触摸装置检测的制作方法

本发明涉及触摸输入检测系统，并且涉及这些系统的调整以允许检测提供笔输入的装置。本发明特别提供了对由触摸输入提供的接触点与由笔输入提供的接触点之间的区别的识别。

背景技术：

在下面描述中，“触摸”和“笔”用于指代用于在交互表面处提供接触点的两种不同类型的技术。在触摸系统中，接触点可以由诸如手指的物体或诸如触针的装置来提供。在笔系统中，接触可以由被称为笔装置或指点装置的物体来提供，所述物体能够通过除简单地提供接触点以外的手段与系统交互。

在本领域中，合并触摸和/或笔技术的交互系统是公知的。

在图1中例示了示例性触摸系统。该示例性系统包括交互面10、触摸数据处理器12和计算机14。检测到由手11的手指在交互面上提供的触摸接触，并且与该触摸接触点关联的数据被作为数据流中的数据(DATA)提供给触摸数据处理器12。触摸数据处理器12根据已知技术对数据流中的数据进行处理，然后将经处理的数据转发到计算机14以根据已知技术进一步处理。

触摸系统通常依赖于检测由诸如手指接触的触摸在显示器表面处提供的接触点。通常，触摸检测系统与被布置为检测装置(诸如笔)的系统相比具有许多缺点。

在被布置为检测笔的系统中，能够区分并标识多个接触点，因为接触点可以被映射到唯一的笔。

在被布置为检测笔的系统中，能够区分表面上的接触点和表面上方的悬停接触点，这是因为可以将接触点确定为在显示器表面处或者接近于显示器表面。

在被布置为检测笔的系统中，能够通过在笔装置上设置按钮来提供模式的自动切换。

被适配为提供触摸输入和笔二者的检测的系统能够在单个系统中潜在地提供两个系统的优点。然而，这些系统通常要求用户选择菜单以便切换模式。

并入了触摸检测的已知交互系统利用边框技术。

本发明的目标是提供对并入了边框技术并被布置为检测触摸输入的交互系统的改进。

技术实现要素：

本发明提供一种用于检测指点装置在交互表面处的存在的方法，所述交互表面被提供有用于检测接触点的照明场，该方法包括：使用所述照明场来识别接触点；利用所述照明场的照明来激发接近所述表面的任何装置；确定是否从被所述照明场激发的装置接收到无线信号；以及取决于接收到无线信号，将与所述接触点关联的数据识别为触摸数据或笔数据。

所述照明场可以由布置在X轴和Y轴方位上的发射器的阵列来提供。所述照明场优选地按照边框布置来提供。

所述方法还可以包括：确定所述指点装置的近似位置；以及将所述近似位置与所述接触点的位置进行比较。如果位置匹配，则将与所述接触点关联的数据识别为笔数据。

在确定接触点时，确定最靠近所述接触点的发射器，其中，接着从该发射器发射激发信号。所述激发信号可以是脉冲串。所述激发信号可以是足以唤醒诸如笔装置的任何装置的唤醒脉冲。

在所述激发信号之后，可以停用边框阵列的发射器。

在所述激发信号的发送之后，可以从所述发射器发射编码信号。可以在所述边框阵列被停用达一时间段之后发射(或者发送)所述编码信号。

所述激发信号和/或所述编码信号可以从最近的边框发射器的任一侧的一个或更多个边框发射器发射/发送。

对所述无线信号的接收的确定可以响应于模式信号的发送。如果未接收到无线信号，则可以确定所述接触点由触摸输入提供。如果接收到无线信号，则可以确定所述接触点由笔输入提供。

优选地提供了一种笔，该笔在检测到所述编码信号时发送无线信号。所述笔被优选地在独立于用于检测所述接触点的通信信道的通信信道上进行发送。此通信信道优选地是反向信道，所述接触点的检测建立在主信道上。

在确定多个接触点时，确定所述边框的最靠近各个接触点的发射器，并且从各个发射器发送激发信号。这可取决于在特定时间窗口内检测到的所述多个接触点。

可以与所述多个接触点相对应地发送多个编码信号。所述多个编码信号中的每一个可以是独特的，可唯一地标识的。可通过包括不同长度的脉冲串对所述编码信号进行编码。

在所述激发信号之后，可以停用所述边框阵列的发射器。在所述唤醒脉冲之后，还可以由所选择的边框发射器发送同步脉冲，以供所述接触点处的任何笔使用以使它们在反向信道上的无线传输同步。任何这种同步信号都优选地在所述边框阵列被停用之前发送。

所述方法还可以包括：在装置处接收编码信号并且将接收到的信号识别为所述编码信号中的一个，并且确定所述编码信号的强度。确定所述信号的强度的步骤可以包括测量所述信号的幅度。

所述方法可以包括：在所述装置处接收至少两个编码信号；以及识别各个编码信号，并且确定各个编码信号的强度。具有最高强度的编码信号可以表示最靠近所述接触点的发射器。所述装置在所述无线信号中发送所接收的编码信号的标识以及所接收的编码信号中的哪一个具有较大强度的指示。

所述方法可以包括接收一个编码信号。所述装置可以在所述无线信号中发送所接收的编码信号的指示。所述装置可以在所述无线信号中发送所接收的编码信号的强度与未接收到的编码信号的强度的比较。因此，当所述笔仅接收到一个编码信号时，所述笔仍然可以知道两个编码信号的身份，使得所述笔知道未接收到的编码信号的身份。

还提供了一种用于交互显示系统的指点装置的方法，该方法包括：检测编码信号的接收；以及发送对所述检测的确认。

所述方法可以包括检测两个或更多个编码信号，其中，所述装置还发送所述两个或更多个编码信号的相对强度的指示。

在仅检测到一个编码信号时，所述装置可以发送所接收的编码信号的强度比未接收到的所述编码信号的强度强的指示。

提供了一种包括边框设备的、用于识别表面上的接触点的接触检测系统，该系统还包括：用于检测无线信号无线检测电路；以及识别电路，该识别电路用于根据所述无线检测电路对无线信号的检测，将与检测到的接触点关联的数据识别为由笔输入或由触摸输入提供。

