JP2010111118A - 筆記記録システム、筆記データ読取用シート体、及びマーカ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】黒板や壁面、或いは机やテーブルに配置することで、筆記や消去を行いながら、筆記データを保存することが可能な筆記システムに関するものであり、特に絶対位置情報を用いた筆記データの読み取り、及び記録を可能とするものである。
【解決手段】本発明は、請求項１に記載するように、表面に位置情報パターンが設けられ、裏面に吸着層が設けられたパターンシートと、このパターンシートの表面に設けられた保護シートと、前記保護シートの前面に筆記する電子ペンとを有し、前記電子ペンには、前記位置情報パターンを検出する光学読取手段と、この検出された位置情報を外部機器に出力する無線通信装置とを有することを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば会議室の壁面や黒板の板面に配置してマーカで筆記し或いは、筆記動作によって、その筆記情報を保存可能なシステムであって、筆記動作を妨げることなく、外部記憶媒体あるいはパーソナルコンピュータに、筆記情報を記録することが可能な筆記記録システム、これに用いられる筆記データ読取用シート、及びマーカ装置に関するものである。

従来、電子ペンを利用するインタラクティブボードが知られている。
これは、例えば、リアプロジェクション表示装置の表面に電子ペンを走らせることにより、その電子ペンの移動軌跡を演算し、その演算結果を表示装置に表示するものである。
また、通常の電子黒板装置に位置検出装置を取り付け、電子黒板装置に筆記したときのマーカ装置の走行軌跡を、三角測量の原理で位置演算して、データとして記録するものが知られている。

特開２００１−２４３００６号には、インタラクティブボードにおいて、位置パターンを用いた電子ペンの座標検出の技術が示されている。
また、特開２００３−２５６１２２号には、筆記面に筆記しながら筆記軌跡を読み取る技術が示されている。

特開２００１−２４３００６号 特開２００３−２５６１２２号

上記特許文献１では、筆記は、筆記軌跡の演算後に表示装置において表示するため、表示にタイムラグが生じ、使いづらいという問題がある。
特許文献２には、位置パターンの形成された紙を用いて、その紙に筆記しながら、その筆記データを読み取り、パソコンに表示する技術が示されている。そして、この文献２には更に、透明なシートに位置情報パターンを形成して、パーソナルコンピュータの表示面に、この透明シートを配置する例が示されているが、本文献の００６９欄に示されているように、この場合はインクを備えない電子ペンを用いる必要がある。
したがって、上記特許文献２でも、筆記画像の表示は、筆記軌跡データの演算後であり、表示にタイムラグが生じる。
また、これらの従来技術では、大きな装置を必要とし、配置する場所が限定される。

黒板においては、学校において授業の内容を素早く筆記できるところにメリットがあり、上述特許文献のような、表示装置は利便性が悪く、配置が困難な場合も多い。
本発明においては、黒板や会議室の壁面など、場所を選ばす、また極めて軽量であって、容易に配置可能な筆記データ読取用のシートを用いた筆記システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、表面に位置情報パターンが設けられ、裏面に吸着層が設けられたパターンシートと、このパターンシートの表面に設けられた保護シートと、前記保護シートの前面に筆記する電子ペンとを有し、前記電子ペンには、前記位置情報パターンを検出する光学読取手段と、この検出された位置情報を外部機器に出力する無線通信装置とを有することを特徴としている。

また、筆記データ読取シートであって、請求項３に記載するように、表面に位置情報パターンが設けられ、裏面に吸着層が設けられたパターンシートと、このパターンシートの表面に設けられた半透明樹脂性保護シートを有することを特徴としている。

また、マーカ装置であって、請求項４に記載するように、筆記具の着脱が可能な筆記具保持部と、筆記面を照明する照射装置と、前記筆記シートの位置情報パターンを読み取る撮像装置と、この撮像装置で読み取った筆記位置情報パターンから筆記軌跡データを算出する演算装置と、この演算装置で演算した結果を出力する通信装置とを有することを特徴としている。

本発明によれば、黒板やホワイトボードなどと同様の、リアルタイムな筆記を可能とするシステムにおいて、場所を選ばず種々の壁面やテーブル等に配置可能であって、通常の筆記面としての利用が可能となると共に、この筆記面の筆記データの記録が可能となり、また、この筆記面に対しての筆記による電子機器の操作が可能となり、黒板や壁面、テーブルの利便性が向上する。

