JP2011140154A - Electronic blackboard system - Google Patents

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JP2011140154A JP2010001708A JP2010001708A JP2011140154A JP 2011140154 A JP2011140154 A JP 2011140154A JP 2010001708 A JP2010001708 A JP 2010001708A JP 2010001708 A JP2010001708 A JP 2010001708A JP 2011140154 A JP2011140154 A JP 2011140154A
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Tatsumi Setomoto
龍海 瀬戸本
Hiroyuki Naito
浩幸 内藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric blackboard system which can prevent such nuisance as interference or wire-tapping from occurring between adjacent rooms, without deteriorating the operability of an electronic pen. <P>SOLUTION: The electronic pen 2 comprises a luminescent part which emits a visible light, an operation detecting part which detects the operation of a user, a modulation part which can obtain a modulated signal by modulating information concerning the operation of the user detected by the operation detecting part according to a modulation system of visible light communications, and a lighting control unit which controls the lighting of the luminescent part based on the modulated signal obtained by the modulation part. A display device 3 includes a light detecting part which detects the visible light, a demodulation part which can make available information regarding the operation of the user by demodulating the visible light detected by the light detecting part in accordance with a demodulation system corresponding with the modulation system, an image forming part which forms an image based on information, regarding the operation of the user, which is obtained by the demodulation part, and an image display part which displays the image formed by the image forming part on a screen. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、学校の教室や企業の会議室等で用いられる電子黒板システムに関する。   The present invention relates to an electronic blackboard system used in a classroom of a school, a meeting room of a company, or the like.

近年、50インチ以上の大型ディスプレイ装置を利用した電子黒板システムが商品開発されている。特許文献1には、プラズマディスプレイ装置と、プラズマディスプレイ装置のスクリーンに配設されたタッチパネルと、プラズマディスプレイ装置に画像を表示させるパーソナルコンピュータとを備えた電子黒板システムが開示されている。この電子黒板システムにおいて、タッチパネルは、スクリーン上でのユーザの操作(例えば、タッチパネルに触れたまま指を移動させるなどの描画動作や、描画する線の色や幅を選択するためにアイコンに触れる選択動作など)を検出し、検出されたユーザの操作に関する情報をパーソナルコンピュータに送信する。パーソナルコンピュータは、受信したユーザの操作に関する情報に基づいて画像を生成し、生成された画像をプラズマディスプレイ装置に表示させる。これにより、ユーザの操作がプラズマディスプレイ装置のスクリーンにリアルタイムに反映される。   In recent years, electronic blackboard systems using large display devices of 50 inches or more have been developed. Patent Document 1 discloses an electronic blackboard system including a plasma display device, a touch panel disposed on a screen of the plasma display device, and a personal computer that displays an image on the plasma display device. In this electronic blackboard system, the touch panel is a user operation on the screen (for example, a drawing operation such as moving a finger while touching the touch panel, or a selection that touches an icon to select a color or width of a line to be drawn. Motion), and information related to the detected user operation is transmitted to the personal computer. The personal computer generates an image based on the received user operation information and displays the generated image on the plasma display device. Thereby, the user's operation is reflected on the screen of the plasma display device in real time.

特開2000−43484号公報JP 2000-43484 A

ところで、タッチパネルには、使用を重ねるにつれてキズや油脂の付着によりスクリーンの品質が劣化するという問題がある。そこで、ユーザ操作を検出する手段として、タッチパネルに代えて電子ペンを採用することが考えられる。電子ペンには、ユーザの描画動作や選択動作を検出し、検出されたユーザ操作に関する情報をパーソナルコンピュータに送信する機能が備えられている。ここで、情報の送信手段として無線通信を採用した場合、学校の教室や企業の会議室で利用すると隣の部屋との間で混信が生じたり盗聴されたりするおそれがある。また、有線通信を採用した場合には、混信や盗聴は防止できるが、電子ペンの操作性が悪くなる。   By the way, the touch panel has a problem that the quality of the screen deteriorates due to the adhesion of scratches and oils as it is used repeatedly. Therefore, it is conceivable to employ an electronic pen instead of the touch panel as means for detecting a user operation. The electronic pen has a function of detecting a drawing operation or a selection operation of a user and transmitting information related to the detected user operation to a personal computer. Here, when wireless communication is adopted as the information transmission means, there is a risk of interference between the adjacent rooms or eavesdropping when used in school classrooms or corporate meeting rooms. When wired communication is adopted, interference and wiretapping can be prevented, but the operability of the electronic pen is deteriorated.

そこで、本発明は、電子ペンの操作性を落とさずに、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる電子黒板システムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic blackboard system that can prevent interference and wiretapping between adjacent rooms without degrading the operability of the electronic pen.

本発明に係る電子黒板システムは、電子ペンと、スクリーンと、表示装置とを備えた電子黒板システムであって、前記電子ペンは、可視光を発光する発光部と、ユーザの操作を検出する操作検出部と、前記操作検出部により検出されたユーザの操作に関する情報を、可視光通信の変調方式に基づいて変調することにより変調信号を得る変調部と、前記変調部により得られた変調信号に基づいて前記発光部の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、前記表示装置は、可視光を検出する光検出部と、前記光検出部により検出された可視光を、前記変調方式に対応する復調方式に基づいて復調することにより前記ユーザの操作に関する情報を得る復調部と、前記復調部により得られた前記ユーザの操作に関する情報に基づく画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された画像を前記スクリーンに表示させる画像表示部と、を備える。   An electronic blackboard system according to the present invention is an electronic blackboard system including an electronic pen, a screen, and a display device, and the electronic pen includes a light emitting unit that emits visible light, and an operation that detects a user operation. A detection unit, a modulation unit that obtains a modulation signal by modulating information on a user operation detected by the operation detection unit based on a modulation method of visible light communication, and a modulation signal obtained by the modulation unit. And a lighting control unit that controls lighting of the light emitting unit based on the light detection unit that detects visible light, and the visible light detected by the light detection unit corresponds to the modulation method. A demodulator that obtains information related to the user's operation by demodulating based on a demodulation method to perform, and an image generator that generates an image based on the information related to the user's operation obtained by the demodulator If, and an image display unit for displaying the generated image on the screen by the image generating unit.

上記構成によれば、情報の送信手段として、可視光通信が採用されている。可視光通信では電子ペンと表示装置とを配線で接続する必要がないので、電子ペンの操作性を落とすことがない。また、可視光通信では、通信可能な範囲が可視光の届く範囲のみに制限されるので、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる。
また、前記表示装置は、プロジェクタ装置と、前記プロジェクタ装置と通信可能に接続された画像処理装置とから構成され、前記光検出部、前記復調部および前記画像表示部は、前記プロジェクタ装置に含まれ、前記画像生成部は、前記画像処理装置に含まれていることとしてもよい。
According to the said structure, visible light communication is employ | adopted as a transmission means of information. In visible light communication, it is not necessary to connect the electronic pen and the display device with wiring, so that the operability of the electronic pen is not degraded. Further, in visible light communication, the communicable range is limited to the range where visible light can reach, so that interference and wiretapping between adjacent rooms can be prevented.
The display device includes a projector device and an image processing device that is communicably connected to the projector device, and the light detection unit, the demodulation unit, and the image display unit are included in the projector device. The image generation unit may be included in the image processing apparatus.

上記構成によれば、光検出部がプロジェクタ装置に含まれているので、可視光通信は電子ペンとプロジェクタ装置との間で行われる。通常、プロジェクタ装置とスクリーンとの間には、可視光を遮蔽する物は配置されない。すなわち、電子ペンの使用中において、電子ペンとプロジェクタ装置との間にも可視光を遮蔽する物はない。したがって、可視光通信において通信エラーの発生を抑制することができる。   According to the above configuration, since the light detection unit is included in the projector device, visible light communication is performed between the electronic pen and the projector device. Usually, an object that blocks visible light is not disposed between the projector device and the screen. That is, during use of the electronic pen, there is nothing that blocks visible light between the electronic pen and the projector device. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of communication errors in visible light communication.

