JP2013239102A - Coordinate instruction device and interactive white board device - Google Patents

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Mitsuru Shibata
充 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coordinate instruction device capable of making a coordinate instruction position detected without installation of a retroreflection frame, and to provide an interactive white board device, regarding a digitizer device using recursive light.SOLUTION: A coordinate instruction device includes a retroreflection member wrapped around the tip side of a coordinate instruction device body. The coordinate instruction device also includes a transmission member protecting the surface of the retroreflection member around the retroreflection member.

Description

本発明は、座標位置をイメージセンサを用いて検出する座標検出装置(デジタイザ装置)及び電子黒板装置に関するものである。   The present invention relates to a coordinate detection device (digitizer device) that detects a coordinate position using an image sensor and an electronic blackboard device.

近年、電子黒板(Interactive White Board, 略してIWB)の普及が進行している。IWBは一般的な表示装置として用いられているPDP、LCD、プロジェクタなどを用い、この表示画面上にあたかも黒板にチョークで入力するがごとく、指や電子ペンなどの座標入力手段とデジタイザ装置を用いて座標入力手段により入力された位置の座標をパソコン(PC)などの演算装置で処理し、処理結果を表示装置に投影することにより実現するものである。   In recent years, electronic whiteboards (Interactive White Board, IWB for short) have been spreading. IWB uses PDPs, LCDs, projectors, etc., which are used as general display devices, and uses coordinate input means such as fingers and electronic pens and digitizer devices on the display screen as if they were input with chalk on the blackboard. Then, the coordinates of the position input by the coordinate input means are processed by an arithmetic device such as a personal computer (PC), and the processing result is projected onto a display device.

イメージセンサによる画像処理を利用したデジタイザ装置は近年普及しつつあり、描画応答性の良さ、また赤外線、太陽光線、温度変化などの外部ノイズ耐性が強いとの利点から、利用数が年々増加している
このようなイメージセンサを使用した代表的な特許文献として下記のようなものがある
Digitizer devices that use image processing by image sensors have been spreading in recent years, and the number of uses has been increasing year by year due to the good drawing responsiveness and strong resistance to external noise such as infrared rays, sunlight, and temperature changes. The following is a typical patent document using such an image sensor.

特開平9−91094号(タッチパネルの座標検出装置)JP-A-9-91094 (Coordinate detection device for touch panel)

イメージセンサを用いたデジタイザ装置は、デジタイザユニットを構成する支持部材の長軸方向の両端部(左右の両端部)に取り付けたイメージセンサ(左イメージセンサおよび右イメージセンサ)と、各イメージセンサの視野方向に位置する座標入力面に向けて光を照射する複数の発光ユニットとを有し、座標入力面に挿入された座標指示物体による座標指示位置を検出するように構成されている。
図3は、従来におけるデジタイザ装置の概略構成を示すシステム構成図であって、デジタイザユニットDUを構成するコントロールユニット10、このコントロールユニット10の長軸方向の両端部に取り付けられている発光ユニット11L,11Rとイメージセンサ12L、12Rと、座標指示物である電子ペン13と、電子ペン13を座標入力面18に接触したとき当該電子ペン13から発射される赤外線を受光し、ペンダウン信号をコントロールユニット10に入力する赤外線受光ユニット14とで構成され、コントロールユニット10はペンダウン信号が入力されたタイミングで発光ユニット11L,11Rからの照射光を遮った遮光像に基づき電子ペン13の座標入力面における挿入座標位置を検出し、パーソナルコンピュータ(PC)20に送る。PC20は、検出した座標位置に予め定めた描画像を生成し、プロジェクタ30により、壁またはホワイトボード1上に表示させる。これによって、ホワイトボード1上にはコントロールユニット10が検出した座標の軌跡に応じた描画像が表示される。
A digitizer device using an image sensor includes an image sensor (left image sensor and right image sensor) attached to both ends (left and right ends) of the support member constituting the digitizer unit, and the field of view of each image sensor. A plurality of light emitting units that emit light toward a coordinate input surface positioned in the direction, and configured to detect a coordinate indication position by a coordinate indication object inserted into the coordinate input surface.
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a schematic configuration of a conventional digitizer device, which includes a control unit 10 constituting a digitizer unit DU, and light emitting units 11L attached to both ends of the long axis direction of the control unit 10. 11R, image sensors 12L, 12R, an electronic pen 13 as a coordinate indicator, and infrared rays emitted from the electronic pen 13 when the electronic pen 13 comes into contact with the coordinate input surface 18, and a pen-down signal is transmitted to the control unit 10. The infrared light receiving unit 14 is input to the control unit 10, and the control unit 10 inserts coordinates on the coordinate input surface of the electronic pen 13 on the basis of the light-shielded image that blocks the irradiation light from the light emitting units 11L and 11R at the timing when the pen down signal is input. Detect the location and use a personal computer ( C) and sends it to the 20. The PC 20 generates a predetermined drawing image at the detected coordinate position and causes the projector 30 to display it on the wall or the whiteboard 1. As a result, a drawn image corresponding to the locus of coordinates detected by the control unit 10 is displayed on the whiteboard 1.