図１は、本発明の実施例の形態に係る主要な構成を示す正面図である。 図２は、本発明の実施例のマーカ装置及び筆記シート係る構成図である。 図３は、本発明の第１の実施例の制御装置に係る構成図である。 図４は、本発明の第２の実施例の形態に係る主要な構成を示す正面図である。 図５は、本発明の第３の実施例の形態に係る主要な構成を示す正面図である。 図６は、本発明の実施例のイレイサ係る斜視図であり、（１）は上方から見た図、（２）は下方から見た図を示している。 図７は、本発明の第３実施例のマーカ装置の構成図である。 図８は、本発明の第４の実施例の形態に係る主要な構成を示す正面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

以下、本発明を学校の黒板に配置し利用した一実施例を説明する。
図１は本発明の一実施例を示す正面図である。
１は本実施例の筆記データ読取用シートが配置される黒板である。
２は裏面が吸着構造を有し、また表面に絶対位置パターンが印刷形成された樹脂材からなる白色のパターンシート、３はフッ素含有半透明保護シート、４は前記筆記用シート３に筆記する電子ペンであるマーカ装置、５は前記筆記用シート３上の筆記画像を消去するイレイサ、６はマーカ装置４から制御信号及び筆記データを受信し、パソコン或いはプリンタに筆記データを出力する制御装置、７は制御装置に接続され前記マーカで読み取られた筆記データを記録するパソコン、８は制御装置に接続され前記マーカで読み取られた筆記データを印刷するプリンタである。

筆記データ読取用シート３は、例えば白色のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）の基体で構成されている。
筆記データ読取用シート３の裏面には、吸着層２０が設けられている。
この吸着層２０は、樹脂の表面に微細な開口を設けることによって、のりなしで吸着することを可能とするものである。

筆記データ読取用シート３の表面には、例えば特許第３８８１３６５号に示されるような位置パターンが、赤外線反射型インク或いは赤外線吸収インクで形成されている。
通常のこのような印刷パターンは、紙の表面に設けられているが、黒板のような、書き込みと消去を繰り返すような媒体では、印刷パターンはすぐにパターンが磨り減ってしまい利用できない。

このため、本発明では、パターンシート２の表面に、フッ素含有の半透明保護シート３が設けられている。
例えば、旭硝子社の製品名ＡＦＬＡＸを用いるとよい。
特に、フッ素含有ゴムからなる半透明シート３は、上述の印刷パターンを保護すると共に、パターンシート２面にプロジェクタで映像を投影する際、反射光を散乱させ、眩しさを低減することを可能とすると共に、マーカによる筆記の書き消し性能を向上させる効果を有している。

尚、先の特許３８８１３６５号に示された装置では、通常、電子ペンに内蔵された、消去できないボールペンのインクで筆記しながら、紙の位置情報を読み取る。したがって、筆記、消去を繰り返すような使用を特に考慮していない。

これに対して、黒板のようなものでは、イレイサ５で筆記面を消去した場合、原則的には、マーカ装置で読み取った筆記データを消去しなければならない。
尚、原則的としたのは、例えば、黒板における使用の場合、最終の筆記データは、記憶装置に記録しておく必要があることを示している。
つまり、授業の１つの課題の説明途中でのイレイサでの筆記面の消去は筆記を修正するために行われるものであり、記憶装置の筆記データを消去、修正する必要があり、１つの課題が終了して筆記面をイレイサで消去する場合は、次の課題のために行われるものであり、記憶装置の筆記データを残して、シートの筆記面の筆記のみ消去する必要がある。

これを、イレイサにスイッチを設けて、記憶装置の筆記データを消去するモードと、記憶装置の筆記データを消去しないモードを切替える方法も考えられるが、使用者のミスを誘発してしまい、消去してはいけないにもかかわらず記憶装置に記録された筆記データを消去してしまうことが生じる。

そこで、本実施例では、現在の筆記面の修正はもう行わず、次のページとして筆記を行いたい場合に、筆記データ読取用シート２に設けられた記録用マーク３０をクリックすることで、筆記面の筆記データの記録を確定することとしている。
この筆記データの記録確定が行われた後の、筆記面についてのイレイサによる筆記面消去の場合は、記憶装置に記録された筆記データの消去を行わないこととしている。
また、記憶装置内の筆記データを消去するモードの場合、インジケータである赤色のＬＥＤランプを点滅させて、利用者に知らせるデータ消去インジケータを設けている。
このインジケータが赤く点滅した場合、矢印３０をダブルクリックすることで、利用者は、筆記データの消去を行うことなく、次のページとしての筆記が可能となる。

