JP2007279822A

JP2007279822A - 手書き入力システム

Info

Publication number: JP2007279822A
Application number: JP2006101984A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Takasugi; 和夫高杉; Takashi Takeuchi; 崇竹内; Toshio Oshima; 敏夫大嶋
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】光学的特性が異なる各種の位置座標符号化媒体を適所に用いた実用的な手書き入力システムを提供する
【解決手段】受講者が所有するテキスト（第１位置座標符号化媒体）１と、端末装置２と、端末装置２の表示部３と、当該表示部３に備えられた第２位置座標符号化媒体４と、大学などの教育機関に備えられた管理装置５と、端末装置２と管理装置５とを接続する通信回線網６と、前記第１及び第２の位置座標符号化媒体１，４の表面にペン先を当接し、位置座標符号化媒体１，４上のペン先当接部の座標データを光学的に検出する電子ペン装置７とをもって電子学習システムを構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は、座標表示用のドットパターンが形成された位置座標符号化媒体と前記ドットパターンの検出手段を備えた電子ペン装置とを利用してペン先の移動軌跡を電子データ化する手書き入力システムに関する。

従来より、ペン先の移動軌跡を電子データ化して入力する手書き入力システムとして、表面に所定の規則にしたがって座標表示用のドットパターンを印刷してなる紙、ホワイトボード、ディスプレイ装置又は透明シートなどの位置座標符号化媒体と、当該位置座標符号化媒体の表面に当接されるペン先、前記位置座標符号化媒体の表面に向けて検出光を放射する光源部、前記位置座標符号化媒体からの戻り光を受光するイメージセンサ、当該イメージセンサの出力信号を信号処理して前記ペン先が当接された部分の前記位置座標符号化媒体上の座標データを出力する信号処理部、当該信号処理部の出力信号を一時格納するメモリ及び前記信号処理部の出力信号を情報処理装置に送信する通信部とを備えた電子ペン装置との組合せからなるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

位置座標符号化媒体には、例えばカーボンインクなどの検出光を吸収するインクをもってドット部が印刷されている。したがって、検出光を散乱する光学的特性を有する例えば紙などの表面にカーボンインクなどの検出光を吸収するインクをもってドット部が印刷された位置座標符号化媒体に電子ペン装置のペン先を当接し、光源部から所定波長域の検出光を放射した場合、紙の地部（ドット部が印刷されていない部分）に照射された検出光は散乱されて一部がイメージセンサに受光され、ドット部に照射された検出光はドット部で吸収されてイメージセンサに受光されないため、信号処理部においてはイメージセンサの出力信号が明るい地部に暗いドット部を有するイメージデータとして認識される。そして、信号処理部は、検出されたドット部の配列から位置座標符号化媒体上におけるペン先当接部の座標データを算出すると共に、この座標データの変化からペン先の移動軌跡を算出して直接又はメモリを介して通信部に出力する。

一方、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置は、電子ペン装置の通信部から送信されたペン先の移動軌跡データを受信し、ペン先の移動軌跡に対応する電子データから所要の文字又は図形データ等に変換する。これにより、手書きされた文字、記号、図形等が入力される。
特開２００３−２５６１２２号公報

ところで、この種の手書き入力システムは、アンケート用紙、テスト用紙、カルテ、見積書、発注書、受注書、営業日報、宿泊者カード、ゴルフスコアカード等の多くの分野での応用が期待されており、用紙に直接所要のドットパターンを印刷するほか、可視光透過性のフィルムに所要のドットパターンが印刷された位置座標符号化媒体を用い、これを通常の印刷が施された用紙に適宜重ね合わせて使用することが検討されている。

しかしながら、従来の位置座標符号化媒体においては、ドットパターンを構成する各ドット部がカーボンインクなどの検出光を吸収するインクをもって印刷されているので、同じくカーボンインクなどの検出光を吸収するインクをもって所要の印刷が施された用紙上に位置座標符号化媒体を重ね合わせると、電子ペン装置から検出光を照射したときに、ドット部とその下に配置された用紙の印刷部とで検出光が吸収されてしまうため、位置座標符号化媒体から座標データを検出することができず、ペン先の移動軌跡を電子データ化できないという不都合が生じる。

