基于表面电磁波的电子白板制造技术

本实用新型专利技术提供了一种基于表面电磁波的电子白板，其包括白板框架，固定于所述白板框架上的具有介电基底和周期性导体图案的超表面电磁波书写屏，以及设于所述白板框架上的电磁波生成单元，还包括位于所述白板框架上的信号处理单元、输出单元和供电单元。本实用新型专利技术的电子白板通过利用输入的表面电磁波沿介电基底表面的自准直传播，可通过直轴扫描与斜扫描的方式对白板上的书写物进行检测，并经由计算而获得书写点的位置坐标，且通过斜轴扫描的加入可识别伪坐标而提升坐标识别准确性，以此可提供一种新的基于表面电磁波的电子白板。

Electronic Whiteboard Based on surface electromagnetic wave

【技术实现步骤摘要】
基于表面电磁波的电子白板
本技术涉及多媒体设备
，特别涉及一种基于表面电磁波的电子白板。
技术介绍
随着多媒体设备的普及，电子白板的使用愈加广泛，区别于传统黑板，其无粉尘、易书写和擦拭等优点，使得其受到更多人的青睐。目前的电子白板一般为电磁感应白板、电容式白板和红外式白板等类型。电磁感应白板是利用电磁感应原理实现人机交互，其一般包括显示屏、线圈、供电线路等，当电子笔触碰到白板的显示屏时，线圈感应到电子笔发射的电磁波，产生感应电动势，通过监控线路阵列中各个线圈的电势高低或电流大小来对书写的位置进行定位。电容式白板是通过检测书写位置处的直流电信号的变化来确定具体书写位置，其可以具有多点同时检测的功能。红外式白板是通过检测书写处的红外信号的变化来确认书写位置，其用任何可以散射或者吸收红外信号的物体来书写均可以被识别。虽然现有的电磁感应白板、电容式及红外式白板均能够实现书写功能，但其仍然有着如下的不足。1.现有的电磁感应白板需要配置有相应的能发射电磁波的电子笔，并不能随手书写或用其它物体书写，而且其电子白板的使用寿命不高。2.现有的电容式白板都是多层显示屏，校准工艺复杂，透光性差，显示屏分辨率低而且显示屏表面易损坏。3.现有的红外式电子白板显示屏造价高，多层结构工艺复杂，且也过于敏感，显示屏的分辨率不高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种基于表面电磁波的电子白板，以期能够克服现有电子白板结构的至少一点不足。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种基于表面电磁波的电子白板，其包括：白板框架；超表面电磁波书写屏，固定于所述白板框架上，所述超表面电磁波书写屏具有介电基底，设于所述介电基底两相邻侧的若干构成对外部生成的特定频率的电磁波于所述介电基底表面的耦合、而形成表面电磁波的表面电磁波输入单元，设于所述介电基底表面的使各所述表面电磁波输入单元输入的表面电磁波形成沿所述介电基底表面的直轴扫描或斜轴扫描的周期性导体图案，以及与所述表面电磁波输入单元间一一对应设于所述介电基底另两相邻侧的若干耦合接收表面电磁波、并向外输出所接收的表面电磁波对应的电信号的表面电磁波输出单元；电磁波生成单元，设于所述白板框架上，并与所述表面电磁波输入单元连接，以生成特定频率的电磁波并传输于所述表面电磁波输入单元；信号处理单元，位于所述白板框架上，且与所述表面电磁波输出单元连接，所述信号处理单元被配置为对所输出的电信号进行处理，以计算获得所述超表面电磁波书写屏上的书写点的坐标；输出单元，位于所述白板框架上，并与所述信号处理单元连接，以将所述信号处理单元识别的所述书写点的坐标信息输出；供电单元，位于所述白板框架上，所述供电单元具有与外部电源连接的电连接端、并与所述电磁波生成单元、所述表面电磁波输入单元、所述表面电磁波输出单元和所述信号处理单元、所述输出单元连接，以向各单元供电。