提供了执行任何方法特征的设备。

提供了一种交互显示系统的指点装置，该指点装置检测编码信号的接收，并且发送对所述检测的确认。所述装置可以使用检测两个或更多个编码信号的接收，其中，所述装置还发送所述两个或更多个编码信号的相对强度的指示。在仅检测到一个编码信号时，所述装置可以发送所接收的编码信号的强度比未接收到的编码信号的强度强的指示。

附图说明

现在通过参照附图来描述本发明，附图中：

图1例示了典型的触摸检测设备；

图2例示了检测由笔提供的接触点的触摸检测设备的布置的示意图；

图3例示了用于控制图2的示意设备的过程；

图4例示了示例性系统实现，该示例性系统实现例示了并入了检测由笔提供的接触点的边框技术的触摸检测设备的布置；

图5例示了图4的布置中的信号的格式；

图6例示了检测由笔提供的接触点的触摸检测设备的布置的示意图；

图7例示了用于控制图6的示意设备的过程；

图8例示了并入了边框技术并且用于将一个接触点确定为笔或触摸的显示器表面的示例性场景；

图9例示了用于针对图8的场景确定笔或触摸输入的过程；

图10例示了提供笔输入的指点装置；

图11例示了并入了边框技术并且用于将两个接触点确定为笔或触摸的显示器表面的示例性场景；

图12例示了用于针对图11的场景确定笔或触摸输入的过程；

图13例示了用于针对图11的场景确定笔或触摸输入的指点装置中的过程；

图14例示了提供笔输入的指点装置；以及

图15例示了图11的场景中的信号和信号定时。

具体实施方式

通过示例并参照示例性布置且特别地关于示例性交互系统对本发明进行描述。除非由所附权利要求明确地陈述或者限定，否则本发明不限于本文所描述的任何特定细节或布置。本领域技术人员将了解，如何可以酌情用替代方案修改描述的布置。

在以下描述中参照触摸输入。实际上，术语“触摸输入”用于表示由允许与程序、按钮和菜单交互的任何无源输入装置在交互系统的交互表面处提供的任何输入。无源输入装置可以是其中未包含技术并且不与交互系统进行通信的输入装置。无源输入装置可以包括但不限于诸如手指的身体部分、触针或指点器。在此上下文中，无源输入装置是除了在交互表面上提供接触点以外不能与交互系统交互的装置。无源装置还可以被称为不活动装置。

一般而言，触摸输入可以被检测为接触输入，但是不能被唯一地识别并且不能被识别为在交互表面上或者接近交互表面。

在以下描述中还参照笔输入。实际上，术语“笔输入”用于表示由允许与程序、按钮和菜单交互的任何输入装置在交互系统的交互表面处提供的任何输入。这种有源输入装置可以是其中包含有诸如印刷电路和/或电池的技术的输入装置，这使得该装置能够与交互系统进行通信以提供与交互系统的更自然交互。笔输入装置能够提供附加功能，诸如但不限于检测悬停在交互表面上方的有源输入装置、压敏手写以及通过在有源输入装置上(诸如在笔输入装置的侧面)包括电开关按钮的快速工具和功能使用。输入装置可以是任何类型的装置，但是通常可以由类似的装置提供并且被称为笔装置或指点装置。输入装置可以包括但不限于光笔、红外笔、感应笔和电容笔。在这些附加操作要求除接触点的简单检测以外的与交互系统的有效链接的程度上，笔装置能够被认为提供有效输入并且是有源输入装置。

在本领域中，笔装置有时被称为无源装置或有源装置，这取决于它们是否具有用于提供它们与交互系统的交互的内部电源。例如，有源笔可以被提供有电池。此定义将不与对与无源输入装置或有源输入装置关联的触摸输入或笔输入的参照相混淆。有源输入装置在电源方面可以是“无源的”或“有源的”。可以结合由有源笔提供的笔输入有利地实现示例性布置，以便提供由交互系统的适当接口所检测到的适当传输。除非布置的细节要求有源笔，否则所描述的布置可通过由无源笔或有源笔提供的笔实现。

在笔在仅触摸系统中提供输入的情况下，笔可以被认为是触针(stylus)。

一般而言，笔输入能够被检测为接触输入，并且可以是以下中的至少一个：被唯一地识别的(在多个笔当中识别所述笔)；被确定为在交互表面上或者接近交互表面(诸如表示悬停或笔落下状态)；或者提供附加输入(诸如开关状态)。

在本文中在触摸检测系统尤其是在其中基于输入提供的触摸将该输入检测为触摸输入的交互系统的上下文中描述布置。除非在本文中具体地陈述，否则本发明不限于触摸系统的任何细节，并且可以在任何触摸检测交互系统中实现。

当提供笔输入的笔装置被要求提供笔输入时，该笔装置可以配备有自己的电源，或者该笔装置可以利用交互系统的另一信号中的能量，诸如在交互表面上提供以用于检测接触点的电磁(EM)场(诸如红外(IR)或射频(RF)场)中的能量。

当提供笔输入的笔装置进行发送时，该笔装置可以连续地或只在满足特定条件时(例如，当笔接触到交互表面(其例如可以通过笔尖中的压力开关来促进)时)才发送。

本发明不限于用于提供笔输入的笔装置的任何布置，尽管不同类型的笔装置可以使得能够实现本发明的有利特征。

尽管布置的描述参考无线信号的检测以便检测笔装置的存在，但是布置可以适用于提供有关于接触点是否与触摸输入或笔输入关联并且因此提供笔输入的笔装置是否存在的指示的任何系统。优选地，系统被布置为仅检测与触摸表面接触的笔装置的存在，而不是例如检测远离表面的笔的存在，以避免虚假的或错误的检测。在此基础上，可能仅在检测到“笔落下”条件时检测到笔装置的存在。在此基础上，可以优选地仅在检测到接触点时启用笔检测器，或者对来自笔装置的信号的无线检测可以被布置为使得仅能够在该笔在表面处或附近的情况下检测到笔装置。