本願発明者らは、先に、かかる不備を解消した位置座標符号化媒体として、ベース部材が可視光透過性にして電子ペン装置の光源部から放射された検出光の透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有し、ドット部が前記検出光の散乱性を有するものを提案した。かかる構成によると、光源部から放射された検出光が、地部ではベース部材を透過するか、ベース部材によって反射されるか、ベース部材によって吸収されて、イメージセンサには地部からの戻り光が入射せず、ドット部では光源部から放射された検出光が散乱されて、その一部が位置座標符号化媒体からの戻り光としてイメージセンサに入射されるので、ベース部材の下方に印刷された用紙が配置された場合にも、印刷部の状態に関わりなく、ペン先当接部分の座標データを得ることができる。

本発明は、これらの光学的特性が異なる各種の位置座標符号化媒体を適所に用いた実用的な手書き入力システムを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、第１に、ベース部材の面方向に多数のドット部の集合からなる座標表示用のドットパターンが形成された複数種の位置座標符号化媒体と、当該位置座標符号化媒体の表面にペン先を当接し当該位置座標符号化媒体上のペン先当接部の座標データを光学的に検出する電子ペン装置と、当該電子ペン装置にて検出された座標データを受信し前記複数種の位置座標符号化媒体のそれぞれから検出された座標データに応じた各種のデータ処理を実行する端末装置と、当該端末装置にて実行される各種のデータ処理を統合する管理装置とからなり、前記位置座標符号化媒体として、地部が前記電子ペン装置から照射される検出光の散乱性を有し前記ドット部が前記検出光の吸収性を有する第１位置座標符号化媒体と、地部が前記検出光の透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有しドット部が前記検出光の散乱性を有する第２位置座標符号化媒体とを用いるという構成にした。

第１位置座標符号化媒体は、例えば紙の表面にカーボンインクなどをもってドット部を印刷したものであり、鉛筆やボールペンなどの筆記具を用いて直接文字や図形等を記入することができる。一方、第２位置座標符号化媒体は、例えば液晶表示装置の表示面ガラスに白色インクなどをもってドット部を印刷したものであり、タッチパネルと同等の機能を持たせることができる。したがって、これらの各位置座標符号化媒体を適所に用いることにより、多機能にして実用的な手書き入力システムを構築できる。

また本発明は第２に、前記第１の構成の手書き入力システムにおいて、前記電子ペン装置は、前記第１位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータ及び前記第２位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータについて光量変化の中心位置又は重心位置を抽出し、抽出された光量変化の中心位置又は重心位置に基づいて前記ドット部の座標データを算出するという構成にした。

第１位置座標符号化媒体は、地部が電子ペン装置から照射される検出光の散乱性を有しドット部が検出光の吸収性を有するので、第１位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータは、明るい地部中に暗いドット部が存在するものとなる。これに対して、第２位置座標符号化媒体は、地部が検出光の透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有しドット部が検出光の散乱性を有するので、第２位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータは、暗い地部中に明るいドット部が存在するものとなる。しかしながら、位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータについて光量変化の中心位置又は重心位置を抽出し、抽出された光量変化の中心位置又は重心位置に基づいてドット部の座標データを算出するように電子ペン装置を構成すると、位置座標符号化媒体の種別に関係なくドットパターンで表される座標データを正確に算出することができるので、ユーザーは位置座標符号化媒体の違いを認識する必要が無く、位置座標符号化媒体の種別に応じて特別な操作をする必要がないので、システムの使い勝手を良好なものにすることができる。

また本発明は第３に、前記第１の構成の手書き入力システムにおいて、前記電子ペン装置に、インクによる実筆跡が残せるペン先とインクによる実筆跡が残らないペン先の双方を備えるという構成にした。

本システムに適用される位置座標符号化媒体には、インクによる実筆跡を残したいものとインクによる実筆跡を残してはならないものとがあるので、電子ペン装置にインクによる実筆跡を残せるペン先とインクによる実筆跡が残らないペン先との双方を備えると、１つの電子ペン装置にて全ての位置座表符号化媒体に対応できるので、システムの使い勝手を良好なものにすることができる。

