JP2010238213A - タブレットｐｃシステム及び電子筆記シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、小型モバイルパソコン、及びプロジェクタの利便性を向上することを目的とするものである。
【解決手段】本発明は、プロジェクタを保持するプロジェクタ配置台と、上面にパーソナルコンピュータ、或いはキーボードを保持するテーブルと、前記プロジェクタから投影された映像を反射して下前方に投影するミラーと、この投影面に配置される、位置情報パターンが設けられた筆記用パターンシートと、このパターンシートに筆記動作することで、前記位置情報パターンを読取る電子ペン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、電子ペンによる筆記情報を処理する装置であって、電子ペンによる筆記動作によって、パーソナルコンピュータなどの外部機器を操作し、或いはに筆記情報を出力し、また記録することが可能な電子筆記システムに関するものである。

従来、パーソナルコンピュータに筆記情報を出力する液晶ペンタブレットが知られている。
これは、ペンタブレットの筆記面とパーソナルコンピュータの表示装置の表示面とを１対１に対応させ、筆記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、その演算結果をパーソナルコンピュータの表示装置に表示するものである。

このペンタブレットは、いわゆるマウスの代用となるものであり、ペンは筆記動作を行うだけで、実際の筆記は行われない。また、パーソナルコンピュータの画面を見ながら筆記動作を行い、筆記の位置情報をリアルタイムに、パーソナルコンピュータに出力するものである。

特開２００６−３０９３０８号 特開２００６−０２４０４３号

上記特許文献１では、入力ペンとタブレットとの間における電磁誘導方式によって、入力ペンの位置をタブレットが検出する技術が示されている。また、上記特許文献２では、超音波と赤外線を送信するペンと受信装置を用いて筆記情報を出力する技術が示されている。

これらの従来技術は、ポインティングデバイスとして用いるものであり、これらの装置自体は単に、２次元上の位置情報を、パーソナルコンピュータに出力するに過ぎない。
したがって、例えば、筆記面の大きさは固定されてしまう。
また、特許文献２のように、直接紙に筆記する場合、筆記済みの紙が無駄になってしまうという問題がある。

本発明は、モバイル型の小さな画面のパーソナルコンピュータであっても、その画面を簡単に大画面化することを可能とすると共に、電子ペンでその表示画面を直接操作し、或いは表示画面に直接筆記することを可能とするシステムを構築することを目的とするものである。

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、プロジェクタを保持するプロジェクタ配置台と、上面にパーソナルコンピュータ、或いはキーボードを保持するテーブルと、前記プロジェクタから投影された映像を反射して下前方に投影するミラーと、この投影面に配置される、位置情報パターンが設けられた筆記用パターンシートと、このパターンシートに筆記動作することで、前記位置情報パターンを読取る電子ペンとを有することを特徴としている。

また、請求項４に記載するように、平面部を構成する投影用シートと、この投影用シート上の電子ペンの絶対位置を検出する位置検出装置と、プロジェクタによってパーソナルコンピュータの表示画像を前記平面部に投影すると共に、キャリブレーション用パターンを投影し、このパターンを前記電子ペンでポインティングすることにより前記投影用シートの絶対位置とパーソナルコンピュータの表示画面上の位置との整合をとるキャリブレーション手段とを有し、前記プロジェクタで投影された前記パーソナルコンピュータの表示画面を前記電子ペンで操作し或いは表示画面上に筆記することを特徴としている。

本発明によれば、プロジェクタを用いてパーソナルコンピュータの画面を机上に配置する筆記シート上に表示し、その筆記シート上の画面を電子ペンによって直接操作し、或いは筆記することが可能となる。
また、パーソナルコンピュータ、及びプロジェクタを机上の少ないスペースで配置し利用することが可能となる。
また、表示画面の大きさを変更することが可能なタブレットＰＣシステムを安価に構成することが可能となる。

