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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 通過光電計(jì)數(shù)測距測角在普通顯示器上實(shí)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(jì)、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(shí)現(xiàn)觸控操作。它以超低的成本（＜100元），獨(dú)立的外設(shè)（如攝像頭般大?。纯稍谄胀ㄆ聊簧蠈?shí)現(xiàn)觸控操作。 作品主要通過在用戶顯示器上安裝的一個(gè)獨(dú)立外設(shè)（內(nèi)有兩個(gè)光電式傳感器、一個(gè)觸頭和一個(gè)鼠標(biāo)控制芯片）和我們自編的驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)精確觸摸功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)普通顯示器的觸摸功能。它低廉的價(jià)格、簡單易行的操作可以讓每一位擁有計(jì)算機(jī)的用戶都體驗(yàn)到由觸摸技術(shù)帶來的前所未有的方便和快捷。項(xiàng)目的最終產(chǎn)品可以應(yīng)用于目前所有的液晶顯示器，對(duì)于商務(wù)筆記本的應(yīng)用前景最為廣闊，同時(shí)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(shí)到市場對(duì)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(jià)格普遍昂貴的特點(diǎn)，再結(jié)合目前已掌握的軟件和硬件方面的知識(shí)，決定設(shè)計(jì)本作品。 本作品通過在用戶顯示器上安裝一個(gè)獨(dú)立外設(shè)，內(nèi)含兩個(gè)光電傳感器，來實(shí)現(xiàn)精確觸摸功能。這兩個(gè)傳感器一是測距傳感器，用以測量觸摸點(diǎn)離開固定原點(diǎn)的距離（設(shè)屏幕右上角為原點(diǎn)，下同）；二是轉(zhuǎn)角傳感器，用以測量觸摸點(diǎn)與穿過固定原點(diǎn)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(jì)數(shù)，通過公式轉(zhuǎn)換為長度和角度。通過這兩個(gè)傳感器可得到以原點(diǎn)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(shí)現(xiàn)屏幕點(diǎn)擊的功能。鼠標(biāo)控制芯片用以將接收到的傳感器計(jì)數(shù)信息，通過USB接口供主機(jī)讀取。用戶的主機(jī)上安裝的由我們編寫的驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將鼠標(biāo)控制芯片的信息傳給主機(jī)，由主機(jī)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(diǎn)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(jì)相比做了一定的調(diào)整。之前的設(shè)計(jì)，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(jì)中，硬件部分借鑒機(jī)械鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)光電門，和一個(gè)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(dòng)實(shí)現(xiàn) 本驅(qū)動(dòng)將采用微軟全新的WDF(Windows Driver Foundation)結(jié)構(gòu)框架，開發(fā)一個(gè)運(yùn)行在內(nèi)核模式的驅(qū)動(dòng)程序 KMDF。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 本作品設(shè)計(jì)、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(shí)現(xiàn)觸控操作。它以超低的成本（＜100元），獨(dú)立的外設(shè)（如攝像頭般大小），即可在普通屏幕上實(shí)現(xiàn)觸控操作。 二、基本思路 通過在顯示器上安裝一個(gè)獨(dú)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(diǎn)離開固定原點(diǎn)的距離；二是轉(zhuǎn)角傳感器，用以測量觸摸點(diǎn)與穿過固定原點(diǎn)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(jì)數(shù)，通過公式轉(zhuǎn)換為長度和角度。通過這兩個(gè)傳感器可得到以原點(diǎn)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(shí)現(xiàn)屏幕點(diǎn)擊功能?？刂菩酒瑢⒔邮盏降墓怆婇T計(jì)數(shù)信息，通過USB接口供計(jì)算機(jī)讀取。計(jì)算機(jī)上安裝的由我們編寫的驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將鼠標(biāo)控制芯片的信息傳給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)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(diǎn)擊的坐標(biāo)值 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1本技術(shù)方案已獲得國家專利局批準(zhǔn) 2對(duì)硬件進(jìn)行升級(jí)的想法 3無須更換顯示器便可在普通顯示器上的實(shí)現(xiàn)觸摸功能 四、技術(shù)關(guān)鍵 如何通過光電門計(jì)數(shù)測距測角，實(shí)現(xiàn)對(duì)觸控點(diǎn)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(gè)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(jìn)性
- 現(xiàn)有的觸摸顯示器，一般是在顯示器上安裝一個(gè)觸摸屏，觸摸屏經(jīng)過一條信號(hào)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(jià)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(jī)器，大致可以用拆卸拼湊來描繪整個(gè)過程。并且要實(shí)現(xiàn)這個(gè)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(jìn)行硬件升級(jí)，安裝幾個(gè)簡單、體積小巧的硬件、配套的驅(qū)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)觸摸功能，整個(gè)過程普通用戶可以自己輕松完成。另外，價(jià)格低廉、對(duì)顯示器沒有拆分卸載的損傷也是本作品的一大優(yōu)勢。 獨(dú)具創(chuàng)意的想法，簡單的操作，低廉的價(jià)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(jiǎng)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(hào)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(shí)的可行性和創(chuàng)新性，我團(tuán)隊(duì)打算進(jìn)一步把它付諸于實(shí)踐，開發(fā)出真實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)物、產(chǎn)品、模型、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)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(jì)效益預(yù)測
- 一、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢 1作品實(shí)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(gè)觸摸屏，而本作品只需在顯示器上安裝一個(gè)獨(dú)立的外設(shè)和配套的驅(qū)動(dòng)程序即可實(shí)現(xiàn)觸摸功能 2作品技術(shù)方案完全自主實(shí)現(xiàn)（由專利局批準(zhǔn)） 3無需用戶更換顯示器便能實(shí)現(xiàn)同觸屏顯示器同樣的功能 4價(jià)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(jī)、自動(dòng)販?zhǔn)蹤C(jī)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(shí)現(xiàn)觸摸功能，這個(gè)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(jì)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(jià)格很高，導(dǎo)致大部分用戶無法負(fù)擔(dān)。此外，對(duì)比計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代時(shí)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(duì)已有的顯示器進(jìn)行類似我們這般的功能升級(jí)，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(duì)于現(xiàn)有的觸摸顯示器，一般是在顯示器上面安裝一個(gè)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(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)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(duì)比較亂，基本沒有形成大的品牌。 但目前由于高昂的價(jià)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(duì)觸摸屏的研究中，我們隊(duì)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(shí)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(shí)現(xiàn)，往往伴隨著一個(gè)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(gè)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。