また本発明は第４に、前記第１の構成の手書き入力システムにおいて、前記複数種の位置座標符号化媒体として、表面に前記ドットパターンが印刷された紙、透明プラスチックシート、ホワイトボード、電子ペーパー又はディスプレイ装置、若しくは表面に前記ドットパターンが印刷された透明プラスチックシートを貼付してなるホワイトボード、電子ペーパー又はディスプレイ装置から選択される２種以上の位置座標符号化媒体を用いるという構成にした。

これら複数種の位置座標符号化媒体を適宜組み合わせることにより、用途に応じた最適仕様の手書き入力システムを構築することができる。

本発明の手書き入力システムは、地部が電子ペン装置から照射される検出光の散乱性を有しドット部が検出光の吸収性を有する第１位置座標符号化媒体と、地部が検出光の透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有しドット部が検出光の散乱性を有する第２位置座標符号化媒体の双方を用いるので、これらの各位置座標符号化媒体を適所に用いることにより、多機能にして実用的な手書き入力システムを構築することができる。

以下、本発明に係る手書き入力システムの第１実施形態を、図１乃至図１０に基づいて説明する。第１実施形態は、本発明に係る手書き入力システムをＷｅｂラーニング或いはｅ−ラーニングと呼ばれる通信回線網を利用した電子学習システムに応用したものである。

図１に示すように、第１実施形態に係る手書き入力システムは、受講者が所有するテキスト（第１位置座標符号化媒体）１と、端末装置２と、端末装置２の表示部３と、当該表示部３に備えられた第２位置座標符号化媒体４と、大学などの教育機関に備えられた管理装置５と、端末装置２と管理装置５とを接続する通信回線網６と、前記第１及び第２の位置座標符号化媒体１，４の表面にペン先を当接し、位置座標符号化媒体１，４上のペン先当接部の座標データを光学的に検出する電子ペン装置７とからなる。

第１位置座標符号化媒体１は、ベース部材（テキストを構成する各用紙）１１が紙をもって構成されており、その表面には所要の学習内容（図示省略）が適宜のインクで印刷されている。また、当該学習内容の印刷面には、図２に示すように、位置座標を表示するための多数のドット１２ａの集合からなるドットパターン１２がカーボンインクで印刷されている。ベース部材１１である紙は、後述する電子ペン装置の光源部から放射される検出光に対して散乱性を有し、カーボンインクは前記検出光に対して吸収性を有する。ドットパターン１２を構成する各ドット部１２ａは、図２に示すように、ベース部材１１の表面を一定ピッチの仮想升目で区切ったときの各交点部分から所定の規則にしたがって前後左右に一定量だけずらした位置に形成される。一例を挙げるならば、升目のピッチは０．３ｍｍ、ドット部１２ａの直径は０．１ｍｍ、交点からのずらし量は０．０５ｍｍである。ドット部１２ａの配列方式やサイズに関しては、公知に属する事項であり、かつ本発明の要旨でもないので、これ以上の説明は省略する。

端末装置２としては、表示部３が大型であることからパーソナルコンピュータ（以下、本明細書では「パソコン」と略称する。）や電子ペーパーが好適であるが、ＰＤＡや携帯電話なども利用することができる。表示部３としては、液晶表示装置、ＣＲＴ、プラズマディスプレイなど、公知に属する任意の装置を用いることができる。また、電子ペーパーとしても、米国Ｅｉｎｋ社で開発されたマイクロカプセル型の電気泳動方式を採るものなど、公知に属する任意の装置を用いることができる。

第２位置座標符号化媒体４は、可視光透過性にして後述する電子ペン装置の光源部から放射される検出光の透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有するベース部材４１に、前記光源部から放射される検出光の散乱性を有する多数の微細なドット部４２ａの集合からなる座標データ検出用のドットパターン４２を形成してなる。ドットパターン４２の配列に関しては、第１位置座標符号化媒体１に印刷されるドットパターン１２の配列と同様である。この第２位置座標符号化媒体４は、表示部３と独立の別体として形成されたものを表示部に貼付することもできるし、表示部３の表示面ガラスと一体に形成することもできる。