また、前記操作検出部は、描画ボタンと、前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部とを備えることとしてもよい。
画像処理装置がユーザ操作に基づく画像を生成するには、電子ペンにおいて描画ボタンが押下されたことと、そのときのペン先の位置とを知る必要がある。このとき、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとがずれると、正確な描画ができない。上記構成によれば、描画ボタンと位置検出部の両方が電子ペンに含まれている。したがって、それらが別々に存在する場合に比べて、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとのずれを小さくすることができ、より正確に描画することができる。
The operation detection unit includes a drawing button, a position detection unit that detects a position of the pen tip on the screen, and a pen tip position detected by the position detection unit when the drawing button is pressed. It is good also as providing the information output part which outputs the information which shows as information regarding a user's operation.
In order for the image processing apparatus to generate an image based on a user operation, it is necessary to know that the drawing button has been pressed on the electronic pen and the position of the pen tip at that time. At this time, if the detection timing of pressing the drawing button deviates from the detection timing of the pen tip position, accurate drawing cannot be performed. According to the above configuration, both the drawing button and the position detection unit are included in the electronic pen. Therefore, compared with the case where they exist separately, the shift between the detection timing of pressing the drawing button and the detection timing of the pen tip position can be reduced, and drawing can be performed more accurately.

また、前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する2辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、前記位置検出部は、直交する2方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、前記直交する2方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、前記直交する2方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部を備えることとしてもよい。   Further, the screen is rectangular, a reflection member that reflects a signal is provided on each of two orthogonal sides of the screen, and the position detection unit includes a signal emission unit that emits a signal in two orthogonal directions, A signal detector that detects signals reflected from the two orthogonal directions, and a signal is detected by the signal detector after the signals are emitted by the signal emitting unit for each of the two orthogonal directions. It is good also as providing the conversion part which converts the measurement part which measures time until, and the time measured by the said measurement part into the information which shows the position of the pen point on the said screen.

上記構成によれば、比較的簡易な構成でスクリーン上におけるペン先の位置を検出することができる。
また、前記描画ボタンは、前記電子ペンのペン先に、その押下方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、前記電子ペンには、前記描画ボタンの押下方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていることとしてもよい。
According to the above configuration, the position of the pen tip on the screen can be detected with a relatively simple configuration.
The drawing button is provided at a pen tip of the electronic pen so that a pressing direction thereof is orthogonal or inclined to a longitudinal direction of the electronic pen, and the electronic pen is parallel to the pressing direction of the drawing button. A swaying member that can be swayed about the direction and whose center of gravity is offset from the shaft may be provided, and the signal emitting unit and the signal detecting unit may be fixed to the swaying member.

上記構成によれば、描画ボタンがペン先に設けられているので、電子ペンのペン先をスクリーンに押し当てたときに描画ボタンが押されるようになっている。したがって、自然な動作でスクリーンに描画することができる。また、正確にペン先の位置を検出するには、電子ペンの使用中において信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持する必要がある。上記構成によれば、遥動部材の姿勢は、遥動部材の軸と重心とを結ぶ線が鉛直になるように維持される。そのような遥動部材に信号出射部および信号検出部が設けられているので、信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持することができる。   According to the above configuration, since the drawing button is provided at the pen tip, the drawing button is pressed when the pen tip of the electronic pen is pressed against the screen. Therefore, it is possible to draw on the screen with a natural operation. In addition, in order to accurately detect the position of the pen tip, it is necessary to maintain the direction in which the signal is emitted by the signal emitting unit in a certain direction during use of the electronic pen. According to the above configuration, the posture of the swing member is maintained so that the line connecting the shaft and the center of gravity of the swing member is vertical. Since such a swing member is provided with the signal emitting unit and the signal detecting unit, the direction in which the signal is emitted by the signal emitting unit can be maintained in a certain direction.

また、前記プロジェクタ装置と前記画像処理装置とが電力線搬送通信で通信可能であることとしてもよい。
上記構成によれば、プロジェクタ装置と画像処理装置との間に電力線以外の配線を設けずに、ユーザ操作に関する情報を受け渡しすることができる。
また、前記スクリーンと前記表示装置とが一体となって液晶ディスプレイ装置を構成しており、前記操作検出部は、描画ボタンと、前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部とを備えることとしてもよい。
The projector device and the image processing device may be communicable by power line carrier communication.
According to the above configuration, it is possible to pass information related to user operations without providing wiring other than the power line between the projector apparatus and the image processing apparatus.
In addition, the screen and the display device are integrated to form a liquid crystal display device, and the operation detection unit includes a drawing button, a position detection unit that detects the position of the pen tip on the screen, An information output unit that outputs information indicating the position of the pen tip detected by the position detection unit as information related to a user's operation when the drawing button is pressed may be provided.

画像処理装置がユーザ操作に基づく画像を生成するには、電子ペンにおいて描画ボタンが押下されたことと、そのときのペン先の位置とを知る必要がある。このとき、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとがずれると、正確な描画ができない。上記構成によれば、描画ボタンと位置検出部の両方が電子ペンに含まれている。したがって、それらが別々に存在する場合に比べて、描画ボタンの押下の検出タイミングとペン先の位置の検出タイミングとのずれを小さくすることができ、より正確に描画することができる。   In order for the image processing apparatus to generate an image based on a user operation, it is necessary to know that the drawing button has been pressed on the electronic pen and the position of the pen tip at that time. At this time, if the detection timing of pressing the drawing button deviates from the detection timing of the pen tip position, accurate drawing cannot be performed. According to the above configuration, both the drawing button and the position detection unit are included in the electronic pen. Therefore, compared with the case where they exist separately, the shift between the detection timing of pressing the drawing button and the detection timing of the pen tip position can be reduced, and drawing can be performed more accurately.

また、前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する2辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、前記位置検出部は、直交する2方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、前記直交する2方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、前記直交する2方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部とを含むこととしてもよい。   Further, the screen is rectangular, a reflection member that reflects a signal is provided on each of two orthogonal sides of the screen, and the position detection unit includes a signal emission unit that emits a signal in two orthogonal directions, A signal detector that detects signals reflected from the two orthogonal directions, and a signal is detected by the signal detector after the signals are emitted by the signal emitting unit for each of the two orthogonal directions. It is good also as including the measurement part which measures time until, and the conversion part which converts the time measured by the said measurement part into the information which shows the position of the pen point on the said screen.

上記構成によれば、比較的簡易な構成でスクリーン上におけるペン先の位置を検出することができる。
また、前記発光部は、前記電子ペンのペン先に、その光出射方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、前記電子ペンには、前記発光部の光出射方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていることとしてもよい。
According to the above configuration, the position of the pen tip on the screen can be detected with a relatively simple configuration.
The light emitting unit is provided at a pen tip of the electronic pen so that a light emitting direction thereof is orthogonal or inclined with respect to a longitudinal direction of the electronic pen, and the electronic pen has a light emitting direction of the light emitting unit. A swaying member that can swing about a parallel direction as an axis, a center of gravity deviating from the axis is provided, and the signal emitting unit and the signal detecting unit may be fixed to the swaying member. .

