。通过使用在检测器一边(但是并非另一边)的源可以将横跨检测区域发射的光改变为第二图案的光，以获得针对距离判定的阴影长度的变化。

本发明讨论的各种系统没有局限于任何特定的硬件结构或者配置。如上所述，计算装置可以包括任何适合的部件排列，任何适合的部件排列提供以一个或多个输入为条件的结果。适合的计算装置包括可访问存储的软件的、基于多用途微处理器的计算机系统，还包括专用集成电路、其他可编程逻辑集成电路以及其组合。任何适合的编程、脚本、或其他类型的语言或语言的组合可以用于在软件中实现本发明所包含的启示内容。

一个或多个适合的计算装置可以执行本文所公开方法的实施方式。这种系统可以包括适于执行本文所公开方法的一个或多个实施方式的一个或多个计算装置。如上所述，这种装置可以访问嵌入了计算机可读指令的一个或多个计算机可读介质，当至少一个计算机执行计算机可读指令时，计算机可读指令使得至少一个计算机实现本主题的方法的一个或多个实施方式。当利用软件时，软件可以包括一个或多个部件、过程、和/或应用。除了软件之外或者可选的是，计算装置可以包括致使装置可操作地实现本主题的一个或多个方法的电路。

可以使用任何适合的计算机可读介质或媒体来实现或实践本公开的主题，包括但不限于，磁盘、驱动器、基于磁的存储介质、光存储介质，包括盘(包括CD-ROMS、DVD-ROMS、以及CD-ROM和DVD-ROM的变型)、闪存、RAM、ROM、以及其他存储装置等等。

尽管已经关于本主题的特定实施方式详细地描述了本主题，应理解，本领域的技术人员在理解了前述内容之后，可以容易地对这样的实施方式进行替换、变化或者等价。因此，应当理解，为了范例而不是限制给出本公开，如对本领域技术人员显而易见的，本公开没有将对本主题的这样修改、变化和/或添加排除在外。

Claims (19)

1.一种确定多个触摸点的方法，所述方法包括：

使用第一检测器检测在触摸区域内第一点处由光的阻断引起的第一阴影；

改变在所述触摸区域内传播的光，以使得至少一个阴影的长度改变；

根据所改变的阴影的长度，计算从所述第一点到所述第一检测器之间的距离；以及

使用所计算的距离以针对所述第一点验证潜在触摸位置坐标。

2.如权利要求1所述的确定多个触摸点的方法，还包括：

使用第二检测器检测在所述触摸区域内所述第一点处由光的所述阻断引起的第二阴影；

使用所述第一检测器检测在所述触摸区域内第二点处由光的阻断引起的第三阴影，在所述第二点处的所述阻断发生在检测所述第一阴影和所述第二阴影的时间间隔内；

使用所述第二检测器检测在所述触摸区域内所述第二点处由光的所述阻断引起的第四阴影；

根据所述第一阴影和所述第三阴影相对于所述第一检测器的方向以及所述第二阴影和所述第四阴影相对于所述第二检测器的方向，确定四个潜在触摸位置坐标；

其中，当使用所计算的距离以针对所述第一点验证潜在触摸位置坐标时，从所述四个潜在触摸位置确定两个实际的触摸位置。

3.如权利要求2所述的方法，其中，改变在所述所述触摸区域内传播的光包括从距所述检测器一定距离设置的次级照明源发射光。

4.如权利要求3所述的方法，

其中，在改变在所述所述触摸区域内传播的光之前，光从主照明源发射；以及

当光从所述次级照明源发射时，光不从所述主照明源发射。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所述主照明源和所述次级照明源被设置在所述检测器的对边上。

6.如权利要求3所述的方法，其中，根据所述阴影的长度变化的函数来确定从所述第一点到所述第一检测器的距离，所述阴影的长度变化与所述次级照明源和所述第一检测器之间的距离有关。

7.如权利要求2所述的方法，其中，根据所述第一阴影和所述第三阴影相对于所述第一检测器的方向以及所述第二阴影和所述第四阴影的方向确定四个潜在触摸位置坐标包括：从与所述阴影相关联的光线轨迹之间的交叉来三角测量所述四个潜在触摸位置坐标。