进一步的，还包括：保护层，覆设于所述介电基底的具有所述导体图案一侧表面上，且所述保护层由透明或非透明的材料制成，所述保护层的厚度为0～1cm。进一步的，所述保护层的材料包括纳米玻璃，高分子聚乙烯、纳米陶瓷，或者石英、聚丙烯薄膜和钢化膜。进一步的，所述介电基底由透明或非透明的材料制成，且所述介电基底的相对介电常数为1～100，厚度为10nm～10cm。进一步的，制成所述介电基底的材料包括石英，硅片，F4B板，TP板。进一步的，每个所述导体图案的特征尺寸为亚波长尺寸，所述导体图案的材料包括金属、石墨烯、聚乙撑二氧噻吩以及导电聚合物。进一步的，所述导体图案的材料为铜。进一步的，所述导体图案为分形图形，所述分形图形的基本图形为由横条形体与正交连接于所述横条形体两端的竖条形体构成的H形；且所述导体图案包括呈H形的第一级图形，以及于所述第一级图形的两所述竖条形体两端设置的呈H形的第二级图形，和于所述第二级图形的两所述竖条形体两端设置的呈H形的第三级图形；其中，所述第一级图形中的两个竖条形体的长度不同，各所述第二级图形之间以及各所述第三级图形之间均满足：横条形体的长度相同，而位于所述第一级图形一侧的竖条形体的长度小于所述第一级图形另一侧的竖条形体。进一步的，每个所述导体图案被设置在形成于所述介电基底表面的一个矩形区域内，且每个所述矩形区域的边长在50nm-10cm之间，各所述矩形区域相互分隔。进一步的，所述表面电磁波输入单元和所述表面电磁波输出单元包括可对表面电磁波进行耦合的梯度超表面或微带线。相对于现有技术，本技术具有以下优势：本技术所述的电子白板，基于表面电磁波位置传感原理，其通过利用输入的表面电磁波沿介电基底表面的自准直传播，可通过直轴扫描与斜扫描的方式对白板上的书写物进行检测，并经由计算而获得书写点的位置坐标，且通过斜轴扫描的加入可识别伪坐标而提升坐标识别准确性，以此可提供一种新的，特别是可进行多书写点位置准确判断的基于表面电磁波的电子白板。同时，本技术的书写屏基于能够实现表面电磁波直轴扫描或斜轴扫描的人工超表面结构，由介电基底及其上周期性导体图案所构成的主体结构，更可实现单层结构特性，而可有效简化书写屏的制作和校准工艺。此外，本技术的书写屏通过调节介电基底和导体图案的结构参数，可改变屏的性能，不仅能够实现书写屏分辨率的调节，也可对书写屏的工作频率进行调整，因而能够满足电子书写部件在不同场景下的分辨率需要。另外，由于表面电磁波对物质的介电常数敏感，因而可通过调节表面电磁波衰减侧介质的相对介电常数做到对具有不同介电常数的物质的探测，可增加检测的可选择性与准确性，且因表面电磁波在工作频率下具有无散射性，能够降低表面电磁波在传播过程中的能量损耗，进而可使表面电磁波用于任何面积大小的位置检测，由此能够实现书写屏制作时任意大小的调整，便于其应用。综上所述，本技术的基于表面电磁波的电子白板，可简化书写屏制作和校准工艺，可减少传播过程中的损耗，并能够利于表面电磁波的特性有效避免环境中的声波与电磁波的干扰，且可获得更为精准的书写定位效果，而有着很好的实用性。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的电子白板的结构的示意图；图2为本技术实施例所述的超表面电磁波书写屏的结构构成图；图3为本技术实施例所述的电子白板的工作原理图；图4为本技术实施例所述的导体图案的结构示意图；图5为图4的侧视图；图6为本专利技术实施例所述的导体图案的构成示意图；图7为沿x方向激发频率分别为13.4GHz、14.5GHz、15.5GHz、16.5GHz时电场的分布情况；图8为沿y方向激发频率为21.5GHz、22