表示部３と独立の別体として形成されるタイプの第２位置座標符号化媒体４の構成を図３に示す。このタイプの第２位置座標符号化媒体４のベース部材４１は、基本的には図３（ａ）に示すように、検出光の透過性、吸収性又は反射性を有するプラスチック材料やガラス材料をもって１枚のフィルム状又はシート状若しくは板状に形成されるが、図３（ｂ）〜（ｆ）に示すように、必要に応じて所要のコーティングを施すこともできる。図３（ｂ）は可視光透過性にして検出光透過性を有する材料をもって形成されたベース部材４１の下層、即ち、電子ペン装置の光源部から放射される検出光の入射側からみてドットパターン４２の印刷面よりも下層に可視光透過性の検出光反射膜４３を形成したものであり、図３（ｃ）は可視光透過性にして検出光透過性を有する材料をもって形成されたベース部材４１の下層に可視光透過性の検出光吸収膜４４を形成したものである。また、図３（ｄ）は電子ペン装置のペン先が繰り返し当接される面の耐傷性を高めるため、当該面に可視光透過性にして耐傷性に優れた材料からなる上面保護層４５を形成したものであり、図３（ｅ）はドットパターン４２の摩耗や劣化を防止するため、ドットパターン４２の外面に下面保護層４６を形成したものである。さらに、図３（ｆ）は表示部３への第２位置座標符号化媒体４の被着を容易にするため、ベース部材４１の片面に粘着剤層４７を形成したものである。なお、本発明の要旨は図３（ａ）〜（ｆ）の例に限定されるものではなく、これらの各構造を適宜組み合わせることもできる。また、ベース部材４１としては、可視光透過性を有している限り、半透明のものも有色のものも使用することができる。下側から検出光を含む波長領域の光を含まない場合には、地部が透過特性の第２位置座標符号化媒体４が利用できる。例えば、多くのＬＣＤ表示装置は、この条件を満たす。なお、検出光である（近）赤外領域を吸収又は反射する地部を有する第２位置座標符号化媒体４は、いずれの場合にも適用できるのでより汎用的である。しかし、一方。地部が透過特性の第２位置座標符号化媒体４は、通常の透明樹脂シートなどを無処理で使用できるので、コストメリットがあり、かつＬＣＤなどのように実用的な適用対象も多いので、適用対象は限られるものの、利用価値がある。

ドットパターン４２は、検出光散乱性のドット部４２ａの集合から成り、前記ベース部材４１の表面又は内部に形成される。ドットパターン４２は、例えば（１）白色インクや白色塗料を用いてベース部材４１の表面に印刷する、（２）白紙等と同一の表面構造をベース部材２の表面に付着させる、（３）レーザ等を照射することによってベース部材２の内部にミクロなランダム構造を有するマイクロクラック等を形成するなどの方法で形成することができる。

本例の第２位置座標符号化媒体４は、表示部３の表示面に対する位置ずれを防止するため、図４に示すように、粘着層４７を介して表示部の表示面に貼り合わされた状態で使用される。これにより、手書き入力システムの使い勝手を良好なものにすることができ、タッチパネルやタブレットと同様の使い勝手を実現することができる。

表示部３と一体に形成するタイプの第２位置座標符号化媒体４は、図５に示すように、表示面ガラス３ａをベース部材４１として用い、当該表示面ガラス３ａの表面に直接ドットパターン４２を形成する。このようにすると、部品点数を減少できるので、本発明に係る手書き入力システムを安価に構築することができる。

上述のように、表示部３の表示面に第２位置座標符号化媒体４を貼り合わせる場合や、表示部３の表示面に直接ドットパターン４２を形成する場合においては、表示面に光の干渉に起因する干渉パターンが生じないようにするため、表示面の画素構造に合わせてドットパターン４２を形成することが望ましい。図６の例においては、表示面における各画素３ｂの配列方向にドットパターン４２を構成する各ドット部４２ａの配列方向をほぼ合致させ、かつ各画素３ｂ間のスペース部分３ｃに各ドット部４２ａを配列してある。これにより、光の干渉に起因する干渉パターンが生じないか、著しく低減されるので、手書き入力が可能でかつ表示面の表示品質が高い表示部３とすることができる。

管理装置５は、端末装置２及び通信回線網６を利用した本例のシステムを学習システムとして統合するもので、講師から受講生への出席確認の送信、授業内容の送信、演習問題の送信、受講生から寄せられた質問に対する回答の送信、及び受講生から講師への出席確認の送信、質問の送信などを管理する。