上記構成によれば、描画ボタンがペン先に設けられているので、電子ペンのペン先をスクリーンに押し当てたときに描画ボタンが押されるようになっている。したがって、自然な動作でスクリーンに描画することができる。また、正確にペン先の位置を検出するには、電子ペンの使用中において信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持する必要がある。上記構成によれば、遥動部材の姿勢は、遥動部材の軸と重心とを結ぶ線が鉛直になるように維持される。そのような遥動部材に信号出射部および信号検出部が設けられているので、信号出射部により信号が出射される方向を一定方向に維持することができる。   According to the above configuration, since the drawing button is provided at the pen tip, the drawing button is pressed when the pen tip of the electronic pen is pressed against the screen. Therefore, it is possible to draw on the screen with a natural operation. In addition, in order to accurately detect the position of the pen tip, it is necessary to maintain the direction in which the signal is emitted by the signal emitting unit in a certain direction during use of the electronic pen. According to the above configuration, the posture of the swing member is maintained so that the line connecting the shaft and the center of gravity of the swing member is vertical. Since such a swing member is provided with the signal emitting unit and the signal detecting unit, the direction in which the signal is emitted by the signal emitting unit can be maintained in a certain direction.

本発明の第1実施形態に係る電子黒板システムの全体構成を示す図The figure which shows the whole structure of the electronic blackboard system which concerns on 1st Embodiment of this invention. スクリーン上における電子ペンの位置の検出原理を説明するための図The figure for explaining the detection principle of the position of the electronic pen on the screen 電子ペンの構造を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(b)の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図It is a figure which shows the structure of an electronic pen, (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a rear view, (d) is a partially enlarged front view cut out by a dashed line. Figure 電子ペンの機能ブロック図Functional block diagram of electronic pen 表示装置の機能ブロック図Functional block diagram of display device 電子ペンの動作を示すフローチャートFlow chart showing operation of electronic pen 電子ペンの動作を示すフローチャートFlow chart showing operation of electronic pen ペン情報のフォーマットを例示する図The figure which illustrates the format of pen information 本発明の第2実施形態に係る液晶ディスプレイの構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は断面図It is a figure which shows the structure of the liquid crystal display which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (a) is a front view, (b) is sectional drawing. 電子ペンの構造を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(b)の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図It is a figure which shows the structure of an electronic pen, (a) is a front view, (b) is a side view, (c) is a rear view, (d) is a partially enlarged front view cut out by a dashed line. Figure 本発明の第2実施形態に係る電子黒板システムにおいて、電子ペンの使用状態を示す図The figure which shows the use condition of an electronic pen in the electronic blackboard system which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 液晶ディスプレイ装置のブロック図Block diagram of liquid crystal display device 位置検出部がスクリーンの周辺に配置される変形例を示す図The figure which shows the modification by which a position detection part is arrange | positioned around the screen

本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
[第1実施形態]
<全体構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子黒板システムの全体構成を示す図である。
電子黒板システム1は、電子ペン2、表示装置3、スクリーン4を備える。表示装置3は、プロジェクタ装置5および画像処理装置6を備える。プロジェクタ装置5は、電力線7にPLC(Power Line Communications)アダプタ8を介して接続されている。画像処理装置6は、電力線7にPLCアダプタ9を介して接続されている。これにより、プロジェクタ装置5から画像処理装置6までユーザ操作に関する情報を送信することができる。また、プロジェクタ装置5と画像処理装置6とは映像信号線10を介して接続されている。これにより、画像処理装置6からプロジェクタ装置5まで画像信号を伝送することができる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
<Overall configuration>
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the electronic blackboard system according to the first embodiment of the present invention.
The electronic blackboard system 1 includes an electronic pen 2, a display device 3, and a screen 4. The display device 3 includes a projector device 5 and an image processing device 6. The projector device 5 is connected to a power line 7 via a PLC (Power Line Communications) adapter 8. The image processing device 6 is connected to the power line 7 via the PLC adapter 9. As a result, information related to the user operation can be transmitted from the projector device 5 to the image processing device 6. The projector device 5 and the image processing device 6 are connected via a video signal line 10. Thereby, an image signal can be transmitted from the image processing device 6 to the projector device 5.

電子ペン2は、スクリーン4上でのユーザ操作(例えば、ペン先をスクリーンに押し当てたまま移動させるなどの描画動作や、描画する線の色や幅を選択するボタンを押下する選択動作など)を検出し、検出されたユーザの操作に関する情報をプロジェクタ装置5に送信する機能を有する。電子ペン2とプロジェクタ装置5との間の通信手段として可視光通信が採用されている。   The electronic pen 2 is operated by the user on the screen 4 (for example, a drawing operation such as moving the pen tip while being pressed against the screen, or a selection operation of pressing a button for selecting the color or width of the line to be drawn). And a function of transmitting information relating to the detected user operation to the projector device 5. Visible light communication is adopted as a communication means between the electronic pen 2 and the projector device 5.

スクリーン4は、プロジェクタ装置5から投射された画像を映し出すためのシート、板、壁などである。
プロジェクタ装置5は、電子ペン2から受けたユーザ操作に関する情報を画像処理装置6に送信する機能と、画像処理装置6から受けた画像信号に基づいてスクリーン4に画像を投射する機能とを有する。プロジェクタ装置5から画像処理装置6までの通信手段として電力線搬送通信が採用されている。
The screen 4 is a sheet, a plate, a wall or the like for projecting the image projected from the projector device 5.
The projector device 5 has a function of transmitting information related to a user operation received from the electronic pen 2 to the image processing device 6 and a function of projecting an image on the screen 4 based on an image signal received from the image processing device 6. Power line carrier communication is employed as a communication means from the projector device 5 to the image processing device 6.

画像処理装置6は、ユーザ操作に関する情報に基づいて画像信号を生成し、この画像信号をプロジェクタ装置5に送信する機能を有する。画像処理装置6として、パーソナルコンピュータを利用することができる。
図2は、スクリーン上における電子ペンの位置の検出原理を説明するための図である。
スクリーン4は矩形であり、その直交する2辺にそれぞれ信号を反射する反射部材11,12が設けられている。反射部材11は、長尺形状であり、その長手方向がスクリーン4のx軸方向に平行に配置されている。反射部材12は、長尺形状であり、その長手方向がスクリーン4のy軸方向に平行に配置されている。なお、「信号」としては、音波または電磁波の信号が挙げられる。本実施形態では、電磁波の一種である光、特に、直進性の優れたレーザ光の信号を採用している。
The image processing device 6 has a function of generating an image signal based on information related to a user operation and transmitting the image signal to the projector device 5. As the image processing apparatus 6, a personal computer can be used.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of detecting the position of the electronic pen on the screen.
The screen 4 is rectangular, and reflection members 11 and 12 that reflect signals are provided on two orthogonal sides. The reflecting member 11 has a long shape, and its longitudinal direction is arranged in parallel to the x-axis direction of the screen 4. The reflecting member 12 has a long shape, and its longitudinal direction is arranged in parallel to the y-axis direction of the screen 4. The “signal” includes a sound wave or electromagnetic wave signal. In the present embodiment, a signal of light that is a kind of electromagnetic wave, in particular, a laser beam with excellent straightness is employed.

電子ペン2は、直交する2方向(x軸方向およびy軸方向)にそれぞれ信号を出射し、その2方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出し、各方向での信号の出射から検出までの時間を計測し、それらの時間に基づいてペン先の位置を検出する。この検出方法を利用するには、電子ペン2の姿勢が変動したとしても、信号の出射方向が変動しない構成が必要である(図中A,B参照)。以下に、電子ペン2の構成について説明する。
<電子ペンの構成>
図3は、電子ペンの構造を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(b)の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図である。
The electronic pen 2 emits signals in two orthogonal directions (x-axis direction and y-axis direction), detects signals reflected from the two directions, and outputs signals from each direction to detection. The time is measured, and the position of the pen tip is detected based on the time. In order to use this detection method, a configuration is required in which the signal emission direction does not change even if the posture of the electronic pen 2 changes (see A and B in the figure). Below, the structure of the electronic pen 2 is demonstrated.
<Configuration of electronic pen>
3A and 3B are diagrams showing the structure of the electronic pen, wherein FIG. 3A is a front view, FIG. 3B is a side view, FIG. 3C is a rear view, and FIG. FIG.