然而，本发明不限于仅在检测到接触点时才启用笔检测电路。在另一个实施方式中，笔检测电路可以连续地寻找笔，并且可不仅响应于接触点被启用。

关于仅在笔在表面附近时才检测到笔装置，笔可以在窄区域中发射或检测IR信号，使得仅在笔与表面极为接近和/或触摸到表面时才接收或可检测来自笔的信号。这是仅在检测到接触时才启用笔检测的另选或附加特征。当笔被布置为接收电磁信号以给它电力来发送时，笔可以被布置为使得当它在显示器表面的特定接近度内时可以仅接收用于提供它必要的电力的信号。另选地或附加地，笔检测器可以被布置为使得当笔处于显示器表面的特定接近度内时，笔检测器仅可以接收来自笔的传输。

形成交互系统的笔检测器的一部分的接收器/检测器可以被设计为具有受限制的视场，以确保无线笔检测块对笔的检测仅在该笔在表面的短距离(例如，厘米或更优选地毫米)内时才被实现，以避免虚假的笔检测。

这些是使得无线检测能够不依赖于首先检测接触点、或者将无线检测限于仅检测来自靠近表面的笔而不是例如远离表面并且未被检测为存在于表面处的无线笔的笔的无线信号的所有另选布置。

笔与笔检测器之间的通信优选地经由红外(IR)传输，并且根据优选布置来控制所关联的视场，但是通信不限于IR传输，并且例如可以是诸如蓝牙传输的RF传输。然而，一般而言，可以优选在笔装置与交互系统之间提供与被提供用于检测接触点的通信不同类型的通信的通信信道。笔装置与交互系统之间的通信信道可以被称为“反向信道(back-channel)”，主信道是被提供来检测接触点的信道。

现在描述为了在触摸接触检测系统中检测用于提供笔输入的笔装置而提供的示例性布置。在此布置中公开了一种用于确定单个检测到的接触与触摸接触关联还是与笔接触关联的技术。

图2示意性地例示了区分笔输入和触摸输入的图1的触摸接触系统，并且在图3中例示了关联的流程过程。

参照图2，在交互表面10与计算机14之间附加地提供了接口16。接口16包括缓冲器20、延迟块22、寄存器24、笔检测器28以及标志设置块26。

检测交互表面上的接触点，并且在线3上将与此接触点关联的数据(被称为DATA)从交互表面10转发到接口16。此接触点的检测由图3中的步骤30例示。

接触点可以通过触摸(例如，手指或触针或笔)来提供。

接口16从交互表面10接收数据流，这在实践中可以包括当触摸表面设置有坐标确定电路时从所述表面接收坐标数据。此坐标数据可以在任何连接上(例如，经由USB连接)接收，但是还可以经由无线通信网络(诸如蓝牙)来接收。在该示例中，假定触摸表面通常提供与接触点关联的数据，其包括该接触点的坐标，但是这与本发明无关。

数据流DATA由缓冲器20接收，并且如步骤29所表示的那样被缓冲。并且图2还例示了设置在缓冲器20的输出端处的延迟块，并且如步骤31所示，经缓冲的数据也被延迟。实践中，缓冲器20可以执行延迟功能，因此可能不要求附加的延迟块22。图3的步骤29和31因此可以实现为单个缓冲/延迟步骤，如附图标记32所示。

与由块20和22提供的缓冲和/或延迟步骤关联的延迟导致在线5上产生数据流的延迟版本DELAYED DATA(延迟的数据)。

笔检测器28可以通过接触点数据的接收来启用或者触发，并且可以连接以简单地接收数据流DATA(未示出)，以识别与检测到的接触点关联的数据的存在。笔检测器28可以另选地由某个控制装置(诸如计算机14)启用，或者可以被永久地启用以检测无线信号。

如步骤33所示，笔检测器28在接触点的检测之后或者与接触点的检测一前一后地检测是否接收到无线信号，以便确定接触点是否由笔输入提供。提供接触点的笔提供无线传输以供笔检测器28检测。笔检测器28检测此无线传输。

笔和/或接口16被优选地使得仅在笔位于交互表面的特定接近度内时才检测来自笔的无线信号。例如，当笔被靠近显示器表面的能量场(例如，红外线)激发时，和/或当笔接收到查询/询问信号时，和/或当笔尖压靠显示器表面时，笔才可以被激发来发送无线信号。然而，一般而言，任何已知技术可以被用于笔发送能够由笔检测器28检测到的无线信号。

取决于是否与接触点的检测相结合地接收到无线信号，笔检测器28决定系统是在笔模式还是触摸模式下工作。

在此布置中，如果接收到无线信号，则系统如步骤37所示那样在笔模式下工作。如果未接收到无线信号，则系统在触摸模式下工作，如步骤35所示。笔检测器28在其输出端上设置信号以指示笔(P)或触摸(T)，以控制标志设置块26根据工作模式来设置寄存器24的标志比特。

如果笔检测器28未检测到无线信号，则笔检测器28相应地将其对标志设置块26的输出设置成指示笔不存在。这可以简单地包括将其输出设置为‘0’或‘1’，以指示由标志设置块26遵循的系统模式(笔或触摸)。标志设置块的输出端处的设置指示触摸模式。

如果笔检测器28检测到无线信号，则笔检测器28相应地将其对标志设置块26的输出设置成指示笔存在。再次，这可以简单地包括将其输出设置为‘0’或‘1’。标志设置块的输出端处的设置指示笔模式。