通信回線網６としては、インターネットやＬＡＮを利用することができる。

電子ペン装置７は、図７に示すように、ユーザが手指にて把持可能な形状及びサイズに形成された中空軸状の本体７１と、本体７１の先端部に備えられたペン先７２，７３と、本体７１の内部に収納された光源部７４、イメージセンサ７５、信号処理部７６、メモリ７７、通信部７８及び電源部７９とを備えて構成されている。

本体７１は、プラスチックの成形品又は木や竹などの加工品をもって所要の形状のペン形に形成され、必要に応じてクリップ７１ａなどの付属品が付設される。

ペン先７２は、ボールペンなどのインクによる実筆跡が残せるペン先であり、ペン先７３は、インクによる実筆跡を残せない例えばポリアセタールやフェルトの成形体からなるペン先型の突起である。ペン先７２は、実筆記が可能な第１位置座標符号化媒体１に適用され、ペン先７３は、実筆記してはならない第２位置座標符号化媒体４に適用される。これらのペン先７２，７３は、電子ペン装置７の使用時に、位置座標符号化媒体１，４と光源部７４及びイメージセンサ７５との距離を安定に保持する機能を有するものであり、少なくとも使用時においては、本体７２の先端部から所定長さだけ突出した状態で固定される。なお、これらのペン先７２，７３は、多色ボールペンのように、図示しないノッチを操作することにより、必要とするいずれか一方のペン先のみを選択的に本体７２の先端部から突出して保持できるようになっている。

光源部７４には、第１位置座標符号化媒体１のベース部材１１により散乱され、かつ第１位置座標符号化媒体１のドットパターン１２により吸収されると共に、第２位置座標符号化媒体４のベース部材４１により透過、反射又は吸収され、かつ第２位置座標符号化媒体４のドットパターン４２により散乱される所定波長の光を検出光として放射する発光ダイオードや半導体レーザが備えられる。

イメージセンサ７５としては、第１及び第２の位置座標符号化媒体１，４からの戻り光を受光可能なＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラが用いられる。ドットパターンの読み取り動作は、約１００回／秒程度のサンプリングで行われる。符号の検出は、８×８ドット部以上の所定領域の符号パターンを検出光学系を通してアレイセンサ面上に取り込み、光電変換された信号をＡＤ変換して８ビットのディジタルイメージとして出力する。即ち、イメージセンサ７５の出力はディジタル信号である。

前記光源部７４の検出光放射面側及び前記イメージセンサ７５の受光面側には、ノイズを低減して座標検出の信頼性を高めるため、所定波長域の検出光を選択的に透過する光フィルタ又は一方向の直線偏光を選択的に透過する偏光フィルタ８０が備えられる。また、これら光源部７４の検出光放射面側及びイメージセンサ７５の受光面側には、必要に応じて光整形用のレンズ（図示省略）を備えることもできる。

信号処理部７６は、装置全体のコントローラを兼ねたものであって、ＣＰＵ等をもって構成される。この信号処理部７６は、イメージセンサ７５の出力信号を取り込んで、検出光照射部におけるドット部１２ａ，４２ａの配列パターンを算出し、それを座標データとしてを出力する。具体的には、図８に示すように、イメージセンサ１５の出力信号の２値化、２値化信号に基づくドットパターンの再構成、２値化ドットパターンの中心検出及びラスター再成、検出信号の正規化、復調、回転検出及び誤り処理、復調信号のデータ複合、ドットパターン中心のｘ座標及びｙ座標の計算を経て、座標データを出力する。２値化ドットパターンの中心検出は、パターンエッジ検出手段を用いて２値化ドットパターンのエッジを検出し、その中心位置又は重心位置を割り出すことにより行う。ペン先７２，７３が位置座標符号化媒体１の表面に沿って操作された場合には、その移動軌跡に相当する座標データを順次出力する。信号処理部７６は、入力されたディジタル信号を所定の閾値で２値化し、そのドットパターンをドット部１２ａ，４２ａの変調方式に従ってデータを復調して、符号データとする。また、符号単位ごとに符号化方式に従ってｘ，ｙ座標を復号し、６×６ドット部の代表点の座標（ｘ、ｙ）データを算出する。座標データの復号処理は、サンプリングごとになされ、座標データの時系列集合（「ストロークデータ」と呼ばれる。）として順次ペン内蔵のメモリ７７に記憶される。座標データ群に対してそれらが予め定義された領域に属するとき、コマンド等の特定の機能として認識される。上記特定機能の認識結果等によりデータ転送を認識すると、メモリされた座標データ群を通信部を通して外部の情報処理装置に送信する。なお、この送信動作の他、サンプリングごとのストロークデータを連続して送信し続けることにより、表示装置に入力筆跡をリアルタイムで表示するモードの制御とすることもできる。また、ディジタル化された以降のドットパターン情報の処理は、ソフトウエア手段により実行される。