図3(a),(b)に示すように、ボディ21の正面には、円錐状の透明カバー22が配され、透明カバー22の頂部に描画ボタン23が配されている。描画ボタン23は、ボディ21の長手方向に直交する方向(円錐の軸方向)に押下可能に構成されている。この描画ボタン23が電子ペンのペン先に相当する。描画ボタン23がペン先に設けられているので、電子ペン2のペン先をスクリーンに押し当てたときに描画ボタン23が押されるようになる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, a conical transparent cover 22 is disposed on the front surface of the body 21, and a drawing button 23 is disposed on the top of the transparent cover 22. The drawing button 23 is configured to be pressed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the body 21 (conical axial direction). This drawing button 23 corresponds to the pen tip of the electronic pen. Since the drawing button 23 is provided at the pen tip, the drawing button 23 is pressed when the pen tip of the electronic pen 2 is pressed against the screen.

図3(c)に示すように、ボディ21の背面には、可視光を発光する発光部24、ペンの色を選択するためのペン色ボタン25、ペン幅を選択するためのペン幅ボタン26および描画された線を消すためのクリアボタン27が配されている。発光部24は、ペン先の背面に相当する位置に配置されている。また、発光部24は、描画の際に発光しているので、スクリーン上における電子ペン2の位置を分りやすくすることができる。発光部24の光源としては、例えば、LED(Light Emitting Diode)を採用することができ、発光色としては、例えば、赤、緑、青、黄、白などを採用することができる。また、この例では、ペン色ボタン25として、赤(R)、青(B)、黄(Y)の3種類が用意され、ペン幅ボタン26として、細(1)、中(2)、太(3)の3種類が用意されている。   As shown in FIG. 3C, on the back of the body 21, a light emitting unit 24 that emits visible light, a pen color button 25 for selecting a pen color, and a pen width button 26 for selecting a pen width. Also, a clear button 27 for erasing the drawn line is arranged. The light emitting unit 24 is disposed at a position corresponding to the back surface of the pen tip. Moreover, since the light emission part 24 is light-emitting at the time of drawing, it can make it easy to understand the position of the electronic pen 2 on a screen. As the light source of the light emitting unit 24, for example, an LED (Light Emitting Diode) can be adopted, and as the emission color, for example, red, green, blue, yellow, white, or the like can be adopted. In this example, three types of red (R), blue (B), and yellow (Y) are prepared as the pen color buttons 25, and thin (1), medium (2), and thick are provided as the pen width buttons 26. Three types (3) are prepared.

図3(d)に示すように、透明カバー22内部には、ボディ21の長手方向に直交する軸28を遥動軸とする遥動部材29が配されている。遥動部材29の重心が遥動軸からずれているので、電子ペン2の姿勢が変動したとしても遥動部材29の重心と遥動軸とを結ぶ線が鉛直になるように遥動部材29の姿勢が維持される。遥動部材29には、レーザ30、レーザ検出部31、レーザ32、レーザ検出部33が配されている。レーザ30は、遥動部材29の重心と遥動軸とを結ぶ線に直交する方向(x軸方向)にレーザ光を出射するように配されている。レーザ検出部31は、x軸方向から反射されてきたレーザ光を検出するように配されている。レーザ32は、遥動部材29の重心と遥動軸とを結ぶ線に平行な方向(y軸方向)にレーザ光を出射するように配されている。レーザ検出部33は、y軸方向から反射されてきたレーザ光を検出するように配されている。このような構成により、電子ペン2の姿勢が変動したとしても、レーザ30,32のレーザ光の出射方向は変動しない。   As shown in FIG. 3 (d), a swaying member 29 having a shaft 28 perpendicular to the longitudinal direction of the body 21 as a swaying shaft is disposed inside the transparent cover 22. Since the center of gravity of the swing member 29 is deviated from the swing axis, even if the posture of the electronic pen 2 fluctuates, the swing member 29 so that the line connecting the center of gravity of the swing member 29 and the swing axis is vertical. Is maintained. A laser 30, a laser detection unit 31, a laser 32, and a laser detection unit 33 are arranged on the swing member 29. The laser 30 is arranged to emit laser light in a direction (x-axis direction) orthogonal to a line connecting the center of gravity of the swing member 29 and the swing axis. The laser detector 31 is arranged so as to detect laser light reflected from the x-axis direction. The laser 32 is arranged to emit laser light in a direction (y-axis direction) parallel to a line connecting the center of gravity of the swing member 29 and the swing axis. The laser detector 33 is arranged so as to detect the laser beam reflected from the y-axis direction. With such a configuration, even if the posture of the electronic pen 2 changes, the emission direction of the laser light of the lasers 30 and 32 does not change.

図4は、電子ペンの機能ブロック図である。
電子ペン2は、ユーザ操作検出部110、可視光通信変調部120、発光制御部130および発光部24を備える。ユーザ操作検出部110は、xレーザ30、xレーザ検出部31、yレーザ32、yレーザ検出部33、描画ボタン23、ペン色ボタン25、ペン幅ボタン26、クリアボタン27、x位置検出部111、y位置検出部112、ボタン押下検出部113およびペン情報生成部114を備える。xレーザ30およびyレーザ32が、直交する2方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部に相当する。xレーザ検出部31およびyレーザ検出部33が、直交する2方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部に相当する。また、xレーザ30、xレーザ検出部31、yレーザ32、yレーザ検出部33、x位置検出部111およびy位置検出部112が、スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部に相当する。
FIG. 4 is a functional block diagram of the electronic pen.
The electronic pen 2 includes a user operation detection unit 110, a visible light communication modulation unit 120, a light emission control unit 130, and a light emission unit 24. The user operation detection unit 110 includes an x laser 30, an x laser detection unit 31, a y laser 32, a y laser detection unit 33, a drawing button 23, a pen color button 25, a pen width button 26, a clear button 27, and an x position detection unit 111. , A y position detection unit 112, a button press detection unit 113, and a pen information generation unit 114. The x laser 30 and the y laser 32 correspond to a signal emitting unit that emits signals in two orthogonal directions. The x laser detection unit 31 and the y laser detection unit 33 correspond to a signal detection unit that detects signals reflected from two orthogonal directions. Further, the x laser 30, the x laser detection unit 31, the y laser 32, the y laser detection unit 33, the x position detection unit 111, and the y position detection unit 112 correspond to a position detection unit that detects the position of the pen tip on the screen. To do.

x位置検出部111は、xレーザ30がレーザ光を出射してからxレーザ検出部31がレーザ光を検出するまでの時間を計測する機能と、計測された時間をスクリーン上におけるペン先のx軸方向の位置に変換する機能とを有する。時間の測定は、例えば、xレーザ30から出射されたレーザ光とxレーザ検出部31により検出されたレーザ光との干渉効果を利用することにより実施できる。位置の変換は、予め時間と位置との関係をメモリに保存しておき、得られた時間に対応する位置をメモリに保存された関係を用いて特定することにより実施できる。   The x position detection unit 111 has a function of measuring the time from when the x laser 30 emits the laser light until the x laser detection unit 31 detects the laser light, and the measured time is the x of the pen tip on the screen. And a function of converting to a position in the axial direction. The time measurement can be performed, for example, by using an interference effect between the laser light emitted from the x laser 30 and the laser light detected by the x laser detection unit 31. The conversion of the position can be performed by preliminarily storing the relationship between time and position in a memory and specifying the position corresponding to the obtained time using the relationship stored in the memory.

