專利名稱：寬屏交互式電子白板系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是多媒體交互演示設(shè)備，屬交互式電子白板領(lǐng)域，特別是多投影機、超寬屏幕的交互式電子白板。涉及超短焦投影技術(shù)、邊緣融合投影拼接顯示技術(shù)、電磁感應(yīng)數(shù)字定位技術(shù)、圖像識別技術(shù)等。具有互動、書寫、截圖、屏幕錄像、導(dǎo)出、網(wǎng)絡(luò)等功能，特別是具有超大、高清、高亮等特點。其主要的應(yīng)用領(lǐng)域是教育領(lǐng)域，除此之外在商務(wù)活動、會議、戰(zhàn)術(shù)演練等專業(yè)領(lǐng)域中都能夠讓溝通和演示效率大大提升。
背景技術(shù)：
交互式電子白板在國外起步較早，已有二十年歷史，擁有完整的產(chǎn)品和技術(shù)解決方案，在全球占據(jù)著重要的市場份額。雖然1997年進入中國市場，但直到2006年仍沒有形成一個完整的產(chǎn)業(yè)。2007年，電子白板在國內(nèi)有了廣泛的認(rèn)知，特別是教育行業(yè)在教育信息化過程中對交互式電子白板的青睞，使其出現(xiàn)連續(xù)3年的高速增長。本土企業(yè)經(jīng)過幾年的不斷完善，產(chǎn)品在技術(shù)和品質(zhì)上已具備了與國外品牌相抗衡的實力，擺脫了國外品牌的壟斷。目前的交互式電子白板系統(tǒng)主要由計算機、單部投影儀、電子白板和白板軟件組成，電磁感應(yīng)交互式電子白板還需要專用的可發(fā)射電磁波的筆。計算機內(nèi)部保存多媒體演示文稿和白板軟件，外部連接投影儀和電子白板，是整個系統(tǒng)的控制核心，即控制機；投影儀負(fù)責(zé)將計算機的桌面內(nèi)容投影顯示在電子白板上；交互輸入設(shè)備(專用筆、手、教鞭等)代替鼠標(biāo)在白板上書寫或者操作；電子白板對輸入進行精確定位，將位置和軌跡等信息反饋給計算機；白板軟件接收電子白板發(fā)送的信息，對輸入進行識別，根據(jù)當(dāng)前的桌面內(nèi)容或者將書寫的文字、圖像顯示并轉(zhuǎn)換為電子文檔，或者響應(yīng)操作，如運行應(yīng)用程序、對文件進行保存、上網(wǎng)等。由于交互式電子白板(以下簡稱電子白板)可以構(gòu)造一個大屏幕、交互式的協(xié)作會議和教學(xué)環(huán)境，特別是實現(xiàn)了無塵書寫、隨意書寫，且內(nèi)容可以隨時導(dǎo)出、操作過程可以隨時錄像，因此備受教育行業(yè)的喜愛，占到總采購量的91%。雖然如此，在現(xiàn)今的課堂上，電子白板并不能取代傳統(tǒng)的黑板，教室里常常是一塊黑板加上一塊白板的組合。教師仍然用傳統(tǒng)的黑板寫板書，而電子白板主要是進行輔助教學(xué)，進行多媒體展示等，功能雖然強大，實質(zhì)上利用率并不高。究其原因，主要是電子白板的尺寸和顯示比例問題。現(xiàn)有的交互式電子白板系統(tǒng)使用單部投影機，受其投影范圍和分辨率的制約，電子白板的寬高比通常為4:3或16:9，寬度基本不超過2米，與傳統(tǒng)的黑板相去甚遠。如果教師寫板書則只能寫一板，等學(xué)生抄錄后刪除再書寫下一版，嚴(yán)重影響了授課效率；如果播放課件，則高清教學(xué)資源也無法正常展示，如大型地圖、精密機械結(jié)構(gòu)等，限制了電子白板的應(yīng)用范圍。另外，由于成本、教室距離等因素制約，學(xué)校主要使用的是價格便宜一些的正投式電子白板，即投影機放置在在移動推車上或安裝在天花板上，從正面將圖像投射到白板上，授課時教師自身經(jīng)常會遮擋投影光路，使演示不完整、交流不順暢。