[发明专利]一种使用超声触摸屏的智能白板系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种在液晶屏上利用超声波定位原理实现的电子白板系统，属信息处理和信号处理领域。

背景技术

现有的电子白板是汇集了尖端电子技术、软件技术等多种高科技手段研发的高新技术产品，结合计算机和投影机，可以实现无纸化办公及教学，它可以像普通白板或教学黑板一样直接用笔书写，然后输到电脑里去，相对于投影机、普通白板，电子白板有其自身的优点。现在世界范围内交互式电子白板产业获得了较快的发展。以普教应用和商务演示、互动交互演示为主的教育和商用两大应用市场的逐步成熟，电子白板市场呈现繁荣盛景。电子白板技术不断进步的同时，摆脱了以投影机作为显示硬件载体的各种缺点，依托平板电视、液晶电视作为显示载体的新型互动智能教育产品开始出现。以液晶等平板技术为显示载体的产品，之所以能如此受欢迎，关键在于它可以根本性的改变书写过程可能遮挡投影机透射画面的缺陷。同时还具有亮度高、画面细腻、色彩更饱和，对环境光线不明感的特点。它的屏幕经特殊处理后，具有抗划痕、防腐蚀、易清洁、抗撞击，具有屏幕防反光；显示不受光线、红外线等影响等特点，书写时屏幕无阴影等，使用寿命也远远超过投影机。电子白板使用的主要定位原理有以下几种：

电磁感应式的工作原理是采用一支可以发射电磁波的笔，水平垂直两个方向排列的接收线圈膜组成，膜的大小与显示区域相同。定位原理是，发射电磁波的笔按间歇方式发射电磁波，当笔靠近接收线圈的膜时，线圈上会感应到笔发射的电磁波。离笔最近的线圈组感应到的电动势越高，根据水平方向和垂直方向感应到的电动势，通过计算可以获得笔所在的X、Y坐标位置。定位相对准确但难以实现超大面积的版面制作。

红外技术的原理是：由密布在显示区四周红外接收和发射对管形成水平和垂直方向的扫描网格，形成一个扫描平面网，当有可以阻挡红外光的物体阻挡住网格中的某对水平和垂直红外扫描线时，就可以通过被阻挡的水平和垂直方向的红外线位置确定X，Y坐标，实现坐标的定位。优点是定位准确、精度较高，但不同尺寸的白板就需要有不同尺寸的边框。

表面声波定位原理是由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接受器组成，其中声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，定位精度高，有极好的防刮性、寿命长、透光率高等优点，缺点是造价高。

超声波技术的原理是：根据超声波发射到接收时间计算出发射点到接收点的距离。使用在平面定位上的原理采用的是在屏幕的一边放置两个按固定距离分布的超声接收装置，用于定位的笔是一个超声波和红外信号发射器，当笔移动在屏幕的表面时，所发射的超声波和红外信号沿屏幕表面被接收器检测到，由收到超声波的时间差可以换算出笔与两个接收器的距离。采用三点定位的原理，即根据三角形已知三个边长可以确定笔所在的顶点原理，计算出笔所在的位置坐标。这种种测距定位模式虽然使用了红外线，但一般简单称为超声波定位。优势是定位相对准确，适应性强，可在不同面积的设备上使用，但缺点是受温度变化影响较大。

由于大白板系统对显示屏幕的要求是超过60寸以上，此时超声波的优点就显露出来，无论屏幕多大，成本基本一致，生产安装方便。但液晶屏有发热的问题，在解决了温度问题后(见专利申请200910224657.5，一种消除热不均匀平面对超声定位干扰的方法)，超声波技术方案的优点明显。

Android是基于Linux开放性内核的操作系统，是Google公司在2007年11月5日公布的手机操作系统。软件架构主要分为三部分。底层Linux内核只提供基本功能，其他的应用软件则由各公司自行开发，应用程序以Java编写。2011年初数据显示，仅正式上市两年的操作系统Android已经超越称霸十年的塞班系统，使之跃居全球最受欢迎的智能手机平台。而且开始向平板和电脑领域扩张，加载Android操作系统的现有硬件已经非常强大，已有包含两个主频超过1GHZ内核且低功耗的产品面世，很有可能会逐渐完全替代现有的PC。与之配套应用软件商店Android Market了里已经有20万款以上的不同软件，包括游戏、办公、网络等各种不同应用，而且目前Android Market内免费软件占据6成，只要使用了Android操作系统，就可以使用这一笔巨大的资源。