メモリ７７は、信号処理部７６の出力信号を順次記憶するものであって、半導体メモリが用いられる。

通信部７８には、無線通信手段又は有線通信手段若しくはこれらの双方が備えられる。電子ペン装置７の汎用性を高めるためには、通信部７８に無線通信手段及び有線通信手段の双方を備えることが特に望ましい。

電源部７９は、装置全体に電源を供給するものであって、所要の容量を有する電池が用いられる。電池としては、一次電池を用いることもできるし、二次電池を用いることもできる。

本例の電子ペン装置７は、イメージセンサ７５の出力信号を２値化した後に、２値化ドットパターンのエッジを検出し、その中心位置又は重心位置を割り出すので、１本で第１位置座標符号化媒体１からの座標データの検出も、第２位置座標符号化媒体４からの座標データの検出も行うことができる。即ち、第１位置座標符号化媒体１は、地部が検出光の散乱性を有し、ドット部１２ａが検出光の吸収性を有するので、第１位置座標符号化媒体１に電子ペン装置７の先端部を対向させたとき、図９（ａ）に示すように、地部によって散乱された検出光７４ａの一部のみがイメージセンサ７５によって受光される。よって、イメージセンサ７５の出力信号は、明るい地部の中に暗いドット部１２ａが現れたものとなる。これに対して、第２位置座標符号化媒体４は、地部が検出光７４ａの透過性、吸収性又は反射性を有し、ドット部４２ａが検出光７４ａの散乱性を有するので、第２位置座標符号化媒体４に電子ペン装置７の先端部を対向させたとき、図９（ｂ）に示すように、ドット部４２ａによって散乱された検出光７４ａの一部のみがイメージセンサ７５によって受光される。よって、イメージセンサ７５の出力信号は、暗い地部の中に明るいドット部４２ａが現れたものとなる。しかしながら、本例の電子ペン装置７は、２値化ドットパターンのエッジを検出し、その中心位置又は重心位置を割り出すので、いずれの位置座標符号化媒体についても地部の中にドット部が点状に存在する信号としてイメージデータがとらえられる。よって、これに基づいてペン先当接部分の座標データを算出すると、位置座標符号化媒体の光学的特性の如何に関わらず同一の座標データを得ることができる。よって、ユーザは位置座標符号化媒体の種別を意識することなく電子ペン装置を用いた手書き入力を行うことができる。

以下、このように構成された本例の手書き入力システムの使用形態について説明する。

受講者は、端末装置２及び表示部３の電源を投入し、かつテキスト（第１位置座標符号化媒体）１を開いて、管理装置５から端末装置２への自己が受講しているコンテンツの送信を待つ。管理装置５は、予め定められたスケジュールにしたがって、所要のコンテンツを端末装置２に送信する。図１０は、管理装置５から端末装置２に送信されたコンテンツの一例を示す図であって、表示部３には受講確認欄８１と出題欄８２と回答欄８３とが表示されている。受講確認欄８１及び回答欄８３はブランクになっており、出題欄８２には「次の漢字の読みを答えなさい。」の文字と「１．春夏秋冬２．東西南北」の文字とが表示されている。受講者は、電子ペン装置７のペン先を実筆記ができないペン先７３に切り換え、図１０に破線で示すように、表示部３の受講確認欄８１にチェックマークを記入する。電子ペン装置７は、表示部３に設けられた第２位置座標符号化媒体４のドットパターン４２からペン先７３の移動軌跡を検出し、通信部７８を通じて検出された移動軌跡データを端末装置２に送信する。端末装置２は、受信した移動軌跡データをチェックマークに変換して表示部３に表示すると共に、端末装置２に備えられた図示しない通信手段及び通信回線網６を通じて受信した移動軌跡データを管理装置５に送信する。管理装置は、受信した移動軌跡データから当該データが受講を確認するためのチェックマークであると認識し、図示しないデータベースの受講欄に受講生及び受講日時と共に受講があったことを示すデータを格納する。