y位置検出部112は、yレーザ32がレーザ光を出射してからyレーザ検出部33がレーザ光を検出するまでの時間を計測する機能と、計測された時間をスクリーン上におけるペン先のy軸方向の位置に変換する機能とを有する。x位置検出部111の時間計測機能およびy位置検出部112の時間計測機能が、直交する2方向のそれぞれについて、レーザからレーザ光が出射されてからレーザ検出部によりレーザ光が検出されるまでの時間を計測する計測部に相当する。また、x位置検出部111の位置変換機能およびy位置検出部112の位置変換機能が、計測された時間をスクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部に相当する。   The y position detection unit 112 has a function of measuring the time from when the y laser 32 emits the laser light until the y laser detection unit 33 detects the laser light, and the measured time is the y of the pen tip on the screen. And a function of converting to a position in the axial direction. The time measurement function of the x-position detection unit 111 and the time measurement function of the y-position detection unit 112 are from the time when the laser beam is emitted from the laser to the time when the laser beam is detected by the laser detection unit in each of two orthogonal directions It corresponds to a measuring unit that measures time. In addition, the position conversion function of the x position detection unit 111 and the position conversion function of the y position detection unit 112 correspond to a conversion unit that converts the measured time into information indicating the position of the pen tip on the screen.

ボタン押下検出部113は、各種ボタンの押下を検出する。
ペン情報生成部114は、x位置検出部111、y位置検出部112およびボタン押下検出部113から得られたユーザ操作に関する情報から特定のフォーマットのペン情報を生成する。ペン情報のフォーマットを図8に例示する。ペン情報は、フィールド41〜45からなり、フィールド41にx座標、フィールド42にy座標、フィールド43にペン色、フィールド44にペン幅、フィールド45にクリアの有無が記述される。
The button press detection unit 113 detects pressing of various buttons.
The pen information generation unit 114 generates pen information in a specific format from information related to user operations obtained from the x position detection unit 111, the y position detection unit 112, and the button press detection unit 113. The format of the pen information is illustrated in FIG. The pen information is composed of fields 41 to 45, in which the x coordinate is written in the field 41, the y coordinate in the field 42, the pen color in the field 43, the pen width in the field 44, and the presence / absence of clearing in the field 45.

可視光通信変調部120は、可視光通信の変調方式に基づいてペン情報を変調することにより、変調信号を得る。
発光制御部130は、変調信号に基づいて発光部24の点灯を制御する。
<表示装置の構成>
次に、表示装置3の構成について説明する。図5は、表示装置の機能ブロック図である。
The visible light communication modulation unit 120 obtains a modulated signal by modulating pen information based on a modulation method of visible light communication.
The light emission control unit 130 controls the lighting of the light emitting unit 24 based on the modulation signal.
<Configuration of display device>
Next, the configuration of the display device 3 will be described. FIG. 5 is a functional block diagram of the display device.

表示装置3は、プロジェクタ装置5および画像処理装置6を備える。プロジェクタ装置5は、光検出部151、可視光通信復調部152、PLC通信変調部153、ランプ154、液晶部155、レンズ156、画像信号入力部157および液晶制御部158を備える。画像処理装置6は、PLC通信復調部161、ペン画像生成部162、下地画像記憶部163、画像合成部164および画像信号出力部165を備える。   The display device 3 includes a projector device 5 and an image processing device 6. The projector device 5 includes a light detection unit 151, a visible light communication demodulation unit 152, a PLC communication modulation unit 153, a lamp 154, a liquid crystal unit 155, a lens 156, an image signal input unit 157, and a liquid crystal control unit 158. The image processing apparatus 6 includes a PLC communication demodulation unit 161, a pen image generation unit 162, a background image storage unit 163, an image composition unit 164, and an image signal output unit 165.

光検出部151は、発光部24から出射された可視光を検出する。光検出部151としては、例えば、フォトダイオードを採用することができる。
可視光通信復調部152は、光検出部151により検出された可視光を、可視光通信の復調方式に基づいて復調することにより、ペン情報(ユーザ操作に関する情報)を得る。
PLC通信変調部153は、電力線搬送通信の変調方式に基づいてペン情報を変調することにより変調信号を得る。
The light detection unit 151 detects visible light emitted from the light emitting unit 24. As the light detection unit 151, for example, a photodiode can be employed.
The visible light communication demodulation unit 152 obtains pen information (information related to user operation) by demodulating the visible light detected by the light detection unit 151 based on the demodulation method of visible light communication.
The PLC communication modulation unit 153 obtains a modulation signal by modulating pen information based on the modulation method of power line carrier communication.

PLC通信復調部161は、電力線搬送通信の復調方式に基づいて変調信号を復調することによりペン情報(ユーザ操作に関する情報)を得る。
ペン画像生成部162は、ペン情報の各フィールドを解析することにより、ユーザ操作に基づくペン画像を生成する。
下地画像記憶部163は、下地画像を記憶している。
The PLC communication demodulation unit 161 obtains pen information (information related to user operation) by demodulating the modulation signal based on the demodulation method of power line carrier communication.
The pen image generation unit 162 generates a pen image based on a user operation by analyzing each field of the pen information.
The background image storage unit 163 stores a background image.

画像合成部164は、下地画像記憶部163に記憶されている下地画像とペン画像生成部162により生成されたペン画像とを合成する。
画像信号出力部165は、画像合成部164により得られた合成画像の画像信号を出力する。
ランプ154は、レンズ156を通じて外部のスクリーン4を照射する。ランプ154からレンズ156までの光路には液晶部155が介在している。
The image composition unit 164 synthesizes the base image stored in the base image storage unit 163 and the pen image generated by the pen image generation unit 162.
The image signal output unit 165 outputs an image signal of the composite image obtained by the image composition unit 164.
The lamp 154 illuminates the external screen 4 through the lens 156. A liquid crystal unit 155 is interposed in the optical path from the lamp 154 to the lens 156.

画像信号入力部157は、合成画像の画像信号の入力を受ける。
液晶制御部158は、画像をスクリーンに表示させる画像表示部として機能し、画像信号入力部157により得られた合成画像の画像信号に基づいて液晶部155を制御することにより、合成画像をスクリーン4に表示させる。
<電子ペンの動作>
次に、電子ペンの動作について説明する。図6,7は、電子ペンの動作を示すフローチャートである。
The image signal input unit 157 receives an image signal of a composite image.
The liquid crystal control unit 158 functions as an image display unit that displays an image on the screen, and controls the liquid crystal unit 155 based on the image signal of the composite image obtained by the image signal input unit 157, thereby displaying the composite image on the screen 4. To display.
<Operation of electronic pen>
Next, the operation of the electronic pen will be described. 6 and 7 are flowcharts showing the operation of the electronic pen.

電子ペンは、電源投入時にメモリの初期化を行い(ステップS1)、ユーザ操作によりペン色ボタン、ペン幅ボタン、クリアボタンおよび描画ボタンの何れかが押下されるまで待機状態となる(ステップS2,S4,S6,S8:No)。
待機状態において、ペン色ボタン、ペン幅ボタンおよびクリアボタンの何れかが押下されると(ステップS2,S4,S6:Yes)、その都度、押下されたボタンを示す情報をメモリに保存する(ステップS3,S5,S7)。
The electronic pen initializes the memory when the power is turned on (step S1), and enters a standby state until any of the pen color button, pen width button, clear button, and drawing button is pressed by a user operation (step S2, S2). S4, S6, S8: No).
When any one of the pen color button, the pen width button, and the clear button is pressed in the standby state (steps S2, S4, S6: Yes), information indicating the pressed button is saved in the memory each time (step S2). S3, S5, S7).