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、図に沿って本発明の一実施例を説明する。
図１は第１の実施例を示す側面図、図２は斜視図である。
１はパソコン或いはパソコンのキーボードを配置する平面を有するテーブル、２は絶対位置を算出可能な位置マークが形成され、表面において電子ペンによって筆記或いはパソコンの操作を行う筆記用パターンシート、３は光源に発光ダイオードを用いたプロジェクタ、４は前記筆記用パターンシート２に筆記する動作によって前記位置マークを読み取り、電子ペンの筆記軌跡を算出する電子ペン、５はプロジェクタ３から上方に投影された画像を折り返して前下方に配置されたパターンシート２上に投影するミラー、６は電子ペン４から制御信号及び筆記データを受信するパーソナルコンピュータ、７は前記プロジェクタ３を所定の角度で保持する傾斜台である。
尚、傾斜台７は、プロジェクタの配置高さ、傾斜角度を調節可能に構成されている。

パターンシート２の裏面には、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、筆記用の透明なシートの裏面に、インクを用いて位置情報パターンが印刷形成されている。
特に、筆記用パターンシート２の位置情報パターン面に保護層を形成することによって、電子ペン４による筆記及び操作の動作によって位置情報パターンが磨耗することがなくなる。

また、この保護層をフッ素樹脂とすることによって、プロジェクタ３によって投影した場合に、光が拡散するため、光点（てかり）が作成されることが無くなる。

テーブル１のパソコン配置部は、傾斜して形成されており、肘を机に乗せた状態で、パソコンのキーボードを操作することが可能となる。また、パソコンをこのテーブル１に配置できるため、机の上にパソコンを配置する必要がなくなり、机上の作業スペースを大きく取れる。

特に、近年ネットブックと呼ばれる、表示面が小さく安価なモバイル型ノートパソコンが普及してきているが、外出先では小さい表示面で満足できても、自宅或いは会社の机上で操作するような場合、小さな表示面に不満を持つことが多い。
このようなモバイルパソコンを本実施例のシステムに用いることによって、拡大された表示面で操作が可能となる。
また、マウスを用いることなく、電子ペンで直接に表示画像上に操作、或いは筆記を行うことが可能となり、作業がより効率的に行える。

また、従来プロジェクタは、個人用としてはホームシアター用として利用されることがあるが、映画などを大画面で見る機会はそれ程多くはない。したがって、高価なプロジェクタを購入しても、その利用率は極めて低いものとなる。
これに対して、本実施例のシステムでは、プロジェクタをパソコンの表示装置として用いることが可能となり、またホームシアター用の投影装置としても用いることが可能となるため、プロジェクタの利用率を大幅に向上させることができる。
特に、発光ダイオードを用いたプロジェクタの光源の寿命は大きく。本実施例に適している。

電子ペンの絶対位置検出による筆記位置データと、パーソナルコンピュータの表示面における位置は、パーソナルコンピュータにインストールされる電子ペンのドライバソフトウエアによって対応付けされる。
具体的には、表示面に位置対応用のポインティングパターンを右上、左上、左下、右下と順次表示し、そのパターンを電子ペンによってクリックすることで、電子ペンで検出した絶対位置とパソコンの表示面上の位置との相関をとっている。
これによって、プロジェクタからの投影画像の大きさを変化させても、再度位置情報の相関を取ることによって、電子ペンの位置を正確に表示面上に表示することが可能となる。尚、このような絶対位置と表示画面上の位置の相関を取ることは、一般にキャリブレーションと呼ばれている。
本実施例のシステムでは、電子ペンの表示画面上での位置ずれは操作上の大きな問題となるため、キャリブレーションをいつでも行えるように、常に表示画面上に、キャリブレーション開始ボタンを表示している。

図３に電子ペン４の構成を示す概念図を示す。
電子ペン４は、ペン先を有する筆記具４０と、赤外線撮像装置４１、赤外線発光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、電子ペン４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、インクのないスタイラスペンの他、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電子ペンを用意する必要はなく、筆記したい色の筆記具４０を、電子ペン４に装着して利用できる。