また、受講生は、電子ペン装置７のペン先を実筆記が可能なペン先７２に切り換え、テキスト（第１位置座標符号化媒体）１の回答欄に出題に対する回答を記入する。電子ペン装置７は、テキスト（第１位置座標符号化媒体）１に印刷されたドットパターン１２からペン先７２の移動軌跡を検出し、通信部７８を通じて検出された移動軌跡データを端末装置２に送信する。端末装置２は、受信した移動軌跡データを記入された文字に変換して表示部３に表示すると共に、端末装置２に備えられた図示しない通信手段及び通信回線網６を通じて受信した移動軌跡データを管理装置５に送信する。管理装置は、受信した移動軌跡データから当該データが出題に対する回答であると認識し、図示しないデータベースの受講欄に受講生及び受講日時と共に回答を格納する。なお、受講生は、必要に応じてテキスト１に所要の書き込みやアンダーラインを記入することもできる。これらの書き込みやアンダーラインについては、その座標データから表示部３への表示が不要であると端末装置２によって判定され、表示部３に表示されない。

なお、受講生は、テキスト（第１位置座標符号化媒体）１への回答の記入に代えて、表示部３の回答欄８３に電子ペン装置７を用いて回答を記入することもできる。この場合には、電子ペン装置７のペン先を実筆記ができないペン先７３に切り換える。

本例の電子学習システムは、地部のベース部材１１が電子ペン装置７から照射される検出光７４ａの散乱性を有しドット部１２ａが検出光７４ａの吸収性を有する第１位置座標符号化媒体１と、地部のベース部４１が検出光７４ａの透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有しドット部４２ａが検出光の散乱性を有する第２位置座標符号化媒体４の双方を用いるので、端末装置２及び管理装置５との間で各種のデータのやりとりを行うことができ、高い教育的効果を得ることができる。

次に、本発明に係る手書き入力システムの第２実施形態を、図１１に基づいて説明する。第２実施形態は、本発明に係る手書き入力システムを棚卸し管理システムに応用したものである。

図１１に示すように、本例の棚卸し管理システムは、管理しようとする物品Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・のチェックリスト等が印刷された第１位置座標符号化媒体１と、棚卸しの担当者等が管理する端末装置２と、端末装置の表示部３と、物品Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・に貼付された第２位置座標符号化媒体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・と、管理部門に備えられた管理装置５と、端末装置２と管理装置５とを接続する通信回線網６と、前記第１及び第２の位置座標符号化媒体１，４の表面にペン先を当接し、位置座標符号化媒体１，４上のペン先当接部の座標データを光学的に検出する電子ペン装置７とからなる。第２位置座標符号化媒体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・は、各物品Ａ１，Ａ２，Ａ３，・・・毎に異なるＩＤを割り振るものであって、それぞれ異なるドットパターンを有する。具体的には、１枚のシート状に形成された位置座標符号化媒体を小片に切断することによって本例の第２位置座標符号化媒体４ａ，４ｂ，４ｃ，・・・とすることができる。

担当者は、端末装置２及び表示部３の電源を投入すると共に、第１位置座標符号化媒体１を用意する。また、担当者は、電子ペン装置７のペン先を実筆記ができないペン先７３にする。この状態で、担当者が第１位置座標符号化媒体１に記載された物品Ａ１の欄を電子ペン装置７でなぞると、電子ペン装置７はペン先７３の移動軌跡を検出し、通信部７８を通じて検出された移動軌跡データを端末装置２に送信する。端末装置２は、受信した移動軌跡データを端末装置２に備えられた図示しない通信手段及び通信回線網６を通じて管理装置５に送信し、管理装置５から物品Ａ１に関するデータを読み出す。このデータは、表示部３に表示される。担当者は、表示部３に表示された物品Ａ１に関するデータを見て現実の物品Ａ１を検品する。検品は、物品Ａ１に貼付された第２位置座標符号化媒体４ａの表面を電子ペン装置７のペン先７３でなぞると共に、電子ペン７のペン先を実筆記が可能なペン先７２に変更し、第１位置座標符号化媒体１に検品済みのチェックマーク等を記載することにより行う。物品Ａ１に貼付された第２位置座標符号化媒体４ａの表面を電子ペン装置７のペン先７３でなぞると、その移動軌跡から物品Ａ１のＩＤが検出される。電子ペン装置７は、通信部７８を通じて検出された物品Ａ１のＩＤを端末装置２に送信する。端末装置２は、受信したＩＤに相当する物品Ａ１に関して元のデータに検品時刻データ等を付加し、管理装置５に転送する。管理装置５は転送されたデータをデータベースに格納する。他の物品Ａ２，Ａ３，・・・についても同様の手順で検品が行われる。

