專利名稱：發(fā)光二極管電子黑板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子黑板，尤其是涉及一種完全仿真?zhèn)鹘y(tǒng)黑板的功能，且操作方便的智能發(fā)光二極管電子黑板。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的黑板是用粉板在木質(zhì)(或膠質(zhì)、磨沙玻璃等)黑板上書寫，不僅會帶來大量粉污染，而且存在板書不能保存、書寫內(nèi)容有限、當(dāng)光線不足時(shí)看不清等缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)多種“電子黑板”，典型的有觸摸屏式電子白板、輸入筆式電子黑板、PDP式電子黑板等，但幾乎所有電子黑板都必須使用專用筆和計(jì)算機(jī)，而且還存在面積小、亮度低、操作復(fù)雜等缺點(diǎn)。通過下面對各種電子黑板的工作原理的分析，可以更容易發(fā)現(xiàn)上述缺點(diǎn)。
觸摸屏式電子黑板，這類電子黑板通常由計(jì)算機(jī)、觸摸屏、投影儀組成，操作者通過對觸摸屏的控制，來操作電子黑板的顯示。其實(shí)這類電子黑板是電子白板，一種觸摸屏在計(jì)算機(jī)的顯示器上，操作者用筆或者手在顯示器上進(jìn)行書寫或者控制，然后計(jì)算機(jī)處理后將顯示器上的內(nèi)容通過投影儀投射到銀幕上；一種觸摸屏在電子白板上，操作者可以在電子白板上直接書寫控制，然后計(jì)算機(jī)將觸控信號處理后通過投影儀投射到電子白板上，這兩種電子白板都必須借助計(jì)算機(jī)和投影儀才能顯示。前一種的面積大小可以改變，但亮度不夠高，可視距離近；后一種的面積固定而且在操作者使用時(shí)容易遮擋投影，不便操作。
輸入筆式電子黑板，這類電子黑板主要依靠專用的寫字板或者聲位筆來書寫，信息輸入到計(jì)算機(jī)后再顯示到顯示設(shè)備上。顯示的內(nèi)容沒有觸摸屏式電子黑板豐富，不能獨(dú)立于計(jì)算機(jī)工作。
PDP式電子黑板，這類電子黑板采用先進(jìn)的PDP顯示器作為顯示和輸入設(shè)備，可以使用專用筆在畫面手寫輸入文字，亮度高，但面積不能太大。
下面介紹一下LED顯示屏技術(shù)與紅外觸控技術(shù)。
LED顯示屏(LED panel)，是通過一定的控制方式，用于顯示文字、文本、圖形、圖像、動畫、行情等各種信息以及電視、錄像信號并由LED器件陣列組成的顯示屏幕。
紅外觸控技術(shù)的工作原理是在LED顯示屏的四周布滿紅外接受管和紅外發(fā)射管，這些紅外管在LED顯示屏的表面排列呈一一對應(yīng)的位置關(guān)系，形成一張由紅外線布成的網(wǎng)，當(dāng)有物體(如筆、手指)進(jìn)入紅外網(wǎng)阻擋住某處的紅外線發(fā)射接收時(shí)，此點(diǎn)的橫豎兩個方向的接收紅外管接受到的紅外線的強(qiáng)弱就會發(fā)生變化，設(shè)備通過了解紅外線的接收情況的變化就能知道何處進(jìn)行了觸摸。通過對硬件的設(shè)計(jì)和軟件的編程，可以對各點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算，當(dāng)算法比較合適時(shí)，紅外屏能夠達(dá)到較高的分辨率；在紅外屏工作時(shí)的同一瞬間里，只有一對紅外對管(指物理位置相對應(yīng)的一只發(fā)射管和一只接收管)在進(jìn)行數(shù)據(jù)工作，電路通過對紅外對管高頻率的數(shù)據(jù)采集來達(dá)到迅速反應(yīng)的效果，再經(jīng)過處理使所描繪的文字或圖形顯示在LED顯示屏上。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為解決上述問題而開發(fā)的，其提供一種利用發(fā)光二極管LED顯示屏與紅外觸控技術(shù)的結(jié)合完全仿真?zhèn)鹘y(tǒng)黑板的功能，且操作方便的智能系統(tǒng)，其利用發(fā)光二極管LED顯示屏與紅外觸控技術(shù)相結(jié)合，也可配置計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)板書的顯示、存儲、切換，書寫、擦除等功能，使用者無需更改書寫習(xí)慣即可操作的新型多功能發(fā)光二極管電子黑板。