尚、このイレイサの外形を図６に示す。
（１）はイレイサを上方から見た斜視図であり、上面の前方にデータ消去インジケータ６１を有している。また、（２）は、イレイサを下方から見た斜視図であり、紫外線撮像装置６２と紫外線発光ＬＥＤ６３が離間して、イレイサの中央に配置されている。

１つの課題についての筆記が終了し、次の課題についての筆記を開始する場合、課題毎にデータを保存しなければならない。
これは、先に記載したように、ページ単位で筆記データを記録することにより行っている。
このとき、データ処理、記録処理の時間を待たなければならないようなシステムや、複雑な操作を必要とするようなシステムでは、結局利用されなくなる。
このため、所定時間以上経過したとき、マーカ装置から制御装置の内部メモリへの、筆記面データの送信を行う。
また、マーカ装置には、誤操作を防止するため、筆記面データ保存用のスイッチなどは設けていない。

イレイサ５を用いないで、指で筆記を消して訂正する場合もある。
このような場合のために、イレイサ５で所定の大きさの範囲以上の消去がなかった場合は、次のページのデータとはせず、筆記データを記録しておき、イレイサ５で所定の大きさ以上の消去が発生した時点で、同じ位置にある筆記を消去して、追記の筆記情報と、元の筆記データとを入れ替える。

図２に電子ペンであるマーカ装置４の構成を示す概念図を示す。
マーカ装置４は、フェルトのペン先を有する筆記具４０と、紫外線撮像装置４１、紫外線発光ＬＥＤ４２及び、前記撮像装置４１で検出された位置情報パターンから筆記軌跡を算出する演算装置４３、メモリ４４、無線通信装置４５、バッテリ４６、及び位置情報の読取り動作のオン、オフを行うスイッチ４７を内蔵している。
筆記具４０は、マーカ装置５の本体に、筆記具保持部４８によって、着脱可能に配置される。
したがって、黒色、赤色、緑色、或いは青色の筆記具夫々に、演算装置などを内蔵したマーカ装置を用意する必要はなく、筆記したい色の筆記具４０を、マーカ装置５に装着して利用できる。

また、このマーカ装置とパソコンを接続すると共に、パソコンとプロジェクタとを接続し、筆記をプロジェクタで投影したい場合もある。
この場合、マーカ装置５には、筆記部を持たないキャップも装着可能であり、シート面表面に筆記することなく、筆記データを読取り、この筆記データをパソコンに送信する。
尚、このような、実筆記を伴わない場合は、マーカ装置にメモリ４４を設けずに、読取データを直接パソコンに送信する構成としてもよい。

このマーカ装置４の筆記具４０によって、筆記用シート３の表面に文字などが筆記されると、赤外線撮像装置４１によって、筆記シート３の裏面に形成された位置情報パターン３０が読み取られる。
この場合、筆記位置と読み取り位置とはずれているが、大画面の電子黒板においては、そのずれは特に問題とならない。しかしながら、正確な位置を算出したい場合は、読み取り位置データを補正してもよい。

同様に、図示しないが、筆記消去部を有するイレイサにも、赤外線撮像装置、赤外線発光ＬＥＤ及び、前記撮像装置で検出された位置情報パターンから消去軌跡を算出する演算装置、メモリ、無線通信装置、バッテリ、及びスイッチが設けられている。
尚、このイレイサの無線通信装置は、マーカ装置の無線通信装置に、消去信号を送信し、マーカ装置の演算装置は、内部メモリから筆記データを消去する。
また、マーカ装置から、筆記面の状態データを受信し、記録確定状態を表す信号を受信した場合は、赤色ＬＥＤを点灯せず、或いは緑色ＬＥＤの点灯を行うと共に、消去軌跡の演算、及び送信動作は行われない。

図３を用いて、本実施例の制御装置６の構成、及び動作について説明する。
制御装置６の内部メモリ６０には、画像データ毎に、データ番号（ページ番号）、及び記録確定を示す値が筆記面の状態データとして記録される。
６４は操作パネルであり、印刷用ボタン、記録用ボタンなどが設けられている。
外部端子にプリンタが接続されている場合、印刷用ボタンをオンにすると、内部メモリに記録されたページ毎の筆記画像データは、プリンタに出力され、印刷が行われる。
外部接続端子６１にパソコン或いは外部メモリが接続されている場合、記録用ボタンをオンにすると、内部メモリ６０に記録されたページ毎の筆記画像データは、ＣＰＵ６２の制御信号により、外部機器接続端子６１に接続されたパソコン或いは外部メモリに出力され記録される。