[0006]如果電子白板的尺寸能夠做到和傳統(tǒng)的黑板一樣寬，來解決多屏板書問題；如果投影顯示的范圍和分辨率都相應(yīng)擴大，來解決高清片源展示問題；如果能夠解決光路遮擋問題；加之現(xiàn)有的多媒體教學(xué)功能，其勢必在未來徹底取代傳統(tǒng)的黑板，成為教室中唯一的無塵“黑板”。在上述問題中，光路遮擋問題最容易解決。超短焦是如今投影機領(lǐng)域最熱的技術(shù)方向，其中日立的A6、A8、A10代表了最先進的正投反射式超短焦投影技術(shù)。例如，AlO可以在機身最前部距離屏幕只有9. 6厘米、機身底面距離屏幕只有28. 9厘米的情況下，投射出 60英寸的畫面。因此，若將超短焦投影機安裝在靠近電子白板的正上方，則可以極大地減小出現(xiàn)光路遮擋的范圍，并且隨著投影機超短焦技術(shù)的進步，這一問題隨之會進一步得到改善和解決。其次是電子白板的尺寸和寬高比問題?，F(xiàn)有電梯和樓梯的尺寸設(shè)計使得尺寸超過
2.4米的物體搬運變得困難和不可能，為保證能夠順利搬運和運輸，可以將底板、邊框等剛性組成部件設(shè)計成為方便拆解、組裝的小尺寸部件，例如，若電子白板的設(shè)計寬度為3米， 可將底板和邊框設(shè)計為能拆解為2個1. 5米寬的拼接組件；同時，為避免出現(xiàn)硬拼縫，并保持白板的平整度，可采用能夠卷曲成筒狀的一整塊硬幕作為顯示介質(zhì)；電磁感應(yīng)數(shù)字定位技術(shù)沒有尺寸限制，現(xiàn)有的電磁膜厚度只有約1mm，并且可以折疊。最后是擴大投影范圍、提高顯示分辨率的問題。這一問題可以利用近來迅速崛起的一種新型無縫拼接顯示技術(shù)邊緣融合大屏幕投影拼接顯示技術(shù)來解決。該技術(shù)使用一組投影機投射高清畫面，通過對圖像進行切割、幾何校正、邊緣重疊、淡進淡出融合帶處理、 顏色校正、亮度均衡等處理，最終顯示出亮度均勻、無縫隙、大尺寸、高分辨率的整幅畫面， 畫面的效果就像是從一臺投影機投射出來的。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有交互式電子白板系統(tǒng)中電子白板尺寸小(寬度小于2米、寬高比為 4:3或16:9)、顯示分辨率低(1024X768)、光路遮擋等問題，本實用新型提供了一種寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其電子白板尺寸可達到和超過3米X 1. 2米，顯示比例可達到和超過
3.5:1，顯示分辨率可達到和超過3500X1080，完全滿足準(zhǔn)高清720P (1280 X 720)和高清 1080P (1920X1080)資源標(biāo)準(zhǔn)，并且?guī)缀鯖]有光路遮擋問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是突破現(xiàn)有交互式電子白板系統(tǒng)只采用單部投影機的做法，使用兩部或者多部超短焦投影機，與邊緣融合投影拼接顯示技術(shù)相結(jié)合，在增大顯示范圍和顯示分辨率的同時避免光路遮擋；利用現(xiàn)有的電磁感應(yīng)數(shù)字定位技術(shù)，實現(xiàn)白板的交互功能；不僅支持現(xiàn)有白板的所有功能，而且尺寸大、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、易于拆卸、安裝和運輸。本實用新型寬屏交互式電子白板(以下簡稱寬屏電子白板)系統(tǒng)的構(gòu)成如下多部超短焦投影機、寬屏電子白板、融合機、顯示用機、電磁感應(yīng)筆、筆架、電磁擦、 音箱等硬件設(shè)備，以及邊緣融合投影拼接軟件和白板軟件。也可將融合機與顯示用機合二為一，以降低系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和成本。兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有各自的優(yōu)缺點和應(yīng)用場合，詳見具體實施方式