在确定工作模式时，在步骤42中，标志设置块26设置适当的标志。在步骤44中，标志设置块然后控制寄存器以将适当的比特附加到寄存器24中保持的当前数据。

如步骤46所示，寄存器24接着在线7上将经过适当附加的数据作为数据PEN/TOUCH DATA(笔/触摸数据)输出给计算机14。

由于确定接触是由触摸还是笔提供所需的附加处理，一些等待时间与数据到计算机14的传递相关联。计算机14不执行数据处理，直到做出了输入的确定为止，并且这种处理具有由缓冲器20和/或延迟块22的延迟确定的等待时间。

由缓冲器20和/或延迟块22提供的延迟优选地足以使得笔检测器28能够完成接触输入是笔输入还是触摸输入的确定。数据流可被延迟n个帧，其中n＝1或2或3等。优选地，数据流可被延迟一个帧-即帧延迟。在延迟期间，笔接口16确定表面上的物体是否是笔。这可以以多种方式完成，并且上述技术表示根据第一布置实现这个的方式。

提供给寄存器24的数据DELAYED DATA是为了标志设置而确定工作模式的数据。

布置提供了在交互白板(IWB)的交互表面上检测由多个笔中的一个提供的多个接触点，并且提供了要确定为笔接触点或触摸接触点的任何接触点。

通过使用利用检测接触点的边框技术的接触表面，可实现笔的粗略位置的确定。使用边框技术的接触表面在本领域中是公知的，并且未在图中详细示出它们的实现。

IR边框系统通常被布置为一个水平边和一个竖直边发射IR并且相对的边接收IR，并且在这种系统的上下文中对示例进行描述。然而，虽然本文所描述的检测方法假定此布置，但是它同样适用于将发射器和接收器放置在所有四个边上的边框触摸系统。

术语“边框(bezel)”表示能够确定物体在交互白板表面上任意处的X坐标和Y坐标的完整物体检测子系统。

一般而言，在IR边框系统中，顺序地扫描表面。在X轴和Y轴二者上，顺序地激发发射器以生成IR信号。边框系统的这种操作对于本领域技术人员将是已知的。

位于笔中的IR检测器可被布置为检测由与触摸表面关联的被激发的发射器(诸如触敏表面上的边框发射器)所生成的入射IR辐射。笔可以包括IR检测器，该IR检测器检测交互表面上的IR照明场。如果笔中的IR检测器对来自任何水平方向的IR辐射同样地敏感，则笔中的IR检测器将在最靠近笔的边框发射器变得活动时看见峰值IR通量。这在X轴和Y轴二者上发生。此示例假定笔包括这种检测器。

实际上，多个IR发射器将在发射功率方面变化，意味着不最靠近笔检测器的发射器能够使笔检测器接收到峰值IR。这将不停止系统工作，它将仅降低任何粗略位置系统的准确性并且限制两个物体能够被正确地对齐在一起有多近。优选实施方式将描述克服此问题的比率测量技术。

基于某个定时标记，能够做出对由笔检测到的红外峰值的时间测量。定时标记的提供可以采用许多方式。例如，可以通过标记边框阵列的扫掠的开始来提供定时标记，这种扫掠的目的是为了确定是否在交互表面上存在接触点。在一个布置中，笔检测器从边框设备的控制器接收通知，以指示边框扫掠的开始并且确认定时标记。

基于扫掠的开始通过这个或其它适合的手段确定，能够做出从定时标记到由笔检测到的IR通量的峰值的时间测量，其与笔离扫掠开始位置的X-Y距离成比例。扫掠开始位置可以是触摸表面的角部。这为笔的位置提供粗略测量。根据此布置，笔的位置的此粗略测量然后能够用于尝试并将它与一个或更多个当前检测到的触摸坐标相匹配，并且针对该特定物体位置为系统设置对应的笔/触摸模式。

这可以参照图4和图5来进一步理解。

图4例示了交互接口10。示出了提供用于边框技术确定x坐标的竖直IR发射的多个边框发射器110₁至110_n，表示为x₁至x_n。还示出了提供用于边框技术确定y坐标的水平IR发射的多个边框发射器112₁至112_n。

当发射器110₆(x₆)和112₉(y₉)被激发时，位于由十字177a表示的位置处的笔117将检测到IR通量峰值。此峰值相对于基准标记的定时由在发射器110₁(x₁)和112₁(y₁)被激发时开始的扫掠的定时给出。基于自定时标记信号以来过去的时间，能够确定哪个发射器与哪个峰值关联。

因此，笔检测IR通量，并且生成表示检测到的通量随着时间的幅度的信号。

在例示的示例中，接口16可以在反向信道上向笔117发送询问信号116，并且响应于此，笔可以发送响应信号118。这些信号独立于与边框发射器的激发关联的信号以便确定接触点。

参照图4，如波形113所示，水平边框发射器在它们被激发时生成无线信号，并且如波形115所示，垂直边框发射器在它们被激发时生成波形。根据已知技术，这些无线信号的生成用于确定接触点。在边框技术中，IR接收器(未示出或描述)用于确定发射信号的中断并且因此确定接触的位置。

根据此布置，无线信号113和115也由笔117使用来生成附加的无线信号或者用于在反向信道上传输到接口16的信号。这是图5中更详细地例示的信号118。

例如响应于由接口16在反向信道上发送的询问信号116的接收，在反向信道上向接口发送信号118。例如，当接口16接收到指示已接收到接触的数据时，这种询问信号可以由接口16发送。然而询问信号的发送不是必要的。例如笔可以发送信号118，并且在接口处基于边框阵列的激发的定时的知识来确定该信号的定时。

