交互式電子白板技術綜述

李慧潔+薛松

摘 要 隨著現代化和信息化建設的不斷推進，交互式電子白板作為一種數字化聚合產品，它具備技術集成、資源整合、實時交互、動態生成的特點，已被廣泛應用于教學、培訓、演示及會議中。本文對基于交互式電子白板技術的發展脈絡進行了梳理，并對基于交互式電子白板中涉及的四個關鍵技術進行了分析，為我國交互式電子白板發展和專利布局提供參考。

關鍵詞 交互式電子白板 專利分析 技術綜述

中圖分類號：TP391.6 文獻標識碼：A

0引言

隨著信息技術、計算機技術在教育領域的發展，以及多媒體信息技術的快速發展及其在教育領域日趨廣泛的應用，教學模式、教學手段等也在發生著改變，教學設備從黑板到交互式電子白板大致經歷了三個階段的發展。

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在，基于交互式電子白板強大的互動性，它不僅在教育領域中成為一種受到教師和學生歡迎的教學工具，而且在各種商務活動、會議討論、遠程培訓中發揮著舉足輕重的作用。

1交互式電子白板技術專利分析數據

本文綜合運用專利分析與產業研究的方法，從專利統計定量分析的角度出發，以專利申請數量為切入點，選取專利發展趨勢以及重點技術分支進行了深入分析與研究。中文數據庫選擇CNABS，外文數據庫選擇VEN，根據本文分析主題的特點，筆者采用以分類號為主，關鍵詞為輔的檢索方式，檢索時間截止到2015年2月25日，在VEN數據庫中檢索到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主要技術分支的專利申請分析

交互式電子白板自發展以來，主要經歷了以下四個階段（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，包括水平線電阻膜、導電膜、垂直電阻膜、絕緣網格等，組合膜和使用區域的范圍大小相同。

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。當有硬物按壓在導電膜上時，導電膜就會與電阻膜接觸，電流就會通過導電膜，然后被測試電路讀取。電阻式電子白板的優勢：定位相對準確，不需要專用筆，可進行觸摸操作；劣勢：版面怕劃傷，反應速度較慢，無法實現超大面積。

2.2電磁電子白板

電磁感應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域的大小相同，同時配備一支可以發射電磁波的電磁筆。電磁筆間歇地發射電磁波，每當電磁筆靠近接收線圈膜時，線圈就會感應到電磁波。根據電磁感應定律可知，離電磁筆近的線圈感應到的電動勢就會高，根據線圈垂直方向和水平方向感應到的電動勢的大小，然后通過一定的計算，就可以獲得電磁筆所在的X、Y軸坐標的位置。

2.3紅外電子白板

紅外線感應電子白板主要是利用紅外定位技術實現的，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對觸摸物定位。紅外線感應電子白板具有結構簡單，不受電流、電壓和靜電干擾，可以在某些惡劣的環境下工作，以及具有高穩定性和高分辨率等諸多優點，紅外線觸摸屏的優勢是無需專用筆、可用手指、教鞭等進行書寫或觸摸操作，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，反應速度較快，透明度好，可用于液晶電視。

2.4光學電子白板

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

圖2所示為四個主要技術分支的全球專利申請量隨年代變化的趨勢圖。從圖中可以得知，紅外電子白板技術占據第一，其次是電磁及CCD光掃描技術，壓感式電子白板在前期出現，經過短暫的發展后，到后期申請數量基本為零，這同目前市場呈現出的產品相符合。圖中也進一步反映出從2006年開始，交互式電子白板呈現突飛猛進的增長，這同市場技術發展及人們對便捷、高效地溝通方式密切相關。目前，市面上占據電子白板技術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展起來的時間較晚，是近幾年的新技術，以其自身的優勢受到了越來越多的關注，但由于紅外和電磁電子白板技術非常成熟，產品性能穩定，一段時間內仍將是市場主流，但隨著CCD光掃描技術的逐漸發展和成熟，之后的發展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

通過上述分析發現，市面上占據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勢受到了越來越多的關注，通過專利申請數據分析可知，近些年國內對交互式電子白板的投資及研發力度加大，進一步反應出市場需求的不斷增加。因此，國內的相關企業可以在這些主流技術上加大研發力度，并進行合理有效的專利布局。