中的描述。課件、資源、文稿等展示內(nèi)容在顯示用機系統(tǒng)內(nèi)運行，融合機(或顯示用機)中的融合軟件實時采集(或截取)顯示用機的桌面圖像，進行幾何校正、圖像切割等算法處理，將桌面圖像由多個超短焦投影機投射到寬屏電子白板上，使顯示圖像分辨率高、無縫隙、亮度均勻；電磁筆在寬屏電子白板上書寫時，寬屏電子白板感應(yīng)電磁筆的位置和軌跡，通過USB有線連接或者RF無線連接方式發(fā)送信息給顯示用機，顯示用機中的白板軟件接收和識別信息并觸發(fā)相應(yīng)的操作和功能。本實用新型寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其具體特征是1.采用多部超短焦投影機，在避免光路遮擋的同時增大投影范圍和顯示分辨率； 投影機個數(shù)大于等于兩個，可依據(jù)白板寬度和投影機分辨率進行調(diào)整。2.寬屏電子白板由屏幕、電磁膜、背板三層組成；屏幕位于頂層，是顯示介質(zhì)，采用一整張可卷曲成桶裝的硬幕，厚度約為2. 5毫米，既避免了硬拼縫又有很好的耐磨性，并對其表面做增益和反射光處理以支持融合顯示；電磁膜位于中間層，是一整張可折疊的薄膜，厚度約為1毫米，其通過USB有線接口或者RF無線接口與顯示用機連接，負(fù)責(zé)感應(yīng)電磁筆位置并發(fā)送位置信息；背板位于底層，用尺寸較小的超平、抗變形板材對接而成，用于保持屏幕和電磁膜的平整度且方便運輸；三層用膠粘住并用邊框加以固定。3.寬屏電子白板的正面左右兩側(cè)設(shè)有快捷鍵，包括屏幕批注、頁面漫游、保存、選擇、撤銷等功能，以簡化和方便操作；電磁感應(yīng)筆能模擬鼠標(biāo)的移動、左鍵、右鍵三種狀態(tài)， 并有漫游功能；筆架可固定在白板的側(cè)面邊框上，方便取用電磁感應(yīng)筆；電子筆跡可用電磁擦擦除。4.寬屏電子白板的寬高比可達到和超過3. 5:1，顯示分辨率可達到和超過 3500 X 1080，滿足準(zhǔn)高清 720P (1280 X 720)和高清 1080P (1920 X 1080)資源標(biāo)準(zhǔn)。5.寬屏電子白板的最小設(shè)計尺寸為3米X 1. 2米，除屏幕和電磁膜均是一塊整體并可卷曲或者折疊成較小尺寸之外，其它部件都是可拆解的，以方便包裝、運輸和搬運。6.融合機里安裝邊緣融合投影拼接軟件，負(fù)責(zé)實時采集或者截取顯示用機的桌面圖像，進行幾何校正、圖像切割、淡進淡出融合帶處理、顏色校正、亮度均衡等算法處理，完成桌面圖像在寬屏電子白板上的超大、高清、高亮顯示；軟件具有自動校正功能，使得系統(tǒng)的調(diào)試和維護快速、方便。7.顯示用機里安裝白板軟件，負(fù)責(zé)接收和識別電磁膜發(fā)送的位置和軌跡信息，并觸發(fā)相應(yīng)的操作或者功能。8.可以作為一種實現(xiàn)寬屏交互式電子白板系統(tǒng)的基礎(chǔ)，凡是在本實用新型的啟示下做出的變化，或是與本實用新型具有相同或者相近的技術(shù)方案，包括紅外技術(shù)、壓感技術(shù)、電磁技術(shù)等，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。本實用新型的有益效果是在保持原有功能的基礎(chǔ)上，使得現(xiàn)有電子白板在寬度、 尺寸、清晰度(分辨率)、亮度等方面都有顯著提升，因而能夠支持更多的顯示內(nèi)容、顯示方式和高清資源。與超大尺寸平板顯示器(64寸以上)相比，成本更低、交互性更強。在教學(xué)環(huán)境中，其功能涵蓋了傳統(tǒng)電子白板、黑板和多媒體教室三種應(yīng)用，可降低用戶的重復(fù)投入， 便于集中維護、管理。在教育領(lǐng)域以外，還可以做展覽展示、會議講解批注等。

