交互式電子白板技術(shù)綜述

李慧潔+薛松

摘 要 隨著現(xiàn)代化和信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，交互式電子白板作為一種數(shù)字化聚合產(chǎn)品，它具備技術(shù)集成、資源整合、實時交互、動態(tài)生成的特點，已被廣泛應(yīng)用于教學(xué)、培訓(xùn)、演示及會議中。本文對基于交互式電子白板技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行了梳理，并對基于交互式電子白板中涉及的四個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，為我國交互式電子白板發(fā)展和專利布局提供參考。

關(guān)鍵詞 交互式電子白板 專利分析 技術(shù)綜述

中圖分類號：TP391.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

隨著信息技術(shù)、計算機技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展，以及多媒體信息技術(shù)的快速發(fā)展及其在教育領(lǐng)域日趨廣泛的應(yīng)用，教學(xué)模式、教學(xué)手段等也在發(fā)生著改變，教學(xué)設(shè)備從黑板到交互式電子白板大致經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展。

第一階段：黑板到白板；第二階段：白板到電子白板；第三階段：從電子白板到交互式電子白板?，F(xiàn)在，基于交互式電子白板強大的互動性，它不僅在教育領(lǐng)域中成為一種受到教師和學(xué)生歡迎的教學(xué)工具，而且在各種商務(wù)活動、會議討論、遠(yuǎn)程培訓(xùn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。

1交互式電子白板技術(shù)專利分析數(shù)據(jù)

本文綜合運用專利分析與產(chǎn)業(yè)研究的方法，從專利統(tǒng)計定量分析的角度出發(fā)，以專利申請數(shù)量為切入點，選取專利發(fā)展趨勢以及重點技術(shù)分支進(jìn)行了深入分析與研究。中文數(shù)據(jù)庫選擇CNABS，外文數(shù)據(jù)庫選擇VEN，根據(jù)本文分析主題的特點，筆者采用以分類號為主，關(guān)鍵詞為輔的檢索方式，檢索時間截止到2015年2月25日，在VEN數(shù)據(jù)庫中檢索到2000多項基于交互式電子白板的專利申請，在CNABS中共檢索到1299件基于交互式電子白板的專利申請。

2主要技術(shù)分支的專利申請分析

交互式電子白板自發(fā)展以來，主要經(jīng)歷了以下四個階段（如圖1所示）：壓感電子白板、電磁電子白板、紅外電子白板、CCD光掃描電子白板。

上述四種交互式電子白板技術(shù)的工作原理及特點如下：

2.1壓感電子白板

壓感電子白板主要采用電阻式電子白板，采用的為電阻膜技術(shù)，包括水平線電阻膜、導(dǎo)電膜、垂直電阻膜、絕緣網(wǎng)格等，組合膜和使用區(qū)域的范圍大小相同。

電阻式電子白板的工作原理：在電阻膜上加一個固定的電壓，在沒有外力作用的情況下，導(dǎo)電膜就不會接觸到電阻膜，則此時不會檢測到電壓，也不會有任何定位信息傳遞給計算機。當(dāng)有硬物按壓在導(dǎo)電膜上時，導(dǎo)電膜就會與電阻膜接觸，電流就會通過導(dǎo)電膜，然后被測試電路讀取。電阻式電子白板的優(yōu)勢：定位相對準(zhǔn)確，不需要專用筆，可進(jìn)行觸摸操作；劣勢：版面怕劃傷，反應(yīng)速度較慢，無法實現(xiàn)超大面積。

2.2電磁電子白板

電磁感應(yīng)式電子白板的基木原理：在白板屏幕垂直和水平兩個方向上排列著接收線圈膜，線圈膜的大小與顯示區(qū)域的大小相同，同時配備一支可以發(fā)射電磁波的電磁筆。電磁筆間歇地發(fā)射電磁波，每當(dāng)電磁筆靠近接收線圈膜時，線圈就會感應(yīng)到電磁波。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，離電磁筆近的線圈感應(yīng)到的電動勢就會高，根據(jù)線圈垂直方向和水平方向感應(yīng)到的電動勢的大小，然后通過一定的計算，就可以獲得電磁筆所在的X、Y軸坐標(biāo)的位置。

