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基本信息
- 項目名稱：
- 通過光電計數(shù)測距測角在普通顯示器上實現(xiàn)觸控操作
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計、發(fā)明的目的是在普通顯示器上，以一套我們自創(chuàng)的技術(shù)方案（該方案已獲得國家發(fā)明專利批準(zhǔn)），來實現(xiàn)觸控操作。它以超低的成本（＜100元），獨立的外設(shè)（如攝像頭般大?。?，即可在普通屏幕上實現(xiàn)觸控操作。 作品主要通過在用戶顯示器上安裝的一個獨立外設(shè)（內(nèi)有兩個光電式傳感器、一個觸頭和一個鼠標(biāo)控制芯片）和我們自編的驅(qū)動程序來實現(xiàn)精確觸摸功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品設(shè)計、發(fā)明的目的是要在普通顯示器上，以一套我們自創(chuàng)的技術(shù)方案（該方案已獲得國家專利批準(zhǔn)）來實現(xiàn)普通顯示器的觸摸功能。它低廉的價格、簡單易行的操作可以讓每一位擁有計算機的用戶都體驗到由觸摸技術(shù)帶來的前所未有的方便和快捷。項目的最終產(chǎn)品可以應(yīng)用于目前所有的液晶顯示器，對于商務(wù)筆記本的應(yīng)用前景最為廣闊，同時也可為老年人，傷殘人士提供與電腦交互的便利 經(jīng)過深入詳盡的市場調(diào)查和分析，我小組深刻的認(rèn)識到市場對于具有觸摸顯示功能顯示器的巨大需求和目前市場上此類商品嚴(yán)重缺乏、價格普遍昂貴的特點，再結(jié)合目前已掌握的軟件和硬件方面的知識，決定設(shè)計本作品。 本作品通過在用戶顯示器上安裝一個獨立外設(shè)，內(nèi)含兩個光電傳感器，來實現(xiàn)精確觸摸功能。這兩個傳感器一是測距傳感器，用以測量觸摸點離開固定原點的距離（設(shè)屏幕右上角為原點，下同）；二是轉(zhuǎn)角傳感器，用以測量觸摸點與穿過固定原點的參考直線的夾角（設(shè)屏幕左起框所在直線為參考直線）。測距傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器均是采用光電門計數(shù)，通過公式轉(zhuǎn)換為長度和角度。通過這兩個傳感器可得到以原點為中心，以測距傳感器測得的數(shù)據(jù)為半徑，以轉(zhuǎn)角傳感器測得的數(shù)據(jù)為夾角的坐標(biāo)。 此外，本裝置還包括觸頭和鼠標(biāo)控制芯片。觸頭分別與測距傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器連接，實現(xiàn)屏幕點擊的功能。鼠標(biāo)控制芯片用以將接收到的傳感器計數(shù)信息，通過USB接口供主機讀取。用戶的主機上安裝的由我們編寫的驅(qū)動程序負(fù)責(zé)將鼠標(biāo)控制芯片的信息傳給主機，由主機接收這段輸入，并做出相應(yīng)的響應(yīng)，處理USB接口上傳來的數(shù)據(jù)，獲取點擊的坐標(biāo)值。 硬件部分工作原理簡介： 硬件部分和之前的設(shè)計相比做了一定的調(diào)整。之前的設(shè)計，采用位移傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器測量位移和角度，鑒于成本較高，后期的設(shè)計中，硬件部分借鑒機械鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)，由兩個光電門，和一個鼠標(biāo)IC芯片以及外圍電路組成。把鼠標(biāo)中X軸和Y軸改為測量角度和位移。鼠標(biāo)左鍵導(dǎo)線接到觸控筆上，方便操作。 USB驅(qū)動實現(xiàn) 本驅(qū)動將采用微軟全新的WDF(Windows Driver Foundation)結(jié)構(gòu)框架，開發(fā)一個運行在內(nèi)核模式的驅(qū)動程序 KMDF。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計、發(fā)明的目的 本作品設(shè)計、發(fā)明的目的是在普通顯示器上，以一套我們自創(chuàng)的技術(shù)方案（該方案已獲得國家發(fā)明專利批準(zhǔn)），來實現(xiàn)觸控操作。它以超低的成本（＜100元），獨立的外設(shè)（如攝像頭般大?。?，即可在普通屏幕上實現(xiàn)觸控操作。 二、基本思路 通過在顯示器上安裝一個獨立外設(shè)，內(nèi)含有兩傳感器：一是測距傳感器，用以測量觸摸點離開固定原點的距離；二是轉(zhuǎn)角傳感器，用以測量觸摸點與穿過固定原點的參考直線的夾角。測距傳感器和轉(zhuǎn)角傳感器均采用光電門計數(shù)，通過公式轉(zhuǎn)換為長度和角度。通過這兩個傳感器可得到以原點為中心，以測距傳感器測得數(shù)據(jù)為半徑，以轉(zhuǎn)角傳感器測得數(shù)據(jù)為夾角的坐標(biāo) 裝置還包括觸頭和控制芯片。觸頭分別與測距傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器連接，實現(xiàn)屏幕點擊功能?？