如图5进一步例示的，响应信号118包括随着时间的可变幅度的信号。另选地，笔能够对原始数据进行处理并且仅仅发送指示从START同步到PEAK信号为止过去的时间的数据。响应信号包括与扫描周期关联的帧。在帧内，依次激发一个轴中的边框发射器，随后依次激发其它轴中的边框发射器。因此，图5所示的曲线图包括各个发射器110₁至110_n的幅度对时间的曲线图，随后是在时间帧内各个发射器112₁至112_n的幅度对时间的曲线图。在时间帧内，各个发射器被激发。随着各个发射器被依次激发，曲线图是幅度对时间的曲线图，其中激发的各个发射器与特定时间关联。

如图5所示，曲线图对于与发射器110₆和112₉关联的时间具有峰值幅度。与发射器110₆关联的峰值被确定为从标记或原点(即，帧的开始)起的时间dx，并且与发射器112₉关联的峰值被确定为从y扫掠(其在x扫掠结束时开始并因此可称为标记或原点)的开始起的时间dy。

因此，能够确定笔的位置的近似或粗略估计。

现在参照图6和图7进一步描述根据此示例性布置的系统的操作。不再详细地描述那些图中的对应于之前的图的元素，因为它们的操作将与以上所描述的操作类似。

如图6所示，接口16被修改为包括笔检测器100、定时块102、坐标检测器104和比较器块106。笔检测器100代替了图2布置的笔检测器28。接口附加地包括缓冲器20和延迟块22。还示出了与图2的标志设置块26和寄存器24对应的标志设置块82和寄存器84。应当理解，标志设置块20和寄存器24可以根据任何前述布置实现，并且一般而言，必要时实现为使得能实现给定布置的操作。

参照图7，在确定是否接收到无线信号之前，如步骤33所示，数据被缓冲/延迟，如步骤32所示。笔检测器100被启用以准备检测来自笔的任何无线信号。

在缺少由笔检测器100在步骤33中接收的任何无线信号的情况下，确定接触点是触摸输入，并且在步骤35中将模式设置为触摸。如上所述，实现方法步骤42、44和46并且然后将传入数据作为触摸数据转发到计算机14。如果在特定时间帧中未接收到无线信号，则可以确定接触由触摸提供。

如果笔检测器100接收到无线信号，如在步骤33中检测到的那样，过程移动到步骤340。

如果检测到无线信号，则将接收到的无线信号(其将对应于图4和图5的信号118)提供给定时块102，由方法步骤340表示，其中，如上所述，基于由笔在反向信道上发送的信号(图4中的信号118)，确定与由笔提供的信号的峰值幅度关联的定时坐标dx和dy。基于接收到的信号和对定时标记的知识来确定这些定时值。

与定时、以及边框激发与在反向信道上从笔接收到的无线信号之间的同步相关联的确定在本发明的范围外。然而，在简单情况下，当触发器被启动以开始边框阵列的扫描来检测接触点时，这种触发器也可以提供给定时块102，如从计算机14开始的虚线连接105所表示的，计算机14控制边框阵列。定时块然后知道定时标记，所述定时标记可能或可能不也在询问信号(如果发送了)中指示给笔。

定时块然后将接收到的信号118的定时信息提供给坐标检测器104，并且坐标检测器104如步骤342所示那样估计笔的位置。坐标检测器104能够基于定时信息以及发射器阵列定位和帧相对于定时标记的定时的知识来确定笔的近似或粗略位置。这从上文对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

坐标检测器104生成数据信号PEN APPROX POS，该数据信号表示被确定为存在的笔的近似位置。

同时，基于对来自交互表面的数据流DATA的处理，缓冲器20和/或延迟22在其输出端处提供检测到的接触点的位置的准确确定。笔数据处理器输出数据信号PEN ACC POS，该数据信号表示检测到的接触点的准确位置。在示例中，此坐标信息在在线3上从板提供的数据中，并且在接口中不要求附加电路对此进行确定。

这两个数据信号被作为输入提供给比较块106(或比较器)，并且如步骤344所示，比较块确定两个输入是否匹配，即，近似的笔位置是否和实际的或准确的笔位置匹配。鉴于这些值中的一个的近似或粗略性质，如果这些位置在彼此的特定距离内，则匹配可以成功。

如果在步骤346中确定匹配，则确定了当前接触点是由笔提供的，并且如步骤142所示，将系统的模式设置为笔模式。

如果未确定匹配，则确定了当前接触点是由触摸提供的，并且如步骤35所示，将系统的模式设置为触摸模式。

如仅存在手指触摸，即，系统不试图区分笔和触摸点或两个笔，则将不进行比较。

根据此布置，接触点因此被确定为与笔或触摸关联。可以附加地利用确定笔抬起和笔落下条件的技术。

因为利用了分配信息，所以能够针对多个接触点确定此状态。

用于接触点数据的标志比特的适配将是显而易见的。

在此布置中，可能存在多个接触点，并且除了确定笔的存在之外还确定笔的近似位置的能力允许做出关于当前接触点与触摸还是笔相关联的判断，并且如果与笔关联则基于笔的位置使接触点与特定笔关联。这不取决于通过笔的发送频率或它做出响应的频率来识别笔。当正在检测多个笔并且将它们指派到位置时，各个笔可以通过反向信道与定时信息一起发送标识符，以使得特定笔能够与特定接触点关联起来。

可以注意到，在多接触点系统中，检测电路可以例如通过分割成针对各个接触点的多个操作周期)来检测所有接触点。这些技术在本领域中是已知的。

鉴于X-Y扫掠机制可能不简单的事实，可能出现复杂性。甚至对于在触摸的检测之前具有直接扫掠布置的那些系统，一旦检测到触摸就可能具有不同的或更复杂的扫掠机制。当出现接触点或多个接触点时，边框触摸系统精确地知道这些点出现在哪里，并且因此知道X边框发射器和Y边框发射器中的哪些最靠近接触点(与边框垂直)。因此，通过仅集中于检测到接触的表面的区域，可以使所描述的扫描系统变得更高效。例如，为了使响应时间加速，可以将扫掠限制于被定位的物体周围的区域，其中，只有当失去了物体跟踪丢失时，才发生整板扫掠。对于双触摸系统，一旦物体被定位，就可以激活两个扫掠区域。对于多触摸系统(例如，用于检测4至6个触摸的系统)，复杂性进一步上升。