圖1是本實用新型有獨立融合機和顯示用機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。[0026]圖2是本實用新型將融合機和顯示用機二合一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖3是本實用新型中寬屏交互式電子白板的物理結(jié)構(gòu)圖。圖中，1.融合機，2.顯示用機，3.音箱，4.超短焦投影機組，5.寬屏交互式電子白板，6.電磁感應(yīng)筆和筆架，7.屏幕，8.電磁膜，9.背板，10.邊框，11.快捷鍵。
具體實施方式
圖1是有獨立融合機和顯示用機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。融合軟件位于融合機(1)中，有 VGA/DVI采集功能；融合機(1)與顯示用機(2)和超短焦投影機組(3)相連，負(fù)責(zé)采集顯示用機(2)的桌面顯示內(nèi)容，進行圖像切割、幾何校正、融合帶處理、顏色校正、亮度均衡等算法處理，處理后的圖像分別輸出給超短焦投影機組(4)；超短焦投影機組(4)按照一定的重疊區(qū)域?qū)D像同時投射到寬屏電子白板(5)上，得到和顯示用機桌面顯示內(nèi)容相同的畫面； 顯示用機(2)同時與融合機(1)、音箱(3)和寬屏電子白板(4)連接，包含各種課件資源和展示內(nèi)容，以及白板軟件；白板軟件接收寬屏電子白板(5)發(fā)送的輸入位置和軌跡信息，以支持電磁感應(yīng)筆(6)書寫、交互顯示和相應(yīng)的操作。在圖1系統(tǒng)中，顯示用機(2)的作用與傳統(tǒng)交互式電子白板系統(tǒng)中的控制機作用相同，融合機(1)專門負(fù)責(zé)高分辨率寬屏顯示的功能，因此任何安裝了白板軟件(通常免費) 的臺式機或筆記本電腦都可以作為顯示用機。教師或者主講人可以在辦公室或家里的筆記本電腦上整理好演示文稿，在演示現(xiàn)場接入系統(tǒng)就可以完成演示，非常的方便靈活。但是該系統(tǒng)由于有融合機硬件和帶有采集功能的融合系統(tǒng)，造價比較高。圖2是將融合機和顯示用機二合一的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。融合軟件和白板軟件都位于顯示用機(2)中；顯示用機(2)連接音箱(3)、超短焦投影機組(4)和寬屏電子白板(5)。融合軟件啟動桌面融合功能，截取顯示用機(2)的桌面顯示圖像，進行算法處理，并將處理后的圖像輸出給超短焦投影機組(4)；與圖1相同，超短焦投影機組(4)按照一定的重疊區(qū)域?qū)D像同時投射到寬屏電子白板(5)上，得到和顯示用機桌面內(nèi)容相同的畫面；顯示用機(2) 中的白板軟件接收寬屏電子白板(5)發(fā)送的輸入位置和軌跡信息，以支持電磁感應(yīng)筆(6) 書寫、交互顯示和相應(yīng)的操作。圖2系統(tǒng)由于沒有融合機，融合軟件也不需要采集功能，因此造價相對較低。但是，因顯示用機是安裝了融合軟件(收費)的專用機器，展示的課件資源和演示文稿等需要存放在U盤、移動硬盤等USB外接設(shè)備中，可能會出現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境、軟件兼容性等問題，從而導(dǎo)致演示失敗。圖3是電磁感應(yīng)交互寬屏電子白板的物理結(jié)構(gòu)圖。由屏幕(7)、電磁膜(8)、背板 (9)和邊框(10)組成。屏幕(7)是顯示介質(zhì)，位于頂層；電磁膜(8)是感應(yīng)介質(zhì)，位于中間層；背板(9)用于保持屏幕(7)和電磁膜(8)的平整度，位于底層；為方便運輸，采用多塊背板對接方式；三層用膠粘住并用邊框(10)加以固定?？旖萱I(11)貼于屏幕(7)正面左右兩側(cè)，以方便觸發(fā)各種功能操作，如屏幕切換、屏幕批注、新建白板頁、刪除頁、換頁、頁面漫游、撤銷、保存等。