待機状態において、描画ボタンが押下されると(ステップS8:Yes)、スクリーン上における電子ペンの位置を検出する(ステップS9)。位置の検出は、上述の通りであり、その結果、x座標およびy座標が得られる。
次に、電子ペンは、押下されたボタンを示す情報をメモリから読み出し(ステップS10)、それらとステップS9で得られた位置情報とを合わせてペン情報を生成し(ステップS11)、ペン情報を送信する(ステップS12)。ペン情報の送信は、上述の通り、可視光通信を用いて行う。
When the drawing button is pressed in the standby state (step S8: Yes), the position of the electronic pen on the screen is detected (step S9). The detection of the position is as described above, and as a result, the x coordinate and the y coordinate are obtained.
Next, the electronic pen reads information indicating the pressed button from the memory (step S10), and generates the pen information by combining them with the position information obtained in step S9 (step S11). Transmit (step S12). The pen information is transmitted using visible light communication as described above.

次に、電子ペンは、一定の期間だけ待機し(ステップS13)、描画ボタンの押下が維持されているか否かを判断する(ステップS14)。描画ボタンの押下が維持されていれば(ステップS14:Yes)、ステップS9からS13までの一例の動作を繰り返す。その結果、描画ボタンの押下が維持されている間は、一定の期間毎にペン情報が送信される。これにより、電子ペンを用いて線を描画することができる。一方、描画ボタンの押下が維持されていなければ(ステップS14:No)、ステップS2に戻る。   Next, the electronic pen waits for a certain period (step S13), and determines whether or not the drawing button is kept pressed (step S14). If the pressing of the drawing button is maintained (step S14: Yes), an exemplary operation from steps S9 to S13 is repeated. As a result, the pen information is transmitted at regular intervals while the drawing button is kept pressed. Thereby, a line can be drawn using an electronic pen. On the other hand, if pressing of the drawing button is not maintained (step S14: No), the process returns to step S2.

第1実施形態の構成によれば、可視光通信が採用されているので、電子ペン2と表示装置3とを配線で接続する必要がなく、電子ペン2の操作性を落とすことがない。しかも、可視光通信では、通信可能な範囲が可視光の届く範囲のみに制限されるので、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態では、液晶ディスプレイ装置を用いた電子黒板システムを説明する。
According to the structure of 1st Embodiment, since visible light communication is employ | adopted, it is not necessary to connect the electronic pen 2 and the display apparatus 3 with wiring, and the operativity of the electronic pen 2 is not degraded. Moreover, in visible light communication, the communicable range is limited only to the range where visible light can reach, so that interference and wiretapping between adjacent rooms can be prevented.
[Second Embodiment]
In the second embodiment, an electronic blackboard system using a liquid crystal display device will be described.

図9は、本発明の第2実施形態に係る液晶ディスプレイの構成を示す図であり、(a)は正面図、(b)は断面図である。
液晶ディスプレイ装置50は、筐体51、反射部材52,53、保護ガラス54、液晶パネル55、導光パネル56、回路基板57、発光素子58、光検出部59を備える。
本実施形態では、保護ガラス54が透過型のスクリーンとして機能する。保護ガラス54は矩形であり、その直交する2辺にそれぞれ信号を反射する反射部材52,53が設けられている。液晶ディスプレイ装置50の保護ガラス54以外の構成が、スクリーンに画像を表示する表示装置として機能する。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a liquid crystal display according to the second embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view.
The liquid crystal display device 50 includes a housing 51, reflecting members 52 and 53, protective glass 54, a liquid crystal panel 55, a light guide panel 56, a circuit board 57, a light emitting element 58, and a light detection unit 59.
In this embodiment, the protective glass 54 functions as a transmissive screen. The protective glass 54 is rectangular, and reflection members 52 and 53 that reflect signals are provided on two orthogonal sides. The configuration other than the protective glass 54 of the liquid crystal display device 50 functions as a display device that displays an image on a screen.

図10は、電子ペンの構造を示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は背面図、(d)は(b)の一点鎖線で切り欠いた正面の一部拡大図である。
電子ペン70は、ボディ71、透明カバー72、発光部兼描画ボタン73、ペン色ボタン75、ペン幅ボタン76、クリアボタン77、軸78、遥動部材79、レーザ80、レーザ検出部81、レーザ82およびレーザ検出部83を備える。この例では、ボディ71の背面に発光部がない代わりに、ボディ71の正面に発光部兼描画ボタン73を備える。これ以外の構成については第1実施形態と同様である。発光部兼描画ボタン73は、可視光を発光する発光部と描画ボタンとが一体となったものである。発光部および描画ボタンのそれぞれの機能については、第1実施形態で説明したものと同様である。
10A and 10B are diagrams showing the structure of the electronic pen, where FIG. 10A is a front view, FIG. 10B is a side view, FIG. 10C is a rear view, and FIG. FIG.
The electronic pen 70 includes a body 71, a transparent cover 72, a light emitting unit / drawing button 73, a pen color button 75, a pen width button 76, a clear button 77, a shaft 78, a swing member 79, a laser 80, a laser detection unit 81, and a laser. 82 and a laser detector 83. In this example, a light emitting unit / draw button 73 is provided on the front of the body 71 instead of the light emitting unit on the back of the body 71. Other configurations are the same as those in the first embodiment. The light emitting unit / drawing button 73 is a combination of a light emitting unit that emits visible light and a drawing button. The functions of the light emitting unit and the drawing button are the same as those described in the first embodiment.

図11は、本発明の第2実施形態に係る電子黒板システムにおいて、電子ペンの使用状態を示す図である。発光部兼描画ボタン73は、保護ガラス54に押し当てられたときに、ユーザ操作に関する情報を可視光通信で送信するために発光する。光検出部59は、液晶パネル55および導光パネル56を通過してきた可視光を検出する。
図12は、液晶ディスプレイ装置のブロック図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a usage state of the electronic pen in the electronic blackboard system according to the second embodiment of the present invention. When the light emitting unit / drawing button 73 is pressed against the protective glass 54, the light emitting unit / drawing button 73 emits light to transmit information related to the user operation through visible light communication. The light detection unit 59 detects visible light that has passed through the liquid crystal panel 55 and the light guide panel 56.
FIG. 12 is a block diagram of the liquid crystal display device.

液晶ディスプレイ装置50は、光検出部59、可視光通信復調部172、ペン画像生成部173、下地画像記憶部174、画像合成部175、バックライト176、液晶パネル55、液晶制御部178を備える。バックライト176および液晶パネル55以外の構成については第1実施形態で説明したものと同様である。
バックライト176は、導光パネル56、回路基板57および発光素子58を含み、液晶パネル55を背後から照明するものである。
The liquid crystal display device 50 includes a light detection unit 59, a visible light communication demodulation unit 172, a pen image generation unit 173, a background image storage unit 174, an image composition unit 175, a backlight 176, a liquid crystal panel 55, and a liquid crystal control unit 178. The configuration other than the backlight 176 and the liquid crystal panel 55 is the same as that described in the first embodiment.
The backlight 176 includes a light guide panel 56, a circuit board 57, and a light emitting element 58, and illuminates the liquid crystal panel 55 from behind.