マーカ装置４では、マーカ装置４による筆記の際、シート３の筆記面から得る筆記圧をスイッチ４７で検出すると、赤外線発光ＬＥＤ４２と赤外線撮像装置４１がオンとなり、パターンシート２の位置パターンの読取動作が開始される。
筆記動作により、順次筆記位置データが検出され、その筆記軌跡データがメモリ４４に記録される。
尚、図示しないイレイサからの消去信号を無線通信装置４５で受信した場合は、メモリ４４から、その消去位置に対応した筆記軌跡データが消去される。

上述の説明で明らかなように、筆記画像を印刷するための筆記データは、ページ毎のデータとして制御装置６側のメモリに記録し、筆記軌跡データはマーカ装置側のメモリに記録することにより、制御装置６は、マーカ装置での筆記軌跡データの演算時間、演算結果の送受信時間など、筆記データを受信する場合に発生するタイムラグが発生しない状態で印刷動作を行うことが可能となる。
また、筆記軌跡データは、順次マーカ装置のメモリに記録するため、筆記軌跡データの演算時間を待つことはなく、筆記動作を中断する必要はない。

また、マーカ装置４側では、１ページ分の筆記軌跡データのみ記録すればよいため、メモリ容量が少なくて済み、マーカ装置４を小型化できる。
尚、マーカ装置４側のメモリも、複数ページの筆記軌跡データをページ毎に記録できるようにしてもよい。

図４に第２の実施例装置を示す。
この実施例では、２つのパターンシート２が、黒板１上に設けられている。
この実施例では、マーカ装置４による特定のマークの記入により、外部制御装置６に接続された周辺機器の各種制御を行う。
シートのどこか、例えば、図４では右側のシートでは右下隅に、左側のシートでは左隅の中央付近に四角形を記入して、その中に英文字のＰと記入し、これをマーカ装置４でクリックすると、マーカ装置４はこのパターンを、記録されている複数の制御用パターンと照合し、印刷制御信号が選択される。

制御回路６に、マーカ装置４から、筆記画像データ、及び印刷動作信号が出力され、マーカ装置４でそれまで描いた筆記データが、プリンタ８に出力され印刷が行われる。
尚、例えば、先の四角形の中に、Ｐ４と記入して、これをマーカ装置４でクリックすると、プリンタ８によって４枚の印刷が行われる。

また、シートのどこかに四角形を記入して、この四角形状の中に、英文字のＭを記入して、これをマーカ装置４でクリックすると、印刷は行われず、マーカ装置４から制御装置６の内部メモリへ、筆記データの送信、及び記録のみ行われる。
尚、パソコン７が接続されている場合は、マーカ装置４のメモリに記録されている筆記データが外部制御装置６を介して、パソコン７に保存される。

以上のように、マーカ装置４によって、所定の筆記が行われた場合、その筆記画像パターンと制御信号用記録パターンとのパターンマッチングによって、所定のパターンに対応した動作の制御信号を作成、或いは選択して、この制御信号を出力することにより、筆記用シート２には操作用マークが不要となる。

また、この実施例において、通常の筆記データは、各シート毎に別のページとして記録される。
２つのシートを１つのページとして記録したい場合は、シートの上と下にシートを繋ぐライン３３を記入する。
この２つのシートをまたぐ１対のライン３３の筆記によってによって、２つのシートの位置合わせ処理が行われ、筆記データの連続性が確定され、１つのページとして記録される。
したがって、複数のシートを上下、或いは左右に配置して用いる場合、厳密に位置合わせを行うことなく、所定のマーク３３を記入するだけで、位置合わせが行われ、１つのページとして記録が可能となる。

図５に第３の実施例装置を示す。
この実施例装置では、パターンシート２に周辺機器の操作用アイコン（操作用マーク）３２が設けられている。
また、制御装置６には、プロジェクタ９が接続されている。
この操作用アイコン３２を、マーカ装置４によって、クリックすると、そのアイコン３２の示す動作が行われる。
例えば、プリンタアイコンをクリックすると筆記面の筆記と、プロジェクタの投影画像との合成画像が印刷され、矢印アイコンをクリックするとプロジェクタの投影画像が切り替わり、更に、パソコンアイコンをクリックすると先の合成データがパソコンに送信され記録される。
尚、筆記用シート３の筆記画像を印刷する場合、操作用アイコン４０は、印刷されることはない。また、このアイコン上に筆記しても、その筆記は印刷される。

この第３の実施例装置で使用するマーカ装置を図７に示す。
このマーカ装置においては、筆記具４０にその筆記具４０の種類を示すマーク７１が設けられると共に、マーカ装置本体には筆記具認識手段（筆記具センサ）７２が設けられている。
このマーク７１は、帯状のマークであり、その帯の色で筆記具の色が表され、その帯の本数で筆記太さが表されている。
例えば、筆記具の筆記の太さを３段階に分け、１本が細い筆記用、２本が中間の筆記用、３本が太い筆記用を表し、従って図７に示されたものは太い筆記を表している。