可以通过修改与来自笔的IR信号的检测关联的定时块102来解决复杂性问题，并且特别地，这可能涉及将包括在从笔接收到的信号中的定时信息链接到与从控制扫描的电路提供的扫描关联的已知定时信号。这可以由计算机14或提供对扫描的控制的其它处理实体通过确保第一定时块102与任何扫描操作之间的同步来控制。因此，通过确保定时块102接收到与当前扫描关联的必要信息，可以处理任何复杂性。

此方法允许检测多个笔，并且允许检测多个接触点。由该布置提供的粗略位置检测使得可以区分两个或更多个接触点，只要这些接触点不特别靠近在一起以具有相同的粗略位置坐标即可。

存在多个场景，并且现在描述用于针对所有场景确定物体的身份的方法。所述场景包括通过触摸输入、笔输入、笔和触摸输入提供的接触或来自多个笔输入和/或触摸输入的多个接触。

一般而言，当边框当前未检测到接触点时，IR触摸板被认为处于“待机”状态。

随着边框检测到第一接触点或多个接触点，IR触摸板进入可称为“活动”状态的状态。

IR触摸板进入可称为“物体确定”模式的模式以确定接触点由触摸输入提供还是笔输入提供。

在存在其它物体并且正在进行跟踪的同时，即当板处于活动状态时，当在表面上出现附加接触点时，系统可以被称为进入“新物体检测”状态。

当IR触摸板从待机状态进入活动状态时，它首先确定X轴和Y轴上的哪些IR发射器在垂直方向上最靠近接触点位置。

参照图8，例示了包括接触表面400、Y轴LED发射器的阵列404以及X轴LED发射器的阵列406的系统402。图8例示了边框系统中的单个接触事件的示例，该单个接触事件例如是触摸接触。示例性边框系统在Y轴上具有100个发射器LED并且在X轴上具有178个发射器LED。这些数量是任意的，并且发射器的实际数目将取决于由边框触摸系统供应的分辨率。

在参照图8所描述的示例中，假定单个接触点由位置410处的触摸输入提供并且表示为T。如可以在图8中看到的，接触点‘T’最靠近Y轴上的Y50发射器LED以及X轴上的X40发射器LED。

现在进一步附加地参照图9对过程进行描述。

在检测到由于物体T而导致的接触点时，边框暂时停止或者挂起正常操作，使得能够确定提供该接触的输入的类型(触摸或笔)。系统因此进入“物体确定”模式。

根据已知技术，发射器Y50被边框控制系统计算为Y轴上的最近的LED发射器并且发射器X40被边框控制系统确定为X轴上的最近的LED发射器。对物体或接触的确定以及最近的LED发射器的确定由图9中的步骤420和步骤422来表示。

然后，驱动被确定为Y轴上的最近的LED发射器的发射器Y50，以在频率‘f’发射包括脉冲串的激发信号。笔在频率‘f’接收脉冲串。基于接触点的坐标检测已确定了发射器Y50被确定为比发射器Y40更靠近接触点，可以选择发射器Y50而不是发射器Y40。

在所描述的示例中，f＝100KHz，但是应当理解，可以将该频率选择为适合边框系统的特定特性并且该频率可以是更高或更低的频率。100KHz或更高的频率是优选的，因为它们使边框系统在“物体确定”模式下工作的时间最小化。

脉冲串长度由笔的IR检测器滤波特性确定，并且通常可以是10个周期(在f＝100KHz的频率为100μS)。脉冲串的长度被简单地要求具有足够的持续时间，以保证任何笔检测到足够的入射IR能量以将笔带出“睡眠状态”。

还可以被认为是唤醒脉冲的此脉冲串的发送在图9中由步骤424来表示。

在这些布置中，脉冲串还能够作为“物体确定”事件的笔同步信号，但是可以使用其它方法，诸如利用笔与边框控制电路之间的RF通信信道。

一旦任何笔被激发信号带出“睡眠状态”，边框系统就在开始“物体确定”发射模式之前停用所有的IR LED发射器达预定时间段。

笔感测“唤醒”脉冲串的结束并且等待IR发射的重新开始。

然后，边框通过从用于唤醒操作的同一发射器发射或发出IR的另一个脉冲串而开始“物体确定”模式。此脉冲串是编码信号或模式脉冲，并且由图9中的步骤426表示。

实际上，发射可能横跨最近点的任一侧的多个发射器。这例如可以允许围绕一些发射器可能在系统的使用寿命期间发生故障的可能性的某种冗余，这在正常感测操作中可能不防止白板继续提供令人满意的性能，但是在特定区域中具有稍微降低的准确性。

因为在这种情况下仅存在被检测为在表面上的一个物体，所以“物体确定”模式包括发送已知长度的脉冲串作为编码信号。例如这个可以是300μs(在100KHz 30个周期)脉冲串。如果笔与表面足够接近以看见来自边框发射器的IR，并且脉冲串的长度如预期那样，则笔将向边框控制器往回发信号通知它已成功地看见“物体检测”模式。