筆記の際、筆記パターンシート２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、筆記面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に記録されると共に、パーソナルコンピュータにデータが送信される。
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。

この電子ペン４の筆記具４０によって、筆記用パターンシート２の表面がクリックされ、或いは筆記動作がされると、赤外線撮像装置４１によって、筆記用パターンシート２の裏面に形成された位置情報パターン２０が連続的に読み取られる。
この場合、筆記動作によって、文字認識を行うことも可能であり、また位置情報に応じた種々の制御が可能となる。
例えば、所定の範囲の位置情報が読取られたら、プリンタを動作されるとか、翻訳ソフトウエアを駆動して、筆記データを翻訳するなどの動作を行わせることができる。

これらの、文字認識ソフトや、翻訳ソフト、或いは計算処理ソフト、画像処理ソフトといったアプリケーションソフトウエアが、図示しないフラッシュメモリ内に記録されている。
尚、本電子ペンは、演算処理部、メモリ、入力部を有しており、小型のコンピュータとしての機能を全て有しているため、アプリケーションソフトウエアは随時インストール可能である。
したがって、電子ペンにアプリケーションがインストールされている限り、パーソナルコンピュータにはインストールされていない機能であっても実行が可能である。

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、電子ペンの無線通信装置に、消去信号を送信し、電子ペンの演算装置は、内部メモリから筆記データを消去する。
また、電子ペンから、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。

本実施例によれば、パーソナルコンピュータを起動することなく、例えば、テンプレートとしてワードプロセッサや、表計算ソフトのデータ入力面、或いは楽譜などの印刷された用紙を、電子筆記パッドに配置して、電子ペンで入力し、電子ペン内に記録することが可能となる。
尚、この電子ペンに記録された入力データは、後日、パーソナルコンピュータに転送可能である。

図４を用いて、第２の実施例を説明する。
この実施例は、電子ペン４の筆記位置情報を、パターンシートを用いることなく、電子ペン４から発せられる超音波を検出する位置情報検出装置８によって検出するものである。
この位置情報検出装置８は、白色の樹脂性シートで構成された筆記面９に隣接して着脱可能に配置される。
尚、図３では上中央部に配置されているが、上右側１０ａ、或いは上左１０ｂ側に配置してもよい。
これは、右きき、或いは左ききの利用者用に、配置変更可能としているものであり、例えば、左ききの利用者は、上右側に配置することによって、電子ペンを持つ手が超音波を遮ることによる位置情報検出ミスが改善される。

第１の実施例のように、電子ペン４で位置情報を読み込む方式では、この位置データをパーソナルコンピュータに転送するためには、有線とするとコードが筆記の邪魔になるため、無線装置を用いざるを得ない。
これに対して、第２の実施例では、位置情報検出装置８を電子ペン４とは別に設けているため、位置情報検出装置４から図示しないパーソナルコンピュータへ、有線で位置データを転送することが可能となる。
このため、本実施例ではＵＳＢ端子及びコード１２を用いている。

この第２の実施例の位置情報検出装置８は、離間して配置された１対の超音波センサ１１を用いており、電子ペン４から送信される超音波の到達時間の差を用いて、三角測量の原理で位置を特定している。
このため、電子ペン４と位置情報検出装置８との間に障害物があると、位置情報を検出できない。このため電子ペンによる筆記操作に一定の制限が課される。

しかしながら、このような超音波を用いる位置検出装置を用いた場合、筆記面として特別なパターンシートを用いる必要がないため、例えば、投影画像を画質を向上されるための投影用スクリーンシートなどを利用して、表示画像の画質を向上させることが可能となる。

本実施例でも、筆記面上にプロジェクタから画像を投影して使用される。
先の第１の実施例と同様に、キャリブレーション用のパターンを表示し、そのパターンを電子ペンによってクリックすることにより、位置検出装置で検出された絶対位置と、パーソナルコンピュータの表示画面上の位置との整合がとられる。