本例の棚卸し管理システムは、地部のベース部材１１が電子ペン装置７から照射される検出光７４ａの散乱性を有しドット部１２ａが検出光７４ａの吸収性を有する第１位置座標符号化媒体１と、地部のベース部４１が検出光７４ａの透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有しドット部４２ａが検出光の散乱性を有する第２位置座標符号化媒体４の双方を用いるので、棚卸しに伴う物品の管理データを電子データと残せるだけでなく、手書きデータとしても残すことができるので、物品の棚卸しを高能率に行うことができる。

実施形態に係る電子学習システムの構成図である。実施形態に係る第１位置座標符号化媒体の平面図である。実施形態に係る第２位置座標符号化媒体の各種断面構造を例示する断面図である。第２位置座標符号化媒体の表示部への貼付構造を示す断面図である。ドットパターンが直接形成された表示部の断面図である。表示部の画素構造とドットパターンとの関係を示す図である。実施形態に係る電子ペン装置の断面構造図である。実施形態に係る電子ペン装置に備えられた信号処理部の動作説明図である。電子ペン装置の座標データ検出原理を示す図である。表示画面の一例を示す図である。実施形態に係る棚卸し管理システムの構成図である。

符号の説明

１第１位置座標符号化媒体
１１ベース部材
１２ドットパターン
２端末装置
３端末装置の表示部
４第２位置座標符号化媒体
４１ベース部材
４２ドットパターン
５管理装置
６通信回線網
７電子ペン装置
７２，７３ペン先

Claims

ベース部材の面方向に多数のドット部の集合からなる座標表示用のドットパターンが形成された複数種の位置座標符号化媒体と、当該位置座標符号化媒体の表面にペン先を当接し当該位置座標符号化媒体上のペン先当接部の座標データを光学的に検出する電子ペン装置と、当該電子ペン装置にて検出された座標データを受信し前記複数種の位置座標符号化媒体のそれぞれから検出された座標データに応じた各種のデータ処理を実行する端末装置と、当該端末装置にて実行される各種のデータ処理を統合する管理装置とからなり、
前記位置座標符号化媒体として、地部が前記電子ペン装置から照射される検出光の散乱性を有し前記ドット部が前記検出光の吸収性を有する第１位置座標符号化媒体と、地部が前記検出光の透過性、吸収性又は反射性のいずれかを有しドット部が前記検出光の散乱性を有する第２位置座標符号化媒体とを用いたことを特徴とする手書き入力システム。
前記電子ペン装置は、前記第１位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータ及び前記第２位置座標符号化媒体から検出されるイメージデータについて光量変化の中心位置又は重心位置を抽出し、抽出された光量変化の中心位置又は重心位置に基づいて前記ドット部の座標データを算出することを特徴とする請求項１に記載の手書き入力システム。
前記電子ペン装置にインクによる実筆跡が残せるペン先とインクによる実筆跡が残らないペン先の双方を備えたことを特徴とする請求項１に記載の手書き入力システム。
前記複数種の位置座標符号化媒体として、表面に前記ドットパターンが印刷された紙、透明プラスチックシート、ホワイトボード、電子ペーパー又はディスプレイ装置、若しくは表面に前記ドットパターンが印刷された透明プラスチックシートを貼付してなるホワイトボード、電子ペーパー又はディスプレイ装置から選択される２種以上の位置座標符号化媒体を用いたことを特徴とする請求項１に記載の手書き入力システム。