返回给控制器的信号在“反向信道”上被发送，并且能够借助于RF或IR信号发送的已知方法，例如蓝牙RF链路。

因此，根据是否响应于编码信号接收到无线信号而确定接触点是笔输入提供的。笔因此被优选地在检测并确定编码信号时发送。

为了允许克服IR干扰的其它源的可能性，编码信号的“物体确定”模式可以是由积极地散布着无IR发射以创建二元模式的脉冲串的周期构成的复杂编码模式。例如，逻辑‘1’可以在频率‘f’与循环IR发射关联，而逻辑‘0’可以与无IR发射关联。在发信号通知反向信道上的“物体确定”图样的成功接收之前，笔可以检测特定比特序列，例如“1010”。笔可以简单地以无线方式发送来表示成功接收，或者可以发送由笔检测器检测的特定无线信号。

如步骤428中所示，系统确定是否在反向信道上接收到响应。如果接收到响应，则确定接触是笔提供的，并且方法移动到步骤432。如果未接收到响应，则确定接触是触摸并且方法移动到步骤430。

在表面上的物体为笔并且因此能够接收“物体确定”模式并经由反向信道发信号通知的情况下，发生反向信道上的通信。如果检测到的物体是触摸事件，则将不经由反向信道返回确认信号。在此基础上，边框系统将确定接触点是由触摸事件而不是笔提供的。

关于图10，例示了根据前面例示的示例的适配装置(诸如指点装置)的示例实现。装置600包括接收器602、解码器604和发射器606。

装置的接收器602检测由无线信号608表示的能量，例如来自边框阵列的红外能量。这种能量可以用于向笔供电，并且在接收器602中接收通过边框发射器发送的这种能量中的信号。

解码器接收在接收器602处接收到的信号，并且对接收到的能量进行解码以识别编码信号。解码器检测编码信号，并且在检测到编码信号时激活发射器606。

发射器606可以是IR或RF发射器，并且响应于解码器指示从边框LED接收到编码信号而在反向信道上发送无线信号610。

参照图11，现在描述两个物体同时到达表面的场景。

在图11的示例中，两个接触点被表示为“P1”和“P2”，并且由附图标记440和446标记。在此示例中，接触点是由与触摸输入相对的笔输入提供的。边框系统在正常工作情况下没有确定各个接触点是由笔输入还是触摸输入提供的方法。

超过一个物体的这种同时到达与两个物体在稍微不同的时间到达表面的情况不同。如果物体在不同的时间到达，并且正在被跟踪的一个物体已经被识别为笔或触摸，则可以像以上单个物体情况一样对待第二物体并且以类似的方式确定其类型。然而，当两个物体同时到达时，或者在没有足够的时间被单独地访问的情况下，出现含糊不清并且上面所描述的简单的单个“物体确定”发射模式序列可能不足以去除发生的含糊不清。在这种情况下，经修改的“物体确定”序列是必要的。如果在特定时间窗口内检测到超过一个接触点，则可以利用此修改的物体确定模式。

至于简单的单个物体情况，在检测到两个物体时的首要任务是确保如果接触是由于笔而导致的，则将笔带出睡眠状态。

边框系统计算最靠近两个物体的两个边框发射器，并且发送足够长的IR脉冲串以确保任何笔装置接收到信号并进入“唤醒状态”。

因此，如图12所示，在步骤470中，根据已知边框技术首先确定接触位置。然后，在步骤472中，确定各个接触点的最近的发射器，然后如步骤474所示那样通过那些发射器来发射包括“唤醒脉冲”的激发信号。

在所示的示例中，距离dx比距离dy短，因此选择X100LED作为要针对物体“P2”激活的最近的LED。如先前提及的，也可以使用此位置任一侧的多个LED来针对单个发射器LED故障增加一些冗余。

对于接触点“P1”，在需要唤醒笔并为了准备“物体检测”序列而将笔同步的情况下，Y50LED是最近的并且也被控制以发送IR的脉冲串。

这时，系统尚未将“P1”或“P2”识别为由笔装置提供的接触。系统仅知道这些是表面上的接触点。

一旦系统针对两个检测到的接触位置完成了发送“唤醒脉冲”，就将边框停用。如果边框还用于向任何笔发送同步信号，则可以在停用之前发送同步脉冲串。

在预定时间之后，存在于显示器表面上的任何笔将确定唤醒序列已结束，并且将准备接收“物体确定”序列。

对于多个物体的场景，可能的是，如果物体相对地靠近在一起和/或彼此一致，则两个物体可能看见来自两个LED的发射，所述两个LED被选择为在“物体确定”发送期间向两个单独的接触点发射。在这种情况下，例如，“P2”可从X100发射器LED和Y50发射器LED二者接收到“物体确定”发射，因为LED发射往往随着渐增距离而发散。本系统能够智能地选择使笔接收到不意在由该笔接收的IR的机会最小的LED发射器。在这种情况下，例如，X40是要用来向“P1”发射的替代LED。然而，一些位置组合将仍然意味着两个笔从多个源接收到“物体确定”信号，并且因此区分所接收的两个信号的某种方式是必要的。

如步骤476所示，首先从位置X100发射包括被表示为‘A’的长度为‘t’的脉冲串的第一编码信号，然后如步骤478所示，从位置Y50发射包括被表示为‘B’的长度为‘t/2’的脉冲串的第二编码信号。发射的实际长度不是关键的，只要它们彼此不同即可。实际上，除时间的长度以外的某个其它特性能够用于区分它们。

“P1”处的笔将看到来自X100的发射并且将其发射长度确定为‘t’。除了测定发送长度的时间，笔还将使用此发明的范围外的任何数量的公知技术来测量入射IR能量的强度。

图13中的步骤500和502指示由笔在处理所接收到的信号时承担的处理步骤。因此，点P2处的笔确定从发射器X100接收到的信号的身份和强度。因此，点P2处的笔接收第一脉冲串A，并且基于其长度t(在此示例中，通过其长度t)识别它，如步骤500所示。如步骤502所示，点P2处的笔然后确定与脉冲串A关联的接收到的信号的强度，例如幅度。