8.触摸检测系统，包括：

回射镜，沿着触摸区域内的触摸表面的至少一个边缘设置；

光检测系统，具有光学中心，并且被设置以对所述回射镜进行成像；

照明系统，被配置以发射横跨所述触摸表面的光，以使得在所述所述触摸区域内没有物体的情况下，至少一些来自所述照明系统的光回射至所述光检测系统；以及

计算系统，与所述光检测系统和所述照明系统接口连接，所述计算系统被配置以根据以下内容确定从所述光检测系统到在所述触摸区域内光已被阻断的点的距离：(i)第一图案的检测的光，表示来自所述照明系统的第一图案的光中由在所述点处的物体引起的阻断；以及(ii)第二图案的检测的光，代表来自所述照明系统的第二图案的光中由在所述点处的所述物体引起的阻断。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述第一图案的光发射自所述照明系统的主照明源，而所述第二图案的光发射自所述照明系统的次级照明源，所述次级照明源位于距所述光检测系统的检测器已知距离的位置。

10.如权利要求9所述的系统，

其中，所述第一图案的检测的光和所述第二图案的检测的光被求取以确定阴影长度的变化，以及

根据所述阴影长度的变化的函数，确定到所述触摸区域内光已被阻断的点的所述距离，所述阴影长度的变化与所述次级照明源和所述光检测系统之间的距离有关。

11.如权利要求8所述的系统，

其中，所述光检测系统和所述照明系统合并为单独的光学单元，并且所述系统包括两个光学单元，每个光学单元被设置为远离所述回射镜并且远离彼此。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述光检测系统包括光检测器，而所述照明系统包括多个光源，所述光源设置在所述光检测器的对边上。

13.如权利要求11所述的系统，其中，所述计算系统还被配置以：

(i)基于从由光学单元根据来自所述主照明系统的光的阻断检测的阴影进行的三角测量，来确定四个潜在触摸点，

(ii)确定两个估算距离，每个估算距离对应于两个同时阻断中的一个，以及

(iii)根据所述估算距离，将所述潜在触摸点中的两个识别为实际触摸点。

14.如权利要求13所述的系统，其中，根据使用从阴影长度的变化确定的所述估算距离和对每个潜在触摸点根据三角测量计算的计算距离来确定的距离度量，识别所述实际触摸点。

15.一种计算机可读介质，实施计算机系统可执行的程序代码，所述程序代码包括：

程序代码，用于访问来自两个光检测器的检测数据，并且识别由每个检测器检测的两个阴影，所述阴影由在触摸区域内传播的第一图案的光中的阻断形成；

程序代码，用于对光源进行导向以使用第二图案的光来照明所述触摸区域；

程序代码，用于访问来自一个光检测器的检测数据，并且识别阴影尺寸的变化，当所述第二图案的光照明所述触摸区域时，发生所述阴影尺寸的变化；以及

程序代码，用于根据所述阴影的尺寸的变化来确定从所述触摸区域内的点到所述检测器的距离。

16.如权利要求15所述的计算机可读介质，还包括：

程序代码，用于从所检测的阴影中识别多个潜在触摸点；以及

程序代码，用于根据从所述阴影的尺寸的变化确定的所述距离来将所述潜在触摸点的子集识别为实际触摸点。

17.如权利要求16所述的计算机可读介质，其中，用于从所检测的阴影中识别多个潜在触摸点的所述程序代码通过三角测量识别所述潜在触摸点。

18.如权利要求15所述的计算机可读介质，还包括：

程序代码，用于对光源进行导向以使用所述第一图案的光来照明所述触摸区域，

其中，在不同的时间发射所述第一图案的光和所述第二图案的光。

19.如权利要求18所述的计算机可读介质，其中，用于对所述光源进行导向以使用所述第一图案的光和所述第二图案的光照明所述触摸区域的所述程序代码对包含在单个光学单元中的多个光源进行导向来发射光，以使得当使用所述第二图案的光时，在所述光学单元中的至少一个光源没有照明。

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