刂菩酒瑢⒔邮盏降墓怆婇T計數(shù)信息，通過USB接口供計算機讀取。計算機上安裝的由我們編寫的驅(qū)動程序負(fù)責(zé)將鼠標(biāo)控制芯片的信息傳給計算機，由計算機接收這段輸入并做出相應(yīng)的響應(yīng)，處理USB接口傳來的數(shù)據(jù)，獲取點擊的坐標(biāo)值 三、創(chuàng)新點 1本技術(shù)方案已獲得國家專利局批準(zhǔn) 2對硬件進行升級的想法 3無須更換顯示器便可在普通顯示器上的實現(xiàn)觸摸功能 四、技術(shù)關(guān)鍵 如何通過光電門計數(shù)測距測角，實現(xiàn)對觸控點坐標(biāo)的捕捉，以及光標(biāo)的跟隨，是本作品需要解決的一個關(guān)鍵所在 五、主要技術(shù)指標(biāo) 1測距傳感器測量的精確度 2轉(zhuǎn)角傳感器的精確度 3拉線的長短
科學(xué)性、先進性
- 現(xiàn)有的觸摸顯示器，一般是在顯示器上安裝一個觸摸屏，觸摸屏經(jīng)過一條信號線連接，用以輸出得到的數(shù)據(jù)。 觸摸屏市場，國際知名的品牌有3M,ELO,GVision等,但價格都比較高，因而并未得到廣泛普及。而國內(nèi)的觸摸顯示器，往往是通過改裝已有的品牌機器，大致可以用拆卸拼湊來描繪整個過程。并且要實現(xiàn)這個過程，都需要用戶更換自己的顯示器，到市場上重新購買具有觸摸功能的顯示器。 與之相比，本作品首先過程要簡單很多，無需更換已有的顯示器，用戶只需在原有普通顯示器的基礎(chǔ)上進行硬件升級，安裝幾個簡單、體積小巧的硬件、配套的驅(qū)動即可實現(xiàn)觸摸功能，整個過程普通用戶可以自己輕松完成。另外，價格低廉、對顯示器沒有拆分卸載的損傷也是本作品的一大優(yōu)勢。 獨具創(chuàng)意的想法，簡單的操作，低廉的價格，普通用戶就可以盡情享受觸摸顯示屏帶來的方便和快捷。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 該技術(shù)方案已通過國家專利局鑒定審查，并在2009年10月14號通過，成功獲得國家專利局專利批準(zhǔn)。 獲得國家專利表明該方案具有切實的可行性和創(chuàng)新性，我團隊打算進一步把它付諸于實踐，開發(fā)出真實可見的產(chǎn)品，使其得到推廣，并期望獲得用戶最終的認(rèn)可。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、模型、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 一、技術(shù)特點和優(yōu)勢 1作品實現(xiàn)簡單、方便操作；一般的觸摸顯示器都在顯示器上安裝一個觸摸屏，而本作品只需在顯示器上安裝一個獨立的外設(shè)和配套的驅(qū)動程序即可實現(xiàn)觸摸功能 2作品技術(shù)方案完全自主實現(xiàn)（由專利局批準(zhǔn)） 3無需用戶更換顯示器便能實現(xiàn)同觸屏顯示器同樣的功能 4價格低廉 二、適應(yīng)范圍 1大多數(shù)非觸摸屏的電腦顯示器、電視機、自動販?zhǔn)蹤C等2顯示器生產(chǎn)廠家 三、市場推廣前景的技術(shù)性說明 我們發(fā)明的觸摸操作控制裝置創(chuàng)造性的提出在普通顯示器上實現(xiàn)觸摸功能，這個具有觸摸功能的顯示屏及方法技術(shù)已獲國家專利批準(zhǔn)，邁出了觸摸屏方面研究的重要一步。 四、市場分析經(jīng)濟效益預(yù)測 普通液晶顯示器一般在1-2千，而具有觸摸功能的顯示器在5-8千，這主要由于具有觸摸功能的顯示器采用的主流制作技術(shù)導(dǎo)致了產(chǎn)品價格很高，導(dǎo)致大部分用戶無法負(fù)擔(dān)。此外，對比計算機更新?lián)Q代時間顯示器顯然是一種更換頻率很低的電子產(chǎn)品。普通用戶更愿意對已有的顯示器進行類似我們這般的功能升級，而不是為了得到觸摸功能就更換顯示器。
同類課題研究水平概述
- 對于現(xiàn)有的觸摸顯示器，一般是在顯示器上面安裝一個觸摸屏，觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo)，再送給CPU，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。 目前，觸摸屏主要包括電阻式，電容式，聲波式，紅外線式四種，但用的最多的是電阻式觸摸屏。國際上知名的觸摸顯示器廠家品牌有3M,ELO,GVision等,國內(nèi)有創(chuàng)科恒遠(yuǎn),ONETOUCH,ETWO等，但國內(nèi)市場相對比較亂，基本沒有形成大的品牌。 但目前由于高昂的價格或者在技術(shù)上的一些分歧，使得普及受到了一定的影響，因而并未得到用戶的積極響應(yīng)。在國內(nèi)對觸摸屏的研究中，我們隊長同學(xué)走在了前沿，他創(chuàng)造性的提出在普通顯示器上也能實現(xiàn)觸摸功能，所發(fā)明的“觸摸操作控制裝置，具有觸摸功能的顯示屏及方法”技術(shù)，目前已獲國家專利批準(zhǔn)，邁出了觸摸屏方面研究的重要一步。然而，理論的提出與產(chǎn)品的實現(xiàn)，往往伴隨著一個漫長的過程。為了加快觸摸屏的發(fā)展，本次作品，我們打算把這個方案作出原型，得到一定程度的推廣，從而改變國內(nèi)觸摸顯示器市場混亂的局面。