ここで、左右の発光ユニット11L、11Rを構成する複数の発光素子110から照射される照射光は座標入力面18に電子ペン13がどの位置に挿入されても検出可能なように座標入力面全体を走査角θで走査するように構成されている。
座標入力面18の周囲には照射光16を再帰反射する再帰反射枠(再帰反射テープ)15が取り付けられている。
イメージセンサ12L、12Rは、座標入力面18の周囲に取り付けられた再帰反射部材15によって反射された照射光を受光しているが、電子ペン13が座標入力面18に接触すると、当該電子ペン13によって照射光が遮られるので、照射光の照射タイミングにおいては反射光が入力されない。コントロールユニット10は、照射光が遮られたときの遮光像の位置を三角測量法の原理に基づき算出し、出力する。
Here, the entire coordinate input surface can be detected so that the irradiation light emitted from the plurality of light emitting elements 110 constituting the left and right light emitting units 11L and 11R can be detected no matter where the electronic pen 13 is inserted into the coordinate input surface 18. Is scanned at a scanning angle θ.
A retroreflective frame (retroreflective tape) 15 that retroreflects the irradiation light 16 is attached around the coordinate input surface 18.
The image sensors 12 </ b> L and 12 </ b> R receive the irradiation light reflected by the retroreflective member 15 attached around the coordinate input surface 18, but when the electronic pen 13 contacts the coordinate input surface 18, the electronic pen 13 Therefore, the reflected light is not input at the irradiation timing of the irradiation light. The control unit 10 calculates and outputs the position of the light-shielded image when the irradiation light is blocked based on the principle of the triangulation method.

なお、三角測量法の原理によって電子ペン13の接触位置を算出する方法については前述の特許文献1に開示されているので、その説明は省略する。   In addition, since the method for calculating the contact position of the electronic pen 13 based on the principle of the triangulation method is disclosed in the aforementioned Patent Document 1, the description thereof is omitted.

図3のように、描画範囲を囲む様に再帰反射枠15が配置されており、従来の再帰反射光を用いる電子黒板では再帰反射枠が必須であった。   As shown in FIG. 3, the retroreflective frame 15 is disposed so as to surround the drawing range, and the retroreflective frame is essential in the conventional electronic blackboard using the retroreflective light.

本発明の目的は、再帰光を使用するデジタイザ装置において再帰反射枠を設置することなく座標指示位置を検出することが可能な座標指示装置及び電子黒板装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a coordinate pointing device and an electronic blackboard device capable of detecting a coordinate pointing position without installing a retroreflective frame in a digitizer device that uses retrolight.