“P2”处的笔还可能看到来自LED Y50的“t/2”发射。如果确实如此，则它将进行入射IR能量的强度的进一步测量。“P2”处的笔将把该发射识别为具有较短的‘B’持续时间(t/2)。在图13中，这由步骤504和506来表示。因此，点P2处的笔接收第二脉冲串B，并且在此示例中基于其长度t/2识别它，如步骤504所示。如步骤506所示，点P2处的笔然后确定与脉冲串B关联的接收到的信号的强度，例如幅度。因此，点P2处的笔确定从发射器Y50接收到的信号的身份和强度。

接触点P2处的笔现在可以确定‘A’或‘B’持续时间的发射中的哪一个在具有最大强度方面是最强的。此确定由步骤508表示。

在这种情况下，它将来自源于LED X100的源。如步骤510所示，此信息将被以A>B的形式经由反向信道通信系统中继回边框控制器。因此，笔在反向信道上传送来自一个源的信号比另一个源高，笔能够唯一地识别来自两个源的信号。如果另一个条件为真，则在步骤512中反向信道发送将指示B>A。

位于P1处的笔将看到来自LED Y50的发射，但是可能在X轴上移动太远而不能看到来自LED X60的发射。在这种情况下，笔将测量所接收到的发射的强度(诸如幅度)，并且因为它未能测量第二发射，所以它将用‘零’取代所测量的第二信号的幅度。它然后将往回向边框控制器发送形式B>A的信号，如由步骤512所表示，其中A将具有零值。

因此，在确定两个接触点的情况下，笔可以知道被发送的两个编码信号的身份。因此，如果笔未接收到编码信号中的一个，则它能够将该代码的接收强度识别为零。即使当事实上未接收到另一个时，笔也因此可以发送一个代码的接收强度大于另一个代码的接收强度。然后，笔仍然可以执行步骤500/502和504/506二者，但是对于未接收到的脉冲则返回为零的强度值。

边框控制器知道哪一个LED发射了各个序列，并且因此能够通过逻辑来确定P1最靠近Y50并且P2最靠近X60。

系统不必进行IR信号强度的绝对测量：它仅必须确定哪个接收到的信号最大。这是有利的，因为边框LED的辐射强度可能相当明显地从装置到装置改变，因此进行比率测量技术而不是绝对测量是有利的。

如图12进一步表示，如果在步骤474中，在反向信道上接收到响应，则在步骤476中，可以确定从其得到响应的接触点，并且该接触点被表示为由笔输入提供的。否则，如步骤478所示，接触点被表示为触摸。因此，能够确定两个接触点是由笔还是触摸输入提供的。

关于图14，例示了根据前面例示的示例的适配装置(诸如指点装置)的示例实现。装置620包括接收器622、解码器624a和624b、比较器626以及发送器606。

装置的接收器622检测由无线信号630表示的能量，例如来自边框阵列的红外能量。这种能量可以用于向笔供电，并且在接收器622中接收通过边框发射器发射的这种能量。

解码器624a和624b对接收到的能量进行解码以识别编码信号。解码器检测编码信号。例如，解码器624a可以识别第一编码信号，并且解码器624b可以识别第二编码信号。

解码器624a和624b的输出被提供给比较器626，比较器626对接收到的信号的强度进行比较，并且将比较的结果提供给发送器628，发送器628则将适当的信号作为无线信号632在反向信道上发送。

发送器606可以是IR或RF发送器，并且响应于解码器指示从边框LED接收到编码信号而在反向信道上发送无线信号。

应当理解，能够将此技术扩展到超过两个接触点。

为了完整，图15示出了以上针对图11场景所描述的序列的示例时序图。所指示的定时、频率以及周期数是实际实现的示例，但是可以根据边框系统特性和笔接收器特性等显著变化。

如附图标记650所示，在X阵列中与像素位置100关联的LED发射器在时间段t_w中发送10个周期的信号。此后，如附图标记652所示，在Y阵列中与像素位置50关联的LED发射器在时间段t_w中发送10个周期的脉冲信号。时间段t_w可以是100μs。来自X100和Y50LED发射器的长度t_w的脉冲信号包括唤醒脉冲。

时间段t_d然后过去。t_d可以是t_w的两倍，并且可以是250μs。在时间段t_d终止时，“物体确定”序列开始。

在物体确定序列中，在持续时间t_s中，从X100处的LED发射器发送10个周期的第一脉冲串654，其中，t_s可以是100μs。在t_s/2的时间段之后，从LED发射器Y50发送5个周期的第二脉冲串656(第一脉冲串的一半)。在t_s/2的时间段之后，物体确定序列结束。

应当理解，所提及且例示的定时和频率仅是示例，并且可以被确定为最适合边框LED特性。可以调整周期的数量以适合边框发射器的发射特性以及笔接收器特性。

图15仅是例示性的，并且未必按比例绘制。

如本领域技术人员能够理解的，以上所概述的机制能够被调整并扩展为检测笔和触摸事件的任何组合和/或任何数量的笔和触摸事件。

附加地，此方法不限于使用用于唯一地识别不同源(在所给出的示例中为‘A’或‘B’)的脉冲串序列的持续时间。例如，另选方法可能改变脉冲串的频率。

类似地，简单的连续脉冲串可以用编码序列代替，以在考虑系统噪声和外部干扰时向序列增加鲁棒性。重要因素是笔中的入射接收信号的特性可被唯一地识别为源自不同的源。

一旦物体被识别为笔并被跟踪，该笔就可以通过反向信道系统(优选地RF)与触摸控制系统进行通信，以报告笔按钮的状态并且在正在同时使用多个不同的笔时利用唯一代码标识它自己。

通过参考特定示例以及那些示例的优选方面描述了本发明。本领域技术人员将了解，除非由所附权利要求限定，否则本发明和那些示例不限于所给出的任何细节。可以在不同的示例中可选地应用各种细节，并且各种细节可以被单独或者相结合地应用于不同的示例。