第2実施形態の構成によれば、可視光通信が採用されているので、電子ペン70と表示装置を含む液晶ディスプレイ装置50とを配線で接続する必要がなく、電子ペン70の操作性を落とすことがない。しかも、可視光通信では、通信可能な範囲が可視光の届く範囲のみに制限されるので、隣接する部屋同士での混信や盗聴を防止することができる。
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
(1)実施形態では、スクリーン上における電子ペンの位置を検出する位置検出部が電子ペンに含まれていたが、本発明はこれに限られない。例えば、図13に示すように、位置検出部90がスクリーン4の周辺に配置されることとしてもよい。位置検出部90は、レーザ91、ポリゴンミラー92、レーザ検出部93および発光部94を備える。レーザ91は、ポリゴンミラー92に向けてレーザ光を出射するように配置されている。ポリゴンミラー92は、回転しており、レーザ光の反射角を時間的に変化させる。レーザ検出部93は、電子ペン2から反射されたレーザ光を検出する。レーザ検出部93が電子ペン2からの反射光を検出したときのポリゴンミラー92の角度と、レーザ91がレーザ光を出射してからレーザ検出部93で反射光が検出されるまでの時間とを計測することにより、スクリーン上における電子ペンの位置を検出することができる。発光部94は、電子ペンの位置を示す情報を可視光通信で送信する。
(2)第1実施形態では、電子ペンの発光部から出射された可視光を検出する光検出部がプロジェクタ装置に含まれているが、本発明は、これに限らない。例えば、画像処理装置に含まれることとしてもよい。ただし、プロジェクタ装置に含むほうが、通信エラーを抑制できる可能性を高めることができる。
(3)実施形態では、電子ペンの位置検出を、レーザ光の出射から検出までの時間の計測により行っているが、本発明は、これに限られない。例えば、スクリーン上に微細なドットをプリントしておき、そのドットの形状を検出することによりスクリーン上の位置を検出するような方法でも構わない。
(4)実施形態では、電子ペンの姿勢が変動したときでも一定方向にレーザ光を出射させる手段として遥動部材を採用しているが、本発明は、これに限らない。例えば、3次元加速度センサ等の姿勢センサと、姿勢センサにより検出された姿勢に基づいてレーザ光の出射方向を調整する調整手段とを含むような例でも構わない。
(5)実施形態では、描画ボタンをペン先に設け、スクリーンへの接触により描画ボタンが押下される構成としているが、本発明は、これに限らない。例えば、描画ボタンを電子ペンの背面に設け、ユーザが指で押下することとしてもよい。
(6)実施形態では、電子ペンの長手方向に直交する方向に描画ボタンが押下されることとしているが、本発明は、これに限らない。例えば、長手方向に傾斜する方向に描画ボタンが押下されることとしてもよい。
According to the configuration of the second embodiment, since visible light communication is adopted, it is not necessary to connect the electronic pen 70 and the liquid crystal display device 50 including the display device with wiring, and the operability of the electronic pen 70 is reduced. There is nothing. Moreover, in visible light communication, the communicable range is limited only to the range where visible light can reach, so that interference and wiretapping between adjacent rooms can be prevented.
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the following modifications can be given.
(1) In the embodiment, the position detection unit for detecting the position of the electronic pen on the screen is included in the electronic pen, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, the position detection unit 90 may be arranged around the screen 4. The position detection unit 90 includes a laser 91, a polygon mirror 92, a laser detection unit 93, and a light emitting unit 94. The laser 91 is disposed so as to emit laser light toward the polygon mirror 92. The polygon mirror 92 rotates and changes the reflection angle of the laser light with time. The laser detector 93 detects the laser light reflected from the electronic pen 2. The angle of the polygon mirror 92 when the laser detector 93 detects the reflected light from the electronic pen 2 and the time until the reflected light is detected by the laser detector 93 after the laser 91 emits the laser light. By measuring, the position of the electronic pen on the screen can be detected. The light emitting unit 94 transmits information indicating the position of the electronic pen by visible light communication.
(2) In the first embodiment, the projector device includes a light detection unit that detects visible light emitted from the light emitting unit of the electronic pen. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be included in the image processing apparatus. However, the possibility that communication errors can be suppressed can be increased by including the projector device.
(3) In the embodiment, the position of the electronic pen is detected by measuring the time from the emission of the laser light to the detection, but the present invention is not limited to this. For example, a method may be used in which fine dots are printed on the screen and the position on the screen is detected by detecting the shape of the dots.
(4) In the embodiment, the swing member is employed as means for emitting laser light in a certain direction even when the posture of the electronic pen changes, but the present invention is not limited to this. For example, an example including an attitude sensor such as a three-dimensional acceleration sensor and an adjusting unit that adjusts the emitting direction of the laser light based on the attitude detected by the attitude sensor may be used.
(5) In the embodiment, the drawing button is provided on the pen tip and the drawing button is pressed by touching the screen. However, the present invention is not limited to this. For example, a drawing button may be provided on the back of the electronic pen and the user may press it with a finger.
(6) In the embodiment, the drawing button is pressed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the electronic pen, but the present invention is not limited to this. For example, the drawing button may be pressed in a direction inclined in the longitudinal direction.

本発明は、例えば、学校の教室や企業の会議室等で用いられる電子黒板システムに利用可能である。   The present invention can be used, for example, in an electronic blackboard system used in a school classroom, a company conference room, or the like.

1 電子黒板システム
2 電子ペン
3 表示装置
4 スクリーン
5 プロジェクタ装置
6 画像処理装置
7 電力線
8 PLCアダプタ
9 PLCアダプタ
10 映像信号線
11,12 反射部材
21 ボディ
22 透明カバー
23 描画ボタン
24 発光部
25 ペン色ボタン
26 ペン幅ボタン
27 クリアボタン
28 軸
29 遥動部材
30,32 レーザ
31,33 レーザ検出部
41〜45 フィールド
50 液晶ディスプレイ装置
51 筐体
52,53 反射部材
54 保護ガラス
55 液晶パネル
56 導光パネル
57 回路基板
58 発光素子
59 光検出部
70 電子ペン
71 ボディ
72 透明カバー
73 発光部兼描画ボタン
75 ペン色ボタン
76 ペン幅ボタン
77 クリアボタン
78 軸
79 遥動部材
80,82 レーザ
81,83 レーザ検出部
90 位置検出部
91 レーザ
92 ポリゴンミラー
93 レーザ検出部
94 発光部
110 ユーザ操作検出部
111 位置検出部
112 位置検出部
113 ボタン押下検出部
114 ペン情報生成部
120 可視光通信変調部
130 発光制御部
151 光検出部
152 可視光通信復調部
153 PLC通信変調部
154 ランプ
155 液晶部
156 レンズ
157 画像信号入力部
158 液晶制御部
161 PLC通信復調部
162 ペン画像生成部
163 下地画像記憶部
164 画像合成部
165 画像信号出力部
172 可視光通信復調部
173 ペン画像生成部
174 下地画像記憶部
175 画像合成部
176 バックライト
178 液晶制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic blackboard system 2 Electronic pen 3 Display apparatus 4 Screen 5 Projector apparatus 6 Image processing apparatus 7 Power line 8 PLC adapter 9 PLC adapter 10 Video signal line 11,12 Reflective member 21 Body 22 Transparent cover 23 Drawing button 24 Light emission part 25 Pen color Button 26 Pen width button 27 Clear button 28 Axis 29 Shaking member 30, 32 Laser 31, 33 Laser detector 41-45 Field 50 Liquid crystal display device 51 Housing 52, 53 Reflective member 54 Protective glass 55 Liquid crystal panel 56 Light guide panel 57 Circuit Board 58 Light Emitting Element 59 Light Detection Unit 70 Electronic Pen 71 Body 72 Transparent Cover 73 Light Emitting / Drawing Button 75 Pen Color Button 76 Pen Width Button 77 Clear Button 78 Axis 79 Shaking Member 80, 82 Laser 81, 83 Laser Detection unit 90 Position detection unit 91 Laser 92 Polygon mirror 93 Laser detection unit 94 Light emission unit 110 User operation detection unit 111 Position detection unit 112 Position detection unit 113 Button press detection unit 114 Pen information generation unit 120 Visible light communication modulation unit 130 Light emission control Unit 151 light detection unit 152 visible light communication demodulation unit 153 PLC communication modulation unit 154 lamp 155 liquid crystal unit 156 lens 157 image signal input unit 158 liquid crystal control unit 161 PLC communication demodulation unit 162 pen image generation unit 163 base image storage unit 164 image composition 165 Image signal output unit 172 Visible light communication demodulation unit 173 Pen image generation unit 174 Base image storage unit 175 Image composition unit 176 Backlight 178 Liquid crystal control unit