本實(shí)用新型發(fā)光二極管顯示屏由發(fā)光二極管矩陣、驅(qū)動電路、框架構(gòu)成，框架上設(shè)置有骨架，由單色點(diǎn)陣模塊制作的顯示單元板安裝在框架上，顯示屏前面設(shè)置透明板；紅外觸控電路由紅外發(fā)送、接收二極管及信號采集電路構(gòu)成，在框架的上部和左側(cè)安裝紅外發(fā)接收二極管電路，下部和右側(cè)安裝紅外發(fā)送二極管電路，分別有紅外接收二極管和紅外發(fā)送二極管均勻分布在框架四周；顯示控制板由可編程邏輯器件、單片機(jī)、顯示驅(qū)動電路、輸入采樣電路、USB移動存儲器接口、RS485通訊接口構(gòu)成，顯示控制板的輸入采樣電路通過觸控接口與紅外觸控電路相連，輸出與發(fā)光二極管顯示屏相連，將紅外觸控電路采集的信號處理后反應(yīng)到發(fā)光二極管顯示屏上，通過USB移動存儲器接口、RS485通訊接口與存儲器或計(jì)算機(jī)相連。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及效果如下1、本實(shí)用新型是一種自發(fā)光顯示設(shè)備，通過控制可以根據(jù)需要或環(huán)境光的變化進(jìn)行亮度調(diào)整，避免了因環(huán)境光暗、側(cè)看反光而看不清黑板的缺點(diǎn)。所配的控制系統(tǒng)，將實(shí)時(shí)顯示和保存板書內(nèi)容，并且任意編輯和更改，如傳統(tǒng)黑板一樣簡單，與使用電腦編輯一樣方便。系統(tǒng)配備USB移動存儲器，可將板書內(nèi)容保存后取走，也可將存儲器中的內(nèi)容調(diào)出來重新顯示。系統(tǒng)設(shè)有計(jì)算機(jī)通訊接口，輕松實(shí)現(xiàn)板書內(nèi)容調(diào)用和異地同步顯示。與同等大小的投影式電子黑板相比，發(fā)光二極管LED顯示屏亮度高，面積大，而且直接在黑板上書寫，可獨(dú)立于計(jì)算機(jī)工作。
2、本實(shí)用新型利用紅外觸控技術(shù)，無需另外增加輸入設(shè)備，比如掃描儀、聲位筆等，甚至可以用手指直接書寫，用手掌擦除，而不會污染環(huán)境。
3、本實(shí)用新型利用觸摸屏式電子黑板的觸控原理，采用先進(jìn)的紅外觸控技術(shù)，對電子黑板進(jìn)行控制，并且不需要投影儀即可實(shí)現(xiàn)板面的任意放大，所采用的LED顯示屏本身具有高亮度的優(yōu)點(diǎn)，適于教室、會議室、辦公室等場合使用，并用完全與傳統(tǒng)的黑板的使用習(xí)慣一樣，操作簡單、使用方便。
4、本實(shí)用新型的紅外觸控技術(shù)采用新的插值算，使電子黑板的分辨率可達(dá)800×600甚至更高，使顯示效果更加細(xì)致，控制更加精確。在電子黑板上設(shè)有控制工具欄，可以方便地選擇畫筆的粗細(xì)、書寫、擦除、保存、讀取、換頁、滾動、反色、定時(shí)等功能。
5、本實(shí)用新型配有專用軟件，用來讀取或編輯板書內(nèi)容，可以直接用電腦與發(fā)光二極管LED電子黑板通訊，也可將內(nèi)容存在USB移動存儲器中，用軟件進(jìn)行編輯更改，或者轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)字體方便存檔。將計(jì)算機(jī)連接到服務(wù)器上，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各個電子黑板的運(yùn)行情況，隨時(shí)將其內(nèi)容保存到服務(wù)中，集中管理。其他電子黑板也可以通過服務(wù)器與某塊電子黑板同步顯示。
6、本實(shí)用新型的發(fā)光二極管LED顯示屏具有可以自由擴(kuò)展其大小和面積，平面顯示，亮度高，可視距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型控制裝置框圖。
圖中，1、發(fā)光二極管，2、透明板，3、紅外接收二極管，4、紅外發(fā)送二極管。
具體實(shí)施方式
參照附圖對本實(shí)用新型具體實(shí)施例說明如下實(shí)施例1如圖1-3所示，本實(shí)用新型發(fā)光二極管電子黑板，由下述部分構(gòu)成發(fā)光二極管LED顯示屏由發(fā)光二極管LED矩陣、驅(qū)動電路、框架構(gòu)成，用來進(jìn)行文字或圖形的顯示；紅外觸控電路，由紅外發(fā)送二極管3、接收二極管4及信號采集電路構(gòu)成，用來跟蹤畫筆和控制顯示屏的狀態(tài)；顯示控制板，由復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)、高速單片機(jī)、顯示驅(qū)動電路、輸入采樣電路、USB移動存儲器接口、RS485通訊接口等構(gòu)成，將紅外觸控電路采集的信號處理后反應(yīng)到LED顯示屏上，與存儲器或計(jì)算機(jī)進(jìn)行文件交換，完成數(shù)據(jù)的采集、處理和顯示；單片機(jī)處理裝置，用來處理和編輯板書內(nèi)容，方便整理和控制電子黑板。