上記目的を達成するために、本発明に係る座標指示装置は、座標指示装置本体の先端側周囲に巻き付けた再帰反射部材を有することを特徴とする。
さらに、前記再帰反射部材の周囲に当該再帰反射部材の表面を保護する透過部材を有することを特徴とする。
また、本発明に係る電子黒板装置は、壁面またはホワイトボード等で構成された座標入力面に向けて照射光を照射する複数の発光ユニットと、先端側周囲に巻き付けた再帰反射部材を有し、前記複数の発光ユニットから照射された照射光を前記再帰反射部材で再帰反射する座標指示装置と、前記再帰反射光を受光する複数のイメージセンサと、当該イメージセンサで受光した前記再帰反射光の受光タイミングに基づき前記座標指示装置の座標入力面における指示座標位置を検出する座標検出手段を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a coordinate pointing device according to the present invention includes a retroreflective member wound around the distal end side of the coordinate pointing device main body.
Furthermore, it has a transmission member that protects the surface of the retroreflective member around the retroreflective member.
Further, the electronic blackboard device according to the present invention has a plurality of light emitting units that irradiate irradiation light toward a coordinate input surface constituted by a wall surface or a white board, and a retroreflective member wound around the front end side, A coordinate indicating device that retroreflects the irradiation light emitted from the plurality of light emitting units by the retroreflective member, a plurality of image sensors that receive the retroreflected light, and reception of the retroreflected light received by the image sensor. Coordinate detection means for detecting a designated coordinate position on a coordinate input surface of the coordinate designating device based on timing is provided.

本発明によれば、座標入力面に向けて照射された照射光は、座標指示装置本体の先端側周囲に巻き付けた再帰反射部材によって入射方向と同じ方向に再帰反射され、座標入力面の両端に取り付けたイメージセンサに入射され、その受光タイミングによって指示座標位置が検出される。
すなわち、従来は、再帰反射部材を座標入力面の周囲の取り付け、座標指示装置が照射光を遮った時の遮光像の位置により、座標指示位置を検出するように構成していたが、本発明においては、座標指示装置本体の周囲に再帰反射部材を巻き付け、この再帰反射部材によって照射光を再帰反射し、イメージセンサに入射させ、その入射光の受光タイミングにより指示座標位置を検出するように構成したため、座標入力面の周囲に取り付けていた再帰反射部材が不要になり、座標入力位置を検出することが可能になった。特に、座標入力面の面積が大きくなればなる程、再帰反射部材の使用量を大幅に少なくすることができ、コストの削減を図れるといった効果が得られる。
According to the present invention, the irradiation light irradiated toward the coordinate input surface is retroreflected in the same direction as the incident direction by the retroreflective member wound around the distal end side of the coordinate pointing device body, and is applied to both ends of the coordinate input surface. The light enters the attached image sensor, and the indicated coordinate position is detected by the light reception timing.
That is, conventionally, the retroreflective member is attached around the coordinate input surface, and the coordinate pointing position is detected based on the position of the light-shielded image when the coordinate pointing device blocks the irradiation light. , A retroreflective member is wound around the coordinate pointing device body, the irradiation light is retroreflected by this retroreflective member, incident on the image sensor, and the indicated coordinate position is detected by the light receiving timing of the incident light. Therefore, the retroreflective member attached around the coordinate input surface becomes unnecessary, and the coordinate input position can be detected. In particular, as the area of the coordinate input surface increases, the amount of use of the retroreflective member can be significantly reduced, and the cost can be reduced.

本発明における座標指示装置の実施形態を示す正面図、断面図である。It is the front view and sectional drawing which show embodiment of the coordinate instruction | indication apparatus in this invention. 本発明における座標指示装置の他の実施形態を示す正面図、斜視図である。It is the front view and perspective view which show other embodiment of the coordinate instruction | indication apparatus in this invention. 従来のデジタイザ装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional digitizer apparatus.