また、このマーカ装置は、筆記面に接触した位置を絶対位置として検出した後、パソコンにおけるマウスのように、移動量検出手段によって、ドラック動作における移動量を算出して筆記軌跡を算出している。
尚、この絶対位置検出と、移動量検出手段は、マーカ装置の演算装置によって実現されている。
第１の実施例のマーカ装置では、連続的に検出される絶対位置によって筆記軌跡を算出するが、この第３の実施例におけるマーカ装置では、筆記面に筆記具が接触したときだけ絶対位置を算出し、その後は移動量だけ算出するため、演算負荷を低減することが可能となる。

尚、セキュリティー機能として、マーカ装置及び制御装置内のメモリに記憶されている筆記画像（軌跡）データを、電源スイッチのオフ時に消去するようにしてもよい。
また、登録したパスワードを最初に筆記した場合のみ、通信機能が動作するようにしてもよい。

図８に第４の実施例を示す。
これは、本発明のパターンシートをテーブル１０に配置して使用するものである。
インタラクティブボードを、パターンシートによって構成することで、利用する場所が広がり、黒板のような垂直な壁面だけでなく、水平に配置しても使用可能となる。
特に、筆記動作は、このように水平に配置した方がスムーズに行えるため、少人数での会議などでの利用に最適である。

本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、例えば、マーカ装置の動作スイッチを、圧力センサで代用してもよい。
この場合は、筆記圧力に応じて、筆記軌跡データの太さを変更することが可能となる。

また、マーカ装置内に加速度センサを設け、例えば、マーカ装置を振る動作によって、周辺機器の操作を行っても良い。
例えば、マーカ装置を１度振ると、１ページ前の記録された筆記面データがプロジェクタから投影され、マーカ装置を複数回振ると、その振った数前のページの記録された筆記面データがプロジェクタから投影されるようにしてもよい。

また、筆記データ読取シートの吸着面は、吸盤やマグネットシートなどで構成してもよく、また色も限定されない。
更に、パターンシートの保護シートとして、電子ビーム硬化型樹脂によるコーティング、いわゆるＥＢコートとしてもよい。

本発明は、黒板や会議室或いは公園の壁面、机やテーブルなどを大画面の筆記面として利用可能とすると共に、筆記データを容易に記録することが可能となる。

２：パターンシート
３：保護シート
４：マーカ装置
６：制御装置
２０：吸着層
３０：位置情報パターン
４８：筆記具保持部

Claims (6)

1. 表面に位置情報パターンが設けられ、裏面に吸着層が設けられたパターンシートと、このパターンシートの表面に設けられた保護シートと、前記保護シートの前面に筆記する電子ペンとを有し、前記電子ペンには、前記位置情報パターンを検出する光学読取手段と、この検出された位置情報を外部機器に出力する無線通信装置とを有することを特徴とする筆記記録システム。
2. 表面に位置情報パターンが設けられ、裏面に吸着層が設けられたパターンシートと、このパターンシートの表面に対向配置された保護シートと、前記保護シートの前面に筆記するマーカ装置とを有し、前記マーカ装置には、前記位置情報パターンを検出する光学読取手段と、この位置情報から筆記軌跡データを算出する演算手段と、この筆記軌跡データを保存する記憶装置とを有することを特徴とする筆記記録システム。
3. 表面に位置情報パターンが設けられ、裏面に吸着層が設けられたパターンシートと、このパターンシートの表面に設けられた半透明フッ素シートを有することを特徴とする筆記データ読取用シート。
4. 筆記具の着脱が可能な筆記具保持部と、筆記面を照明する照射装置と、前記筆記シートの位置情報パターンを読み取る撮像装置と、この撮像装置で読み取った筆記位置情報パターンから筆記軌跡データを算出する演算装置と、この演算装置で演算した結果を出力する通信装置とを有するマーカ装置。
5. 前記マーカ装置は、前記撮像装置で読み取られた筆記位置の軌跡データのパターンによって、外部接続機器の機能を操作する操作信号を作成する演算装置を有することを特徴とする請求項１項記載の筆記記録システム。
6. 前記筆記データ読取用シートを複数上下、左右に配置して筆記面を構成する際、夫々別のページとして記録するモードと、全体を１つのページとして記録するモードを有することを特徴とする請求項１項記載の筆記記録システム。

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