本實(shí)新型具體實(shí)施分為LED顯示屏的制作，紅外觸控電路的制作，顯示控制板的制作，專用軟件的制作。下面以寬2256mm，高1504mm的發(fā)光二極管LED電子黑板為實(shí)施例具體說明如下本實(shí)用新型發(fā)光二極管(LED)電子黑板適用單色Φ3.75點(diǎn)陣模塊，由本模塊制作的顯示單元板大小為300.8mm×150.4mm。
發(fā)光二極管LED顯示屏的制作，用鋼結(jié)構(gòu)焊接出2256mm×1504mm的框架，按照單元板的大小焊接出骨架，將單元板安裝到框架上，并安裝供電開關(guān)電源，顯示屏前面設(shè)置透明板2，可用玻璃等透明材質(zhì)制成。
紅外觸控電路的制作，在框架的上部和左側(cè)安裝紅外接收二極管電路，下部和右側(cè)安裝紅外發(fā)送二極管電路，分別有800只紅外接收二極管3和紅外發(fā)送二極管4均勻分布在框架四周。
本實(shí)用新型工作原理由于框架四周的紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管是一一對應(yīng)的，當(dāng)用畫筆在LED電子黑板上書寫時(shí)，在畫筆接觸LED顯示屏的瞬間，畫筆會遮擋住橫豎兩束紅外光線，使紅外接收二極管的信號發(fā)生變化，筆處在LED顯示屏的平面坐標(biāo)系中，以發(fā)光二極管(LED)顯示屏的左上角為原點(diǎn)，那么就得到筆在此時(shí)的坐標(biāo)(X，Y)，紅外觸控系統(tǒng)在捕捉到此點(diǎn)的坐標(biāo)后，將數(shù)據(jù)送到顯示控制板，顯示控制板再根據(jù)坐標(biāo)的位置將其顯示到LED顯示屏上。筆在LED顯示屏上不斷的運(yùn)動，就會得到連續(xù)的坐標(biāo)，LED顯示屏上會相應(yīng)的顯示出筆的軌跡。顯示控制板所采用的是高速單片機(jī)和復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)作為數(shù)據(jù)處理，使書寫顯示的反應(yīng)速度很快，只有20ms左右，所以人感覺不到有時(shí)間延遲，如同實(shí)時(shí)顯示一樣。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管電子黑板，其特征在于發(fā)光二極管顯示屏由發(fā)光二極管矩陣、驅(qū)動電路、框架構(gòu)成，框架上設(shè)置有骨架，由單色點(diǎn)陣模塊制作的顯示單元板安裝在框架上，顯示屏前面設(shè)置透明板；紅外觸控電路由紅外發(fā)送、接收二極管及信號采集電路構(gòu)成，在框架的上部和左側(cè)安裝紅外接收二極管電路，下部和右側(cè)安裝紅外發(fā)送二極管電路，分別有紅外接收二極管和紅外發(fā)送二極管均勻分布在框架四周；顯示控制板由可編程邏輯器件、單片機(jī)、顯示驅(qū)動電路、輸入采樣電路、USB移動存儲器接口、RS485通訊接口構(gòu)成，顯示控制板的輸入采樣電路通過觸控接口與紅外觸控電路相連，輸出與發(fā)光二極管顯示屏相連，將紅外觸控電路采集的信號處理后反應(yīng)到發(fā)光二極管顯示屏上，并通過USB移動存儲器接口、RS485通訊接口與存儲器或計(jì)算機(jī)相連。
專利摘要一種發(fā)光二極管電子黑板，發(fā)光二極管顯示屏由發(fā)光二極管矩陣、驅(qū)動電路、框架構(gòu)成，框架上設(shè)有骨架，由單色點(diǎn)陣模塊制作的顯示單元板安裝在框架上，顯示屏前面設(shè)透明板；紅外觸控電路由紅外發(fā)送、接收二極管及信號采集電路構(gòu)成，框架的上部和左側(cè)安裝紅外發(fā)接收二極管電路，下部和右側(cè)安裝紅外發(fā)送二極管電路，分別有紅外接收二極管和紅外發(fā)送二極管均勻分布在框架四周；顯示控制板由可編程邏輯器件、高速單片機(jī)、顯示驅(qū)動電路、輸入采樣電路、通訊接口構(gòu)成，將紅外觸控電路采集的信號處理后反應(yīng)到發(fā)光二極管LED顯示屏上。本實(shí)用新型是利用發(fā)光二極管LED顯示屏與紅外觸控技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)板書的顯示、存儲、切換，書寫、擦除等功能。
文檔編號G09G3/32GK2879332SQ20052008891
公開日2007年3月14日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月13日
發(fā)明者朱建新, 張子峰, 裴洪廣 申請人:朱建新