以下、本発明を実施する場合の一形態を図面で具体的に説明する。
図1(a),(b)は、本発明における座標指示装置の実施形態を示す正面図と断面図である。
これらの図に示すように、座標指示装置本体1は、円柱形状の先端側に再帰反射テープ2を巻き付け、その周囲を照射光透過保護部材3で保護するように構成されている。これにより、直接、先端の再帰反射テープ2に触られることを防ぎ、汚れ等による反射光の劣化を防ぐようになっている。ペン先4は摩擦係数の少ない部材を使用することで、ホワイトボード等に描画する際の傷付きを防止するように構成されている。
Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIGS. 1A and 1B are a front view and a cross-sectional view showing an embodiment of a coordinate pointing device according to the present invention.
As shown in these drawings, the coordinate pointing device main body 1 is configured so that a retroreflective tape 2 is wound around a cylindrical tip end and the periphery thereof is protected by an irradiation light transmission protection member 3. This prevents direct contact with the retroreflective tape 2 at the tip and prevents deterioration of reflected light due to dirt or the like. The pen tip 4 is configured to prevent scratches when drawing on a whiteboard or the like by using a member having a small friction coefficient.

このような構成によれば、座標入力面に向けて照射された照射光は、座標指示装置本体の先端側周囲に巻き付けた再帰反射部材によって入射方向と同じ方向に再帰反射され、座標入力面の両端に取り付けたイメージセンサに入射され、その受光タイミングによって指示座標位置が検出される。
すなわち、従来は、再帰反射部材を座標入力面の周囲の取り付け、座標指示装置が照射光を遮った時の遮光像の位置により、座標指示位置を検出するように構成していたが、本発明においては、座標指示装置本体の周囲に再帰反射部材を巻き付け、この再帰反射部材によって照射光を再帰反射し、イメージセンサに入射させ、その入射光の受光タイミングにより指示座標位置を検出するように構成したため、座標入力面の周囲に取り付けていた再帰反射部材が不要になり、座標入力位置を検出することが可能になった。特に、座標入力面の面積が大きくなればなる程、再帰反射部材の使用量を大幅に少なくすることができ、コストの削減を図れるといった効果が得られる。
According to such a configuration, the irradiation light irradiated toward the coordinate input surface is retroreflected in the same direction as the incident direction by the retroreflective member wound around the distal end side of the coordinate pointing device main body, It is incident on image sensors attached to both ends, and the indicated coordinate position is detected by the light reception timing.
That is, conventionally, the retroreflective member is attached around the coordinate input surface, and the coordinate pointing position is detected based on the position of the light-shielded image when the coordinate pointing device blocks the irradiation light. , A retroreflective member is wound around the coordinate pointing device body, the irradiation light is retroreflected by this retroreflective member, incident on the image sensor, and the indicated coordinate position is detected by the light receiving timing of the incident light. Therefore, the retroreflective member attached around the coordinate input surface becomes unnecessary, and the coordinate input position can be detected. In particular, as the area of the coordinate input surface increases, the amount of use of the retroreflective member can be significantly reduced, and the cost can be reduced.

図3は、本発明における座標指示装置の他の実施形態を示す正面図と斜視図である。
この実施形態は、先端側の形状を丸もしくは多角形(図では6角形)とし、ペン先4を除く先端部分まで再帰反射部材2を丸もしくは多角形状に巻き付け、図2(b)に示すように、座標指示装置本体1を座標入力面上でほぼ水辺面に近づけるように大きく傾けた場合でも、再帰反射光がイメージセンサに入力されるように構成したものである。
FIG. 3 is a front view and a perspective view showing another embodiment of the coordinate pointing device according to the present invention.
In this embodiment, the shape on the tip side is round or polygonal (hexagonal in the figure), and the retroreflective member 2 is wound in a circle or polygon to the tip portion excluding the pen tip 4, as shown in FIG. 2 (b). In addition, even when the coordinate pointing device main body 1 is largely tilted so as to be substantially close to the waterside surface on the coordinate input surface, the retroreflected light is input to the image sensor.

