[实用新型]一种基于图像反馈技术的电子辅助教学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学装置，具体是一种电子辅助教学装置。

背景技术

黑板这一个长久以来在教学中发挥着至关重要作用的教学工具，由于本身方便、直观、易于教学，能增强教师与学生之间的互动性等特点，受到老师和学生的一致欢迎，但在教师书写过程中产生的大量粉笔灰对周围的环境产生了影响。许多课堂都采用白板代替黑板。以此来解决大量产生的粉尘带来的环境问题，但普通的白板和黑板一样仍无法满足现代教学改革所带来的新要求，具体表现为无法完成对板面上的文字和图像的存档，更无法完成对远距离网络会议的要求等。电子白板的出现解决了以上的难题。以电子白板为核心的电子辅助教学系统是计算机技术、现代多媒体技术与传统的教学模式相结合的产品。不但能完成传统黑板的书写记录功能同时也具备制图、复印、存储等功能,配备网络就更能实现远距离视频会议的需要，是将来教学和会议主要传播信息的载体。以电子白板技术为核心的电子辅助教学系统，其由一个信号发射笔、白板、信号处理平台、投影仪和计算机构成。

以电子白板技术为核心的电子辅助教学系统将现代的多媒体技术与传统的黑板相结合，它既保留了传统教学模式的优势又将现代科学技术注入到传统教学模式中。加速了教学改革的进程，随着教学模式现代化的新要求，以电子白板技术为核心的电子辅助教学系统备受教育部门的关注，需求量急剧增加，国内市场前景非常广阔。以电子白板技术为核心的电子辅助教学系统在课堂教学上能发挥其最佳的教学效果，并受到老师和同学的一致好评，具有异常广阔的应用前景。

但遗憾的是，目前电子白板的主要输出国是欧美等发达国家，产量占全球销量的七成以上，由于欧美发达国家对电子白板的开发和关注较早，并依靠着自身强大的研发和设计能力一直占据着市场的主体位置，其生产的电子白板具有性能优良、功能强大等优点，得到广泛的应用，我国的交互电子白板生产和开发正处于初始阶段。在中国的电子白板销售中，教育行业的需求量巨大，其它行业只占有极小的部分。

以电子白板技术为核心的电子辅助教学系统种类繁多，按照定位方式共分为触摸屏式、无线定位式以及CCD光扫描式等。

(1) 触摸屏式

目前，大部分交互式电子白板是采用触摸屏定位的，该技术己经比较成熟，但不足是成本太高。触摸屏式电子白板又可分为电阻式、电感式、红外线式和电容式等。电阻式触摸屏检测施压点水平和垂直两个方向的电压值并换算成坐标值来实现定位；电感式触摸屏利用射频原理，通过分布在显示区水平和垂直方向排列的线圈膜接收电磁笔发射出的电磁波进行定位；红外线式触摸屏在显示区四周安装红外接收和发射管，利用所形成的红外线矩阵检测物体进而实现定位。四种触摸屏技术的比较如表1所示。

表1 四种触摸屏技术的比较

由表1可以发现，四种触摸屏技术只有红外线式能够实现超大屏幕显示，但制作成本太高，还易受外界强红外光的干扰。

(2) 无线定位式

红外与超声波联合定位、激光定位均属于无线定位的范畴。基于红外线与超声波技术定位的电子白板，具有定位精度高，成本低，且可书写在不同板面上的优点，但必须使用专用笔、受温度影响大且不能抵抗强烈噪声的干扰。基于激光定位的电子白板同样具有高精度定位的优势，但需要具有感应激光功能的特制笔，整个系统实现起来也比较困难且造价高昂。

(3) CCD光扫描式

CCD光扫描技术的基本原理是将两个CCD线阵探测器置于显示区的一边，并在其中央安装一个红外发射器，再将有反射光线功能的反射膜置于显示区的另外三边，根据显示区边缘有无物体遮挡成像在CCD上的效果不同，计算出物体在显示区的位置。该技术的优势是支持多点触控和双人书写，但由于采用了红外CCD摄像头，因此，存在易受外界强红外线干扰的缺陷。

现有的电子白板虽然种类繁多，但仍然得不到普及，其原因主要有以下几个方面:一是现有的电子白板仍然存在随着产品尺寸加大成本大幅度上涨的弊端，无法摆脱成本过高的束缚，因此限制了使用的范围；二是电子白板的尺寸不能根据环境变化进行调整，不具有“一板多用”以节省重复投资的特性；三是现有的电子白板大多数是由支架和板体组合而成，笨重且体积大导致其便携性较差；四是不能很好地解决环境适应性问题，特别是在要求大面积显示且抗干扰能力强的模拟环境，现有的电子白板存在着各自不同的缺陷。