Claims (9)

電子ペンと、スクリーンと、表示装置とを備えた電子黒板システムであって、
前記電子ペンは、
可視光を発光する発光部と、
ユーザの操作を検出する操作検出部と、
前記操作検出部により検出されたユーザの操作に関する情報を、可視光通信の変調方式に基づいて変調することにより変調信号を得る変調部と、
前記変調部により得られた変調信号に基づいて前記発光部の点灯を制御する点灯制御部と、を備え、
前記表示装置は、
可視光を検出する光検出部と、
前記光検出部により検出された可視光を、前記変調方式に対応する復調方式に基づいて復調することにより前記ユーザの操作に関する情報を得る復調部と、
前記復調部により得られた前記ユーザの操作に関する情報に基づく画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を前記スクリーンに表示させる画像表示部と、を備えること
を特徴とする電子黒板システム。
An electronic blackboard system comprising an electronic pen, a screen, and a display device,
The electronic pen is
A light emitting unit that emits visible light;
An operation detection unit for detecting a user operation;
A modulation unit that obtains a modulation signal by modulating information on a user operation detected by the operation detection unit based on a modulation method of visible light communication;
A lighting control unit that controls lighting of the light emitting unit based on a modulation signal obtained by the modulation unit,
The display device
A light detection unit for detecting visible light;
A demodulator that obtains information about the user's operation by demodulating the visible light detected by the light detector based on a demodulation scheme corresponding to the modulation scheme;
An image generation unit that generates an image based on information on the user's operation obtained by the demodulation unit;
An electronic blackboard system, comprising: an image display unit configured to display an image generated by the image generation unit on the screen.
前記表示装置は、プロジェクタ装置と、前記プロジェクタ装置と通信可能に接続された画像処理装置とから構成され、
前記光検出部、前記復調部および前記画像表示部は、前記プロジェクタ装置に含まれ、
前記画像生成部は、前記画像処理装置に含まれていること
を特徴とする請求項1に記載の電子黒板システム。
The display device includes a projector device and an image processing device connected to be able to communicate with the projector device,
The light detection unit, the demodulation unit, and the image display unit are included in the projector device,
The electronic blackboard system according to claim 1, wherein the image generation unit is included in the image processing apparatus.
前記操作検出部は、
描画ボタンと、
前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、
前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部と
を備えることを特徴とする請求項2に記載の電子黒板システム。
The operation detection unit is
A draw button and
A position detector for detecting the position of the pen tip on the screen;
The information output part which outputs the information which shows the position of the pen tip detected by the position detection part as information about a user's operation when the drawing button is pushed down. The electronic blackboard system described.
前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する2辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、
前記位置検出部は、
直交する2方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、
前記直交する2方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、
前記直交する2方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部と
を含むことを特徴とする請求項3に記載の電子黒板システム。
The screen is rectangular, and a reflecting member that reflects a signal is provided on each of two orthogonal sides of the screen,
The position detector is
A signal emitting unit that emits signals in two orthogonal directions;
A signal detection unit for detecting signals reflected from the two orthogonal directions;
For each of the two orthogonal directions, a measuring unit that measures a time from when a signal is emitted by the signal emitting unit until a signal is detected by the signal detecting unit,
The electronic blackboard system according to claim 3, further comprising: a conversion unit that converts time measured by the measurement unit into information indicating a pen tip position on the screen.
前記描画ボタンは、前記電子ペンのペン先に、その押下方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、
前記電子ペンには、前記描画ボタンの押下方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、
前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていること
を特徴とする請求項4に記載の電子黒板システム。
The drawing button is provided on the pen tip of the electronic pen so that the pressing direction thereof is perpendicular or inclined to the longitudinal direction of the electronic pen,
The electronic pen is provided with a swinging member that can swing about a direction parallel to the pressing direction of the drawing button as an axis, and whose center of gravity is deviated from the axis.
The electronic blackboard system according to claim 4, wherein the signal emitting unit and the signal detecting unit are fixed to the swing member.
前記プロジェクタ装置と前記画像処理装置とが電力線搬送通信で通信可能であること
を特徴とする請求項2に記載の電子黒板システム。
The electronic blackboard system according to claim 2, wherein the projector device and the image processing device can communicate with each other by power line carrier communication.
前記スクリーンと前記表示装置とが一体となって液晶ディスプレイ装置を構成しており、
前記操作検出部は、
描画ボタンと、
前記スクリーン上におけるペン先の位置を検出する位置検出部と、
前記描画ボタンが押下された場合に、前記位置検出部により検出されたペン先の位置を示す情報を、ユーザの操作に関する情報として出力する情報出力部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電子黒板システム。
The screen and the display device are integrated to form a liquid crystal display device,
The operation detection unit is
A draw button and
A position detector for detecting the position of the pen tip on the screen;
The information output part which outputs the information which shows the position of the pen tip detected by the position detection part as information about a user's operation when the drawing button is pushed down. The electronic blackboard system described.
前記スクリーンは、矩形であり、前記スクリーンの直交する2辺にそれぞれ信号を反射する反射部材が設けられ、
前記位置検出部は、
直交する2方向にそれぞれ信号を出射する信号出射部と、
前記直交する2方向からそれぞれ反射されてきた信号を検出する信号検出部と、
前記直交する2方向のそれぞれについて、前記信号出射部により信号が出射されてから前記信号検出部により信号が検出されるまでの時間を計測する計測部と、
前記計測部により計測された時間を、前記スクリーン上におけるペン先の位置を示す情報に変換する変換部と
を含むことを特徴とする請求項7に記載の電子黒板システム。
The screen is rectangular, and a reflecting member that reflects a signal is provided on each of two orthogonal sides of the screen,
The position detector is
A signal emitting unit that emits signals in two orthogonal directions;
A signal detection unit for detecting signals reflected from the two orthogonal directions;
For each of the two orthogonal directions, a measuring unit that measures a time from when a signal is emitted by the signal emitting unit until a signal is detected by the signal detecting unit,
The electronic blackboard system according to claim 7, further comprising: a conversion unit that converts time measured by the measurement unit into information indicating a pen tip position on the screen.
前記発光部は、前記電子ペンのペン先に、その光出射方向が前記電子ペンの長手方向に直交または傾斜するように設けられ、
前記電子ペンには、前記発光部の光出射方向に平行な方向を軸として遥動可能であり、前記軸から重心がずれている遥動部材が設けられ、
前記信号出射部および前記信号検出部が前記遥動部材に固定されていること
を特徴とする請求項8に記載の電子黒板システム。
The light emitting unit is provided at the pen tip of the electronic pen so that the light emission direction is orthogonal or inclined to the longitudinal direction of the electronic pen,
The electronic pen can be swayed around a direction parallel to the light emitting direction of the light emitting unit, and a swaying member having a center of gravity shifted from the axis is provided.
The electronic blackboard system according to claim 8, wherein the signal emission unit and the signal detection unit are fixed to the swing member.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9396520B2 (en) 2013-01-09 2016-07-19 Seiko Epson Corporation Projector system and control method thereof
US9684390B2 (en) 2013-12-10 2017-06-20 Seiko Epson Corporation Image display device, projector, and control method for image display device
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