なお、図示を省略するが、座標指示装置本体1には、太陽電池パネルを組み込み、2次電池に蓄電し、この2次電池の電力によってペンダウン信号を発信する回路構成にすることができる。   In addition, although illustration is abbreviate | omitted, it can be set as the circuit structure which incorporates a solar cell panel in the coordinate pointing device main body 1, stores it in a secondary battery, and transmits a pen down signal with the electric power of this secondary battery.

なお、本発明の座標指示装置を用いた電子黒板装置の構成は、図3の電子ペン13を本発明の座標指示装置1に変えたうえ、再帰反射枠15を削除し、再帰反射光は本発明の座標指示装置1の先端側からイメージセンサに入力される構成とし、電子ペンの遮光像ではなく、座標指示装置1の先端側からの反射光によって座標入力位置を検出する構成となる。   In the configuration of the electronic blackboard device using the coordinate pointing device of the present invention, the electronic pen 13 of FIG. 3 is changed to the coordinate pointing device 1 of the present invention, the retroreflective frame 15 is deleted, and the retroreflected light is the main light. The coordinate input device 1 is configured to be input to the image sensor from the front end side of the coordinate pointing device 1 according to the invention, and the coordinate input position is detected by reflected light from the front end side of the coordinate pointing device 1 instead of the light-shielded image of the electronic pen.

1 座標指示装置本体
2 再帰反射テープ
3 照射光透過保護部材
4 ペン先
DU デジタイザユニット
9 座標入力面
10 コントロールユニット
11L,11R 発光ユニット
12L、12R イメージセンサ
13 電子ペン
14 赤外線受光ユニット
15 再帰反射部材
16 照射光
17 再帰反射光
18 座標入力面
20 パーソナルコンピュータ
30 プロジェクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coordinate indication apparatus main body 2 Retroreflective tape 3 Irradiation light transmission protection member 4 Pen tip DU Digitizer unit 9 Coordinate input surface 10 Control unit 11L, 11R Light emission unit 12L, 12R Image sensor 13 Electronic pen 14 Infrared light receiving unit 15 Retroreflection member 16 Irradiation light 17 Retroreflected light 18 Coordinate input surface 20 Personal computer 30 Projector

Claims (3)

座標指示装置本体の先端側周囲に巻き付けた再帰反射部材を有することを特徴とする座標指示装置。   A coordinate pointing device comprising a retroreflective member wound around the distal end side of the coordinate pointing device main body. 前記再帰反射部材の周囲に当該再帰反射部材の表面を保護する透過部材を有することを特徴とする請求項1に記載の座標指示装置。   The coordinate pointing device according to claim 1, further comprising a transmissive member that protects a surface of the retroreflective member around the retroreflective member. 壁面またはホワイトボード等で構成された座標入力面に向けて照射光を照射する複数の発光ユニットと、先端側周囲に巻き付けた再帰反射部材を有し、前記複数の発光ユニットから照射された照射光を前記再帰反射部材で再帰反射する座標指示装置と、前記再帰反射光を受光する複数のイメージセンサと、当該イメージセンサで受光した前記再帰反射光の受光タイミングに基づき前記座標指示装置の座標入力面における指示座標位置を検出する座標検出手段を備えることを特徴とする電子黒板装置。   Irradiation light that has a plurality of light emitting units that irradiate irradiation light toward a coordinate input surface constituted by a wall surface or a whiteboard, and a retroreflective member that is wound around the tip side, and is irradiated from the plurality of light emitting units. A coordinate pointing device that retroreflects the retroreflective member, a plurality of image sensors that receive the retroreflected light, and a coordinate input surface of the coordinate pointing device based on the light reception timing of the retroreflected light received by the image sensor An electronic blackboard device comprising coordinate detection means for detecting an indicated coordinate position in
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US11460955B2 (en) 2019-08-07 2022-10-04 Seiko Epson Corporation Projection system, position detection system, and method for controlling position detection system

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