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于表面电磁波的电子白板，其特征在于：包括：/n白板框架；/n超表面电磁波书写屏，固定于所述白板框架上，所述超表面电磁波书写屏具有介电基底，设于所述介电基底两相邻侧的若干构成对外部生成的特定频率的电磁波于所述介电基底表面的耦合、而形成表面电磁波的表面电磁波输入单元，设于所述介电基底表面的使各所述表面电磁波输入单元输入的表面电磁波形成沿所述介电基底表面的直轴扫描或斜轴扫描的周期性导体图案，以及与所述表面电磁波输入单元间一一对应设于所述介电基底另两相邻侧的若干耦合接收表面电磁波、并向外输出所接收的表面电磁波对应的电信号的表面电磁波输出单元；/n电磁波生成单元，设于所述白板框架上，并与所述表面电磁波输入单元连接，以生成特定频率的电磁波并传输于所述表面电磁波输入单元；/n信号处理单元，位于所述白板框架上，并与所述表面电磁波输出单元连接，所述信号处理单元被配置为对所输出的电信号进行处理，以计算获得所述超表面电磁波书写屏上的书写点的坐标；/n输出单元，位于所述白板框架上，并与所述信号处理单元连接，以将所述信号处理单元识别的所述书写点的坐标信息输出；/n供电单元，位于所述白板框架上，所述供电单元具有与外部电源连接的电连接端、并与所述电磁波生成单元、所述表面电磁波输入单元、所述表面电磁波输出单元和所述信号处理单元、所述输出单元连接，以向各单元供电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于表面电磁波的电子白板，其特征在于：包括：
白板框架；
超表面电磁波书写屏，固定于所述白板框架上，所述超表面电磁波书写屏具有介电基底，设于所述介电基底两相邻侧的若干构成对外部生成的特定频率的电磁波于所述介电基底表面的耦合、而形成表面电磁波的表面电磁波输入单元，设于所述介电基底表面的使各所述表面电磁波输入单元输入的表面电磁波形成沿所述介电基底表面的直轴扫描或斜轴扫描的周期性导体图案，以及与所述表面电磁波输入单元间一一对应设于所述介电基底另两相邻侧的若干耦合接收表面电磁波、并向外输出所接收的表面电磁波对应的电信号的表面电磁波输出单元；
电磁波生成单元，设于所述白板框架上，并与所述表面电磁波输入单元连接，以生成特定频率的电磁波并传输于所述表面电磁波输入单元；
信号处理单元，位于所述白板框架上，并与所述表面电磁波输出单元连接，所述信号处理单元被配置为对所输出的电信号进行处理，以计算获得所述超表面电磁波书写屏上的书写点的坐标；
输出单元，位于所述白板框架上，并与所述信号处理单元连接，以将所述信号处理单元识别的所述书写点的坐标信息输出；
供电单元，位于所述白板框架上，所述供电单元具有与外部电源连接的电连接端、并与所述电磁波生成单元、所述表面电磁波输入单元、所述表面电磁波输出单元和所述信号处理单元、所述输出单元连接，以向各单元供电。


2.根据权利要求1所述的基于表面电磁波的电子白板，其特征在于：还包括：
保护层，覆设于所述介电基底的具有所述导体图案一侧表面上，且所述保护层由透明或非透明的材料制成，所述保护层的厚度为0～1cm。


3.根据权利要求2所述的基于表面电磁波的电子白板，其特征在于：所述保护层的材料包括纳米玻璃，高分子聚乙烯、纳米陶瓷，或者石英、聚丙烯薄膜和钢化膜。

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【专利技术属性】
技术研发人员：温维佳，
申请(专利权)人：深圳市环波科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：广东;44