2.3紅外電子白板

紅外線感應(yīng)電子白板主要是利用紅外定位技術(shù)實現(xiàn)的，紅外定位是利用近紅外線衍射能力弱使物體很容易擋住紅外線的特點來實現(xiàn)對觸摸物定位。紅外線感應(yīng)電子白板具有結(jié)構(gòu)簡單，不受電流、電壓和靜電干擾，可以在某些惡劣的環(huán)境下工作，以及具有高穩(wěn)定性和高分辨率等諸多優(yōu)點，紅外線觸摸屏的優(yōu)勢是無需專用筆、可用手指、教鞭等進(jìn)行書寫或觸摸操作，不怕劃傷，即便板中有任何劃傷也不影響操作使用，使用壽命較長，反應(yīng)速度較快，透明度好，可用于液晶電視。

2.4光學(xué)電子白板

CCD光掃描式電子白板的基本原理：在電子白板屏幕顯示區(qū)域的一側(cè)設(shè)置兩個距離固定的CCD線陣探測器和紅外發(fā)射器，它們對準(zhǔn)電子白板屏的顯示區(qū)域。在屏幕顯示區(qū)域的其他三邊安裝上反射膜，反射膜可以反射光線。當(dāng)沒有物體阻擋時，CCD線陣探測器檢測到的圖像是一條完整的光帶。當(dāng)有物體擋住屏幕顯示區(qū)域光線傳播的路徑時，會發(fā)現(xiàn)CCD線陣探測器檢測到的光帶中出現(xiàn)了無反光的區(qū)域，分布在電子白板屏兩腳的CCD線陣各自檢測到的遮擋區(qū)域反應(yīng)在CCD線陣的對應(yīng)區(qū)域，這樣根據(jù)對應(yīng)的區(qū)域就可以計算出物體在顯示區(qū)域的位置坐標(biāo)。

圖2所示為四個主要技術(shù)分支的全球?qū)＠暾埩侩S年代變化的趨勢圖。從圖中可以得知，紅外電子白板技術(shù)占據(jù)第一，其次是電磁及CCD光掃描技術(shù)，壓感式電子白板在前期出現(xiàn)，經(jīng)過短暫的發(fā)展后，到后期申請數(shù)量基本為零，這同目前市場呈現(xiàn)出的產(chǎn)品相符合。圖中也進(jìn)一步反映出從2006年開始，交互式電子白板呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的增長，這同市場技術(shù)發(fā)展及人們對便捷、高效地溝通方式密切相關(guān)。目前，市面上占據(jù)電子白板技術(shù)主要的為電磁電子白板和紅外電子白板，CCD光掃描電子白板真正發(fā)展起來的時間較晚，是近幾年的新技術(shù)，以其自身的優(yōu)勢受到了越來越多的關(guān)注，但由于紅外和電磁電子白板技術(shù)非常成熟，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，一段時間內(nèi)仍將是市場主流，但隨著CCD光掃描技術(shù)的逐漸發(fā)展和成熟，之后的發(fā)展CCD光掃描電子白板將會成為主流，逐步取代紅外及電磁電子白板。

3總結(jié)

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，市面上占據(jù)主流的電子白板主要為電磁電子白板和紅外電子白板，但CCD光掃描電子白板以其自身的優(yōu)勢受到了越來越多的關(guān)注，通過專利申請數(shù)據(jù)分析可知，近些年國內(nèi)對交互式電子白板的投資及研發(fā)力度加大，進(jìn)一步反應(yīng)出市場需求的不斷增加。因此，國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)可以在這些主流技術(shù)上加大研發(fā)力度，并進(jìn)行合理有效的專利布局。