この位置情報検出装置８においても、検出した位置情報を記録するメモリを有しており、電子ペンによる筆記情報は、パーソナルコンピュータに送信されると共に、位置情報検出装置内にも記録される。

尚、本実施例の筆記面シートは、テーブルと別体で形成され、テーブルと切り離して、筆記シートと位置検出装置だけで利用することも可能である。この場合、パーソナルコンピュータと連動せずに、位置検出装置は、単に電子ペンでメモを記録するために利用される。

尚、セキュリティー機能として、位置検出装置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。

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、電子ペンの動作スイッチを、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、電子ペン内に加速度センサを設け、例えば、電子ペン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、電子ペンを１度振ると、１ページ前の記録された筆記面データが表示され、電子ペンを複数回振ると、その振った数前のページの記録された筆記面データが表示されるようにしてもよい。

更に、電子ペンの筆記具の種類の検出は、上記実施例に限定されるものではなく、筆記具に設けられた切りかきなどの凹凸によるマークを用い、これによって検出するものであってもよい。
また、筆記具はインクで実際に筆記されるだけでなく、インクを用いないで、筆記動作だけで、筆記データを作成するような構成も可能である。
例えば、筆記具にキャップを取り付けた状態でも動作可能にするとか、空筆記用の部材を着脱可能としてもよい。

本発明は、電子ペンとプロジェクタを用いることによって、モバイル型パーソナルコンピュータの表示画面を容易に拡大することが可能となり、また表示画面に直接操作、或いは筆記することが可能となり、パーソナルコンピュータ、及びプロジェクタの利便性が向上する。
また、電子ペンによって、パーソナルコンピュータの各種操作を可能し、或いは機能を追加可能とし、新規な筆記システムを構築することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施例の形態に係る主要な構成を示す側面図である。 図２は、本発明の第１の実施例の形態に係る主要な構成を示す斜視図である。 図３は、本発明の第３の実施例の電子ペン及び筆記用シートに係る構成図である。 図４は、本発明の第２の実施例の位置情報検出装置及び筆記面に係る概念図である。

１：テーブル
２：パターンシート
３：プロジェクタ
４：電子ペン
５：ミラー
６：パーソナルコンピュータ
８：位置情報検出装置

Claims (4)

1. プロジェクタを保持するプロジェクタ配置台と、上面にパーソナルコンピュータ、或いはキーボードを保持するテーブルと、前記プロジェクタから投影された映像を反射して下前方に投影するミラーと、この投影面に配置される、位置情報パターンが設けられた筆記用パターンシートと、このパターンシートに筆記動作することで、前記位置情報パターンを読取る電子ペンとを有することを特徴とするタブレットＰＣシステム。
2. 前記電子ペンは、パーソナルコンピュータへ位置情報信号を出力する無線装置を有することを特徴とする請求項１項記載のタブレットＰＣシステム。
3. プロジェクタを保持するプロジェクタ配置台と、上面にパーソナルコンピュータ、或いはキーボードを保持するテーブルと、前記プロジェクタから投影された映像を反射して下前方に投影するミラーと、この投影面に配置される、筆記用シートと、この筆記用シートに、電子ペンによって筆記動作することで、筆記位置情報を読取り情報処理を行う位置情報検出装置とを有することを特徴とするタブレットＰＣシステム。
4. 平面部を構成する投影用シートと、この投影用シート上の電子ペンの絶対位置を検出する位置検出装置と、プロジェクタによってパーソナルコンピュータの表示画像を前記平面部に投影すると共に、キャリブレーション用パターンを投影し、このパターンを前記電子ペンでポインティングすることにより前記投影用シートの絶対位置とパーソナルコンピュータの表示画面上の位置との整合をとるキャリブレーション手段とを有し、前記プロジェクタで投影された前記パーソナルコンピュータの表示画面を前記電子ペンで操作し或いは表示画面上に筆記することを特徴とする電子筆記シート。

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