權(quán)利要求1.一種寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，硬件設(shè)備包括多部超短焦投影機、寬屏電子白板、融合機、顯示用機、電磁感應(yīng)筆、筆架、電磁擦和音箱，其特征是顯示用機通過融合機與多部投影機連接，同時顯示用機與寬屏電子白板和音箱連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其特征是采用多部超短焦投影機，個數(shù)大于等于兩個，依據(jù)白板寬度和投影機分辨率進行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其特征是寬屏電子白板由屏幕、 電磁膜、背板三層組成；屏幕位于頂層，是顯示介質(zhì)，采用一整張可卷曲成桶裝的硬幕，厚度約為2. 5毫米，其表面做增益和反射光處理；電磁膜位于中間層，是一整張可折疊的薄膜， 厚度約為1毫米，其通過USB有線接口或者RF無線接口與顯示用機連接；背板位于底層，用超平、抗變形板材對接而成；三層用膠粘住并用邊框加以固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其特征是寬屏電子白板的正面左右兩側(cè)設(shè)有快捷鍵；電磁感應(yīng)筆能模擬鼠標(biāo)的移動、左鍵、右鍵三種狀態(tài)，并有漫游功能； 筆架可固定在白板的側(cè)面邊框上；電子筆跡可用電磁擦擦除。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其特征是寬屏電子白板的寬高比可達到和超過3. 5 1，顯示分辨率可達到和超過3500X1080，滿足準(zhǔn)高清720P和高清 1080P資源標(biāo)準(zhǔn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬屏交互式電子白板系統(tǒng)，其特征是寬屏電子白板的最小設(shè)計尺寸為3米X 1. 2米，除屏幕和電磁膜均是一塊整體并可卷曲或者折疊之外，其它部件都是可拆解的。
專利摘要本實用新型提供了一種寬屏交互式電子白板系統(tǒng)。它突破了現(xiàn)有交互式電子白板系統(tǒng)只采用單部投影機的做法，使用兩部或多部超短焦投影機，結(jié)合邊緣融合投影拼接顯示技術(shù)，在增大顯示范圍和顯示分辨率的同時避免光路遮擋；利用先進的電磁技術(shù)制作超大尺寸寬屏交互式電子白板，結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、易于安裝和運輸。相對現(xiàn)有交互式電子白板，在寬度、尺寸、清晰度(分辨率)、亮度等方面都有顯著提升，因而能夠支持更多的顯示內(nèi)容、顯示方式和高清資源。在教學(xué)和培訓(xùn)環(huán)境中，其功能涵蓋了傳統(tǒng)電子白板、黑板和多媒體教室三種應(yīng)用，可降低重復(fù)投入，便于集中維護、管理。在教育領(lǐng)域以外，還可以應(yīng)用在展覽展示﹑會議、戰(zhàn)術(shù)演練等專業(yè)領(lǐng)域中。
文檔編號G06F3/042GK201984452SQ20102061729
公開日2011年9月21日 申請日期2010年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月22日
發(fā)明者李偉, 